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课题探究模式——图形计算器在化学教学中的应用 上海市第二中学 任静蕴 提要：本文探讨了一种将研究性学习小组的研究与课堂教学相结合的课题探究模式，即将学生的研究也纳入教学计划，将学生的研究成果作为课堂辅助教学内容的一种形式。 关键词：化学、图形计算器、探究 一、模式的思想基础 随着二期课改的深入，学校普遍开展了让学生自主选择课题，自行研究的课程，每星期安排一定的课时或课外时间进行活动，但是学生的活动过程和结果如何评价，如何将个人的研究经验资源共享，如何将这样的活动与日常的教学作有机的联系，这都是值得探讨的问题。基础性学习以课本为基础，构建学生完整而合理的知识体系，而研究性学习是以学生自主学习和直接体验为基本方式，强调课题研究的过程。将基础性课程(既传统意义上的正课)与研究性学习作一定程度的结合，无疑对基础性课程是一种促进，能让学生真正成为学习的主体，并能进一步挖掘课堂教学的教育功能，培养学生的创新精神，鼓励学生大胆质疑，引导学生关注社会，让课堂也成为学生学习经验交流和分享的阵地，而不仅只是学生和老师之间的单边活动。 二、模式的操作过程 1．选择阶段 结合化学的基础知识和教师教学计划，学生的课题选择可以从这几个角度考虑： （1）兴趣点。学习兴趣是学习活动的重要动力，且学生容易对新颖的，能引起好奇的事物产生兴趣，进而诱发内驱力，激起求知、探究、操作等意愿。化学是一门实用性很强的自然学科，它自形成以来就与生产、生活和社会有着密切的关系，因此学生很容易就从身边找到自己感兴趣的研究课题。如食品，元素化学和人体健康，形形色色的矿石等都能激起他们的兴趣。 （2）疑问点。某些对化学有兴趣学有余力的同学会不满足于课本和课堂内的知识，甚至会大胆地对书本知识进行质疑。对于这些学生教师应多加指导，激发他们的求知欲，并可以在选修课时进行个别辅导。鼓励他们大胆假设和求证，进行专题的研究，应用新技术，获取新信息，并在教师的引导下设计合理的实验验证方案。其次，也可以是教学上的一些难点，教师可鼓励这些同学作深一层次的探索和思考。 （3）社会热点。环境问题和能源问题是二十一世纪人类十分重要的研究课题，像城市的水质、大气中的污染、工厂废气废水的排放、废电池的回收等也是许多学生经常提出的课题。让学生尝试以社会课题组织活动，关注与人类生存、社会发展密切相关的重大问题，可进一步培养学生的环保和能源危机意识，树立起社会责任感。 2．探究阶段 （1）研究小组的建立 课题选择后，教师可将这些有共同问题或兴趣的学生编为研究小组，针对共同的研究问题，设定研究计划，并结合个人特长进行任务分配，明确个人责任，通过协作交流，完成研究课题。 （2）研究方法的选择 根据这些课题的不同内容，研究的形式也可以是多种多样的，可以通过实验来探究一些物质的性质和化学原理，通过实地考察获得生产和生活中的实际问题，通过查阅文献，上网浏览等方式收集信息等。 如在上至酸雨一章时，由于很多内容大家在初中或日常生活中已有所接触，学生们都很有兴趣。但有部分同学对酸雨的定义提出疑义：pH7的溶液即为酸性，为何要将其定义为pH5.6呢？这个数字的标准从何而来？学生的疑问产生了一个很好的课题，于是在上这节课前，我将这部分同学编为研究小组，研究的主题为酸雨如何形成，为何将标准定为pH 5.6。学生通过查阅相关资料发现，正常雨水中因为溶解有CO2，形成碳酸溶液，也会呈现酸性，而CO2在水中的溶解达到饱和时，pH约为5.6左右，当空气中含有SO2，氮氧化物等污染性气体时，即会使雨水的pH继续下降，形成危害颇大的酸雨，资料又进一步表明我国属于煤烟型国家，SO2的影响更大些。找到答案后，进一步鼓励他们设计一个实验来模拟酸雨的产生，让实验事实来说明这个定义。CO2气体和SO2气体的制取是学生已经熟知的知识，在此基础上大家确定了初步的方案，将CO2气体通入蒸馏水中至饱和，再通入SO2气体，观察pH的变化。经过几次实验后，又作了进一步的改进，使用两套气体发生装置使实验过于繁琐，有同学提出人体呼出的气体主要是CO2，可以采取向水中吹气的方式代替CO2的气体制取，使实验过程变得简单，同时也起到了相同的效果。在实验中，学生使用了TI图形计算器配合pH探头来测定pH的变化，通过图形计算器，数据的采集变得非常简单精确，同时可以直观地看到pH的图像变化，通入CO2气体达饱和时pH约为5.6左右，改通SO2后pH又进一步下降了。 这个实验的具体过程可以参阅《TI数理技术的教学设计和研究性学习案例》一书中的课题23《酸雨形成过程的模拟》。