论文题目：变量控制法在高中化学实验中的实践研究 ——以人教版新教材为例
摘要：随着高考改革实施意见的颁布（2014年）、中国学生核心素养的提出（2016年）、修订版新课程标准的发布（2020年）,我国在基础教育方面的政策导向都说明了基于学科核心素养的教学势在必行。而科学方法是化学学科核心素养的重要组成部分,因此,在化学课堂上,科学方法是必不可少的学习内容。本研究以2019年版人民教育出版社普通高中化学教材（以下简称人教版新教材）教学内容为载体,旨在通过教学实践,提升学生对科学方法的关注。以人教版高中化学新教材为例,论述科学方法在人教版新教材中呈现的必要性,解读科学方法的内涵和分类,分析科学方法在人教版新教材中的编写特点,并选择当中的变量控制法在化学实验中的应用进一步研究,提出相应的教学启示。本研究从五个部分进行阐述:第一部分,前言。从社会背景、学科背景、修订版新课程标准、人教版新教材以及近年来的高考题目中,发现高中化学教育越来越重视科学方法。科学方法是化学学科核心素养的重要组成部分。人教版新教材着力凸显科学方法,涉及到不同的科学方法类型。以“方法导引”等相关栏目的设计,努力构建人教版新教材的科学方法体系。第二部分,相关概念及理论基础的阐述。界定化学实验、变量控制法等相关概念,并对相关的理论基础,如哲学理论基础、青少年认知特点进行阐述。在相关的理论的指导下,了解学生的认知特点,有助于开展变量控制法在化学实验中的教学。第三部分,变量控制法在高中化学实验中的实践研究。对人教版新教材中应用变量控制法的实验进行分析汇总,将高中化学必修和选择性必修中应用变量控制法的实验和知识点之间的联结整理成表,提出运用变量控制法解决问题的一般思路。为了研究变量控制法在高中化学实验中的应用,笔者选择化学基础相近、能力层级相当的两个班作为研究对象,一个班作为实验班,进行重视变量控制法的化学实验教学,另一个班作为对照班,进行常规教学。实践研究中笔者选择《化学反应的速率与限度》为课题开展教学。实验班在新课程标准指导下建立教学模型,多层次、多角度地应用变量控制法进行实验方案设计,师生交流评价后实施实验。在初次教学实践中引入变量控制法,教师改进温度对化学反应速率的影响的实验方案,在教师引导下,学生根据“不同环境”、“其他相同条件”设计实验方案,得出浓度对化学反应速率的影响、固体表面积对反应速率的影响的实验方案。实验过程中借助数字化实验,学生收集证据证实假设,得出结论,最后总结变量控制法的定义。在进行《化学反应的速率与限度》教学时,充分调动学生利用变量控制法进行科学探究,但是学生的寻找变量的能力、屏蔽无关变量的能力以及定量设计实验方案能力还有待提高,故选择《探究浓度对化学反应速率的影响》教学案例再次进行教学实践。在变量控制法的指导下,以草酸和酸性高锰酸钾的反应为原理,在教师引导下,学生设计实验方案,以三种不同层次浓度方案的设计和评价,生成变量控制法的具体内涵。在两次教学实践中,学生积极参与课堂,在教师引导下,学生互相争论、互相补充的过程中完成所有的实验活动,不断深化对变量控制法的认识。第四部分,后测的实施与结果分析。教学完成后,对实验班进行问卷调查、访谈,对实验班和对照班进行测试,收集证据,分析证据,得出实验结果。第五部分,总结本论文的研究成果并展望未来。经过理论和实践研究,最终得出的结论是:在教学中注重科学方法,例如变量控制的方法,这样的教学模式是有效的,一定程度上能提高学生的参与度,达到培养学生分析和解决化学问题能力的预期效果。在教学时,方法线贯穿教学实践的始终,外显思维过程和变量控制的方法,促进了知识向能力素养的转化。
关键词：变量控制;科学方法;实验探究;新教材
学科专业：教育硕士（专业学位）
摘要
Abstract
第1章 前言
1.1 研究背景
1.1.1 社会背景
1.1.2 学科背景
1.2 研究意义
1.2.1 化学实验教学实践的需要
1.2.2 学生发展成为21世纪人才的需要
1.3 文献综述
1.4 研究思路
1.5 研究方法
第2章 相关概念及理论基础阐述
2.1 相关概念阐述
2.1.1 化学实验
2.1.2 变量控制法
2.2 相关理论基础
2.2.1 哲学理论基础
2.2.2 青少年认知特点
第3章 变量控制法在高中化学实验教学中的应用
3.1 应用变量控制法实验
3.2 教学实践研究
3.2.1 实践目的
3.2.2 实践内容
3.2.3 实践对象
3.2.4 变量控制
3.2.5 实践时间
3.2.6 实践方法
3.2.7 实践过程
3.2.8 课堂教学模型
3.2.9 教学案例的初次实践——引入变量控制法
3.2.10 教学案例的再次实践——深化变量控制法
第4章 后测的实施与结果分析
4.1 问卷调查分析
4.2 实践成效访谈调查分析
4.3 测验分析
第5章 总结与展望
5.1 实践成果
5.1.1 有效提升学生的化学学科素养
5.1.2 教学实践获学生的高度认可
5.1.3 学生的问题解决能力得以锻炼,操作能力增强
5.2 存在的问题
5.3 展望
参考文献
附录1 调查问卷
附录2 后测试卷
附录3 修订版新课标有关实验的要求及其内容分布
致谢