1、在高中化學實驗教學中實施創新教育的探索 課題研究報告曹文莉 （天津市北京師范大學天津附屬中學 300222） 內容提要：二十一世紀教育改革和發展的方向是以提高國民素質為根本宗旨，造就新世紀建設者和接班人。化學學科是一門以實驗為基礎的自然學科，化學實驗重視學生創新能力的培養，強化學生審美意識、環保理念、綠色化學理念、合作品質、節約意識。本文是十一、五區級規劃課題結題報告，對在高中化學實驗教學中對學生進行創新教育作了理論和實踐性的探討，對于課堂教學有一定的借鑒意義。關鍵詞：高中 化學實驗教學 創新教育一、問題的提出二十一世紀對我國來說，面臨的是高技術和高素質的挑戰。正如江澤民同志所說的：“要迎接科

2、學技術突飛猛進和知識經濟興起的挑戰，最重要的是堅持創新，創新的關鍵是人才，人才的成長靠教育，教育水平提高了，科技進步和知識經濟發展才有后勁。”因此，以提高國民素質為根本宗旨，以培養學生的創新精神和實踐能力為重點，造就新世紀建設者和接班人，就成為面向二十一世紀教育改革和發展的方向。化學學科是一門以實驗為基礎的學科，如果習慣以“應試”為目的，用照本宣科、照“方”抓“藥”，甚至采取講實驗、畫實驗、背實驗的教學方式，就會使學生處于被動接受知識的地位，使他們只會死記硬背化學知識，機械模仿教師的實驗方法與操作過程，不僅影響了雙基的掌握，而且這樣教出的學生缺乏創新的愿望和激情，思維僵化，缺乏變通和獨創，這與

3、社會發展不相符合。本課題是根據鄧小平“三個面向”和江澤民“要迎接科學技術突飛猛進和知識經濟興起的挑戰，最重要的就是要求創新。”的要求提出的，對創新教育的研究是教育發展的必然。根據著名心理學家特孟(LMTerman)的研究發現,有創新能力的人具有完成任務的堅毅精神、自信而有進取心、謹慎、好勝心強等人格特點。要使學生具備創新意識與創新能力，最重要的是培養學生的創新型人格，學生具備了創新型人格特征，就可能具有創新意識，既而具有創新能力。在高中化學實驗教學中實施創新教育，顯得尤為重要。兩年來，在區教科所和學校領導的關懷下，我們全體課題組成員圍繞“在高中化學實驗教學中實施創新教育的探索”作了一些研究，取

4、得了一點成績，基本上達到了預定的研究目標。二、課題研究的意義培養學生的創新能力是歷史賦予的職責。創新非常重要，但也并不神秘，它是人腦的機能，人人都具有，只是高低程度不同而已。陶行知先生說過：“處處是創造之天地，天天是創造之時，人人是創造之人。”生命伊始，創造即起，生命不止，創造不息。我國古時候司馬光砸缸救人就是一種與眾不同的創新意識和行為，所以高中實驗教學中的創新教育將對化學教學理論不斷補充、完善起著重要作用，將為中學化學增添新活力，為社會的發展起微薄之力。三、課題研究的目的1、促進化學教學的改革，培養學生學習化學的興趣，提高化學教學質量和后果，提高學生的化學素質。力求通過課題的研究和實施，使

5、化學教學從傳統的教學模式中解脫出來，開發學生的學習潛能，使學生能敞開創新的萌芽之門，培養他們的創新意識、創新實踐能力。同時，通過學生的創新學習，促進化學教學質量的提高。2、提高課題研究人員的創新意識，并付諸教學實踐中，以適應社會發展的需要。要培養創造型的學生，首先要有創造型教師和教育思想。通過本次研究過程，促進教師進一步學習理論、探索新的教學法，更新觀念，提高教學科研能力，培養一些創新型化學教師，提高化學教師的專業水平。3、通過在高中化學實驗教學中的創新教育，使學生學會創造性地去學習、思考、提高效率，并且能延伸到其它學科和今后的工作、學習中去，乃至終身。4、通過本次研究過程，帶動實驗室管理的完

6、善，最大限度的發揮實驗室課程資源效益，提高實驗教師的創新理念，提高實驗教師的指導、評價實驗能力。帶動計算機輔助教學手段的推廣和應用，帶動化學課件的開發。四、課題研究的理論依據1、建構主義學習理論：知識是不能傳授的，學習者只有基于一定的經驗并在一定情境下借助他人的幫助，才能獲得知識。建構主義學習理論認為：知識是不能傳遞的，教師傳遞的是信息，知識必須通過學生主動建構才能獲得。學習使學生自己的事情，只有學生及主動去學習，學生的知識才能建構。它提倡：教師指導下的、以激勵學生為特征的、以學生為中心的學習，強調學生是認知主體，是知識意義的主動建構者。認為學生學習化學不是簡單的記住教師所教的內容，而是讓學生

7、通過吸收并與原來知識相融合的過程建立新的認知結構，它既是一種主動的建構過程，也是一種再創造的過程。因此要使學生有效的自主學習，必須根據學生原有的認知結構進行教學，促進學生認知結構的轉換與建構，從而達到完善認知結構，開發學生智力，培養學生能力的目的。2、現代人本主義理論：強調人的潛能的發展和自我實現，主張教育是為了培養心理健康、具有創造性的人，并使每個學生達到自己所能及的最佳狀態。人本主義就是強調學習中人的因素，必須尊重學習者的意愿、情感、需要以及價值觀，師生間應建立良好平等的關系，教師應該是學生的引導者、幫助者、促進者和參與者。教學是一項多環節的、復雜的系統工作，而課堂教學是所有教學活動的主體

8、區域，是教學中的一個重要環節。因此，在實驗教學中充分體現人本觀，尊重學生的人格地位。師生的人格關系平等，關系融洽，學生就能主動地去發展、去創新，去發展自己的創造性思維和培養自己良好的學習習慣。3、素質教育理論：素質教育是以開發兒童身心潛能、完善和全面提高新一代合格公民應具備的基本素質為根本目的的教育。 素質教育是人類以自身的身心素質為對象的再生產和再創造，是人類運用自身創造的物質文明和精神文明的歷史成果去開發、塑造和完善年輕一代身心結構與功能的社會實踐方式。素質教育是通過科學的教育途徑，充分發掘人的天賦條件，提高人的各種素質水平，并使其得到全面、充分、和諧發展的教育。 素質教育是依據人的發展和

9、社會發展的實際需要，以全面提高全體學生的基本素質為根本目的，以尊重學生主體性和主動精神、注重開發人的智慧潛能、注重形成人的健全個性為根本特征的教育。素質教育是以促進學生身心發展為目的，以提高國民的思想道德、科學文化、勞動技術、身體心理素質為宗旨的基礎教育。素質教育的意義有三：第一是面向全體學生；第二是讓學生德、智、體、美全面發展；第三是讓學生主動發展。 素質教育是為實現教育方針規定的目標，著眼于受教育者群體和社會長遠發展的要求，以面向全體學生、全面提高學生的基本素質為根本目的，以注重開發受教育者的潛能、促進受教育者德智體諸方面生動活潑地發展為基本特征的教育。 五、課題研究過程1、研究假設創新是

10、指根據一定的目的和任務，運用一切已知信息，通過開展能動的思維活動，突破原有框架，而獲得的解決問題的一種全新方式，或產生對社會和個人極有價值的產品的智力品質。包括產生出某種目標或新的情景的解決問題的設想，創造出新的社會價值的能力、人格特征，產生前所未有的事物。它包含了兩個方面：一方面是科學家、發明家的特殊才能，與眾不同的、敢于標新立異和打破常規的創造能力。另一方面是自我實現的創造性，是自我潛在能力的開發。對于中學生和一般人來講，主要是后者，我們稱之為創新能力；而創新能力主要是指創新的思維、創新的精神、創新的意識。在這一假設中，我們可看到創新能力是作為要達到的目標（設為F）而要達到這一目標，受到兩

11、個自變量的影響，第一個自變量是“教師的教法（Y1）第二個自變量是”學生的學法（Y2）。上述二個自變量“教師的教法”、“學生的學法”又受到若干變量的影響，而本課題側重在化學實驗的角度去探索，主要變量有：實驗現象（設為X1）、改進實驗（設為X2）、探究實驗（設為X3）、實驗設計（設為X4）等等，即：F=f（Y1、Y2）Y1=f（X1、X2、X3、X4），Y2=f（X1、X2、X3、X4）2、研究方法文獻分析法、行動研究法、調查研究法、實驗法、觀察法、問卷法、個案研究法、對比法、談話法等。3、研究內容對實驗班在化學教學中采取以下方式培養創新能力：（一）用實驗過程及實驗現象激發學生的創新意識。通過查閱

12、文獻資料，利用化學發展史激發學生的創新意識。通過給學生做趣味實驗，舉辦化學晚會，培養學生創新意識。通過指導學生進行家庭小實驗，培養學生創新意識。（二）通過改進實驗，培養學生創新精神。通過改進課本實驗裝置，減少藥品用量，推廣微型實驗，培養學生創新精神。將環保理念滲透在化學實驗活動中，注意尾氣回收、妥善處理廢棄物，培養學生創新精神。改演示實驗為并進實驗、分組實驗，增加學生動手機會，培養學生創新精神。（三）通過探究性實驗，培養學生的創新能力。通過把課本上驗證性實驗改為探索性實驗，培養學生的創新能力。加強實驗與生活的了解，運用身邊物質設計探究實驗，培養學生的探究能力。關注環境、大氣、生態、水質等方面的

13、保護，設計探究實驗，培養學生的探究能力。利用開放性實驗習題，創設問題情境，培養學生的創新能力。（四）如何通過實驗設計，培養學生創新能力。通過綜合設計實驗，創設實驗情境，學生提出假設并通過實驗驗證，培養創新能力。通過再現中、高考實驗設計題目，訓練學生動手操作，培養創新能力。在實驗操作考試中增加實驗設計內容，培養學生創新能力。4、研究方案設計（一）測試對象的確定：選定北師大附中高一年級基礎相近并由同一任課教師所教的兩個教學班，其中一個為實驗班。利用以下的手段和方法培養學生的創新能力，另一個班為對照班進行正常教學。表1 實驗前化學學習成績差異性檢驗班級人數總分平均分標準差Z差異檢驗實驗班483768

14、78.515.320.25不顯著對照班48372077.515.28注：S越小，分數越集中，離散程度越小。Z（差異檢驗的一種方法），Z<1.96時，差異不顯著；1.96< Z<2.58時，差異顯著；Z>2.58時差異非常顯著 通過上表可以看出，實驗班和對照班在前一次的考試中，無論是平均分和標準差都無明顯差異，說明所選兩個班基礎相近。 （二）測試方法：利用學生創造性思維能力的綜合測試表對實驗班和對照班進行前測和后測并對實驗班和對照班的化學考試成績進行材料積累，統計測量結果，并分析結果得出結論。5、實施過程及案例課題組按照預定方案進行研究、實踐操作下面做一案例分析：化學實驗

15、既是學生學習化學知識和技能的最好的實踐活動，也是學生能夠充分發揮想象力和創造力的活動過程。學生可以在化學實驗活動中動手又動腦，親臨其境，大膽創新，感受和體驗各種學習過程和經驗。教師可根據教學的需要，改進一些實驗的常規教學方法，或讓學生動手設計實驗方案，從而激發學生的參與意識，提高學生的創新能力。例如；在探討濃硫酸和稀硫酸如何鑒別時，學生提出了多種方案，如：蘸取待測液滴在白紙上；取等量藍礬加入適量的兩種酸等等，原理是利用濃硫酸的特性區分。在此基礎上有學生就提出是否可利用兩溶液中含水量的多少進行區分。方法：加熱兩種溶液，觀察：試管口有無白霧，有白霧的是稀硫酸，無現象為濃硫酸。此方法是否可行呢？實踐

16、是檢驗真理的唯一標準。同學們就做了個小實驗，分別在小試管中加入適量的濃硫酸和20%的稀硫酸，加熱。結果發現兩支試管口都產生白霧，但是加入濃硫酸的試管口產生的白霧有強烈的刺激性氣味。由此得出：僅靠是否產生白霧是無法區分兩種酸的。但是在實驗過程中學生發現了新的方法：加熱時稀硫酸很快沸騰，而且容易暴沸；而濃硫酸產生白霧時還沒有沸騰，兩種酸的沸點有明顯的差異，濃硫酸顯然是一種高沸點的酸。通過實驗學生對濃硫酸是高沸點的酸有了直觀感性的認識，由感性認識上升到理性認識，得出新的檢驗方法既利用濃硫酸、稀硫酸沸點的差異來鑒別。通過實驗方案的改進可培養學生的創新能力，通過實驗裝置的改進同樣可激發學生的創新潛能，提

17、高創新能力。通過實驗的創新，學生的思維經歷了發散與聚合這兩種創造性思維的主要方式，受到了創造性思維的訓練，在此過程中不僅促進學生對反應原理進行再認識，對實驗裝置再設計，而且開發了學生的創新潛能，培養了學生的創新能力和創新精神。6、實驗數據、結論及成果（一）檢測數據表2創造性思維能力綜合評價成績對比表對照班實驗班實驗前76.578.2實驗后80.391.6表3 實驗后一學期學生化學學習成績差異性檢驗班級人數總分平均分標準差Z差異檢驗實驗班48376878.514.382.05顯著對照班48343271.516.84表4實驗后一年學生化學學習成績差異性檢驗班級人數總分平均分標準差Z差異檢驗實驗班4

18、838888114.682.48非常顯著對照班48344671.820.75表5 實驗后三學期學生化學學習成績差異性檢驗班級人數總分平均分標準差Z差異檢驗實驗班48386480.514.562.60非常顯著對照班48352873.519.73表6實驗后二年學生化學學習成績差異性檢驗班級人數總分平均分標準差Z差異檢驗實驗班4837927912.452.85非常顯著對照班48338470.521.25（二）結論實驗前學生創造性思維能力的調查結果顯示，對照班與實驗班在創造型思維能力、學習習慣、學習方法、實驗能力等方面還存在著問題。實施方法培養學生創新能力后，實驗班的學生在學習過程中，普遍顯得主動，思

19、維活躍，提出問題的積極性較高，提問具有一定的創造性。從表二數據統計可以看出：實驗班學生實驗設計能力、發散思維、創新能力明顯增強。從對照班也可以看出隨著學生化學知識的增多，學生創造性思維能力也有增強，但不顯著。表一統計結果顯示：實驗班與對照班的成績在實驗前基本相近。表三統計結果顯示：半年后的期末考試中，實驗班的成績比對照班的成績明顯提高，差異顯著。表四統計結果顯示：標注差數據說明實驗班分數較集中，離散程度小；Z檢驗結果顯示二者差異性非常顯著。主要原因有三點：通過以上實驗，有利于調動學生學習的積極性，使本來化學成績不太好的學生也愛學化學了。實驗班盡管在試卷難度較大的情況下成績也有提高，達到顯著性差

20、異，說明此實驗對培養創新型人才大有好處。從實驗成績可以看出個體與整體、個體在整體中的位置，以及成績差異性都表明實驗班的化學成績的變化明顯優于對照班。表五和表六也同樣說明了一實驗結果。通過上述分析可以看出，經過兩年的跟蹤調查顯示，在高中化學實驗教學中培養學生的創新能力，學生的學習成績有了顯著提高，學習態度、問題意識、學習習慣、實驗設計能力、發散思維有了長足的進步。（三）課題研究成果兩年來，在區教科所領導和學校領導的指導、關心下，經過我校化學課題組全體人員的共同努力，課題研究取得了一些成果。（1）提高了學生的創新能力通過兩年的創新教育研究，學生的創新性心理品質得到了培養。學生的觀察能力、思維能力、

21、想象能力增強了，發現問題、分析問題和解決問題的能力，得到了提高，發散性思維能力和創造性思維能力也得到了培養。通過各項活動，學生的實踐能力得到了提高，實踐是培養學生創新能力的源泉。學生的信念、奉獻精神、熱情、意志、毅力得到了培養，堅定的信念和奉獻精神是創新能力得以發揮的基礎，飽滿的熱情和頑強的意志是創新能力得以發揮的重要因素。（2）提高了教師的教育科研能力課題組通過多種方式，請專家作講座，送出去參加理論培訓，組織集中學習與教師個人自學相結合，課題組成員理論素養提高較快。向科研要質量，已成為化學教師的自覺要求。（3）提高了學校化學教學質量在課題研究中，由于注意培養學生創新能力，重視學生創新心理及個

22、性品質的培養，使學生的精神面貌得到了較好的培養，個性得到了充分的發展。課題組教師在教學中，注意調動學生的積極性，強調全員參與，人人動手動腦，培養學生的創造性思維。學校化學教育教學質量也不斷提高。高考、會考、統考成績名列前茅。通過教師們的不斷探索和學生的努力，在歷年考試中也取得了許多優異的成績。2008年高考成績，我校有19人達到600分以上。 學生學科競賽成績喜人。通過師生們的共同努力，在各項化學競賽中也取得了不少成績。教學教育論文方面取得了豐碩成果。從2006年課題研究以來，課題組老師有多篇論文在市、區級評比中獲獎或發表，其中，曹文莉老師的論文在化學教學中實施綠色化學教育的實踐探索獲市級三等

23、獎；論文重視化學實驗教學 培養學生綜合能力獲市級三等獎；論文化學實驗對培養學生創新精神的作用獲區級一等獎。課題組編輯了一本實驗教師優秀創新論文選編。在各種評優活動中碩果累累。通過兩年來的課題研究，教師的教學教育水平有了明顯的提高。曹文莉老師在2006年天津市優秀教學設計評選活動中獲一等獎；在在2007年ScienceWord優秀教學設計評比活動中獲二等獎；刻錄了一張新課程優秀實驗教學課件光盤,為今后的化學教學提供借鑒意義。（4）編輯了一本教師優秀設計、改進、探究實驗選編。在課堂教學方面，各位實驗教師盡可能從創新角度去挖掘素材，培養學生的創新意識，在每年的對外公開課和校級公開課上，教師們都積極構建創新型的課堂教學，將學生的創新意識的培養融合到課堂教學中，深受同行們好評。課題組編輯了一本實驗教師優秀設計、改進、探究實驗選編，并把這些好的方法應用到教學實踐中