章麗
【摘 要】以2014-2017年在《化學教育》、《化學教學》、《中學化學教學參考》中發表的關于“中學化學實驗”的161篇文章為對象,從內容出發進行歸納指出實驗研究集中于實驗本身,而對師生能力的培養、實驗能力評價標準的構建可成為新思路。
【關鍵詞】中學化學實驗;化學教育;研究趨勢;統計分析
一、研究背景
化學學科與其他學科的不同之一就在于實驗。實驗對提高學生的科學素養、促進學生全面發展有著不可替代的作用。本文對“中學化學實驗”的文章進行整理,可更好地了解中學化學實驗的研究熱點,為后續研究提供一份支持。
二、研究內容
(一)理論研究
葉劍強[1]等對“實驗與化學學習”的文獻進行知識譜圖繪制,并指出該研究主要涉及4大方面。靳瑩[2]評析指出實驗教學思想比物化形式更加重要。以上包含面廣,而郭震[3]針對教科書變遷時期概括實驗特點。麥裕華[4]抓住“正交試驗設計”指出問題。
1.在師生發展上
研究側重觀念及能力的培養,杜正雄[5]認為教師重視度不夠。李玲[6]指出做實驗的教學方式更好。另一方面,韓云鳳[7]、楚東杰[8]開發化學實驗能力的表現標準與模型。從以上可以看出,如何在實驗過程中發展能力需要更多思考;化學實驗能力評價標準的構建也是刻不容緩。
2.在教學優化上
策略上,CAI課件模擬、想象實驗、問題串、一體化實驗等可有效引導學生。內容上,劉懷樂[9]認為教材應適當留白促進理性思考。可另外設計探究性實驗補充教學。模式上,四步教學模式[10]、交叉式、開放式模式利于素養提高。以上體現“做中學”理念,強調學生主體性,教師的有效引導。
(二)實踐研究
1.實驗原理的深入
陳衛君[11]發現氫氧化鋁被醋酸溶解以配合作用為主。吳孫富[12]證實了競爭反應同時發生的。廖朝粒[13]利用維生素C還原硫酸銅原理進行化學鍍銅。這方面研究較少,主要針對某個知識點進行分析,解釋高中化學現象、創新某一實驗;或設法“糾錯”。
2.實驗條件的探索
用亞硝酸鈉作為氧化劑提取海帶中碘副產物較少[14]。選擇試劑反應的最佳濃度讓實驗效果明顯。試劑選擇是第一步,實驗條件是高效的保證,研究可讓我們少走彎路,但按部就班的實驗下,學生難以發揮其創造力與想象力,不會主動去思考實驗條件能否更好。
3.實驗裝置的優化
一部分優化是自行設計新的化學實驗裝置,如Ω型管、分組實驗臺、防污燃燒匙等。另一部分的優化是使用生活用品,例如注射器是現在改進實驗中常見的儀器之一。裝置優化體現了教學的創新,但產生矛盾:實驗儀器被替代了,操作步驟也被省略。
4.實驗手段的進步
化學仿真實驗平臺、化學虛擬實驗室等解決了無法完成的化學實驗問題。傳感器技術、手持技術、DIS數字實驗、“Crocodile Chemistry”等則是將化學實驗的過程或數據一絲不落地呈現給學生,讓學生直觀感受實驗的發生、發展過程。
5.實驗方案的創新
實驗方案逐漸生活化、微型化、創意化、綠色化。銅與濃、稀硝酸反應的實驗,有的研究者利用生活用品進行改進,也有的突出一體化設計。實驗設計追求節約、簡單、安全,給了學生大膽想象、創新的平臺。如在家中自制美麗的晶體,自制原電池等成功案例。
(三)總結與反思
事物的發展有利有弊,如何揚長避短是研究者應該深入思考的問題。裝置簡略,學生對于儀器教學功能的認識也隨之淡化;生活用品代替儀器,淡化化學的味道;科學技術并非所有實驗都適用。對實驗的長遠考慮不可避免的,平衡技術與經典之間的關系至關重要。
教學以人為本,教師與學生的作用不可忽視。教師是學生學習模仿的對象,其行為影響學生對化學實驗的看法、實驗教學的開展。再者,當下課時緊張、高考壓力大,師生的重心理在于成績的高低。評價方式的改革才能從本質上改變這一困局,因此,處理好實驗改進、創新與傳統、經典實驗的關系;加深對學生評價標準的探索是當前的重要課題。
參考文獻:
[1]葉劍強,陳迪妹,郭文斌.我國2001-2013年中學化學實驗學習研究熱點的知識譜圖[J].化學教育,2015,(03):5-9.
[2]靳瑩.超越器物層面,思想創新先行——《化學教學》2013年實驗類論文綜述[J].化學教學,2014,(02):7-11.
[3]郭震.我國中學化學教科書中化學實驗的變遷研究[J].教育理論與實踐,2016,(17):45-48.
[4]麥裕華.省思中學化學實驗應用正交試驗設計的過程:1986~2015[J].化學教學,2017,(01):20-24.
[5]杜正雄.化學實驗教學觀念的思考與認識[J].中學化學教學參考,2015,(04):39-42.
[6]李玲,李廣洲,倪娟.教學方式對中學生學科思維發展的影響——一項基于化學實驗教學的研究[J].教育理論與實踐,2015,(32):54-56.
[7]韓云鳳,張雨強.化學實驗能力表現標準開發的初步設想[J].中學化學教學參考,2015,(23):4-6.
[8]楚東杰.中學生化學實驗能力結構模型初探[J].中學化學教學參考,2015,(20):39.
[9]劉懷樂,杜文敏.“四指定”脫離實際 有礙實驗創新[J].化學教學,2015,(11):38-41.
[10]呂衛平.基于整合觀的化學實驗“四步”教學模式研究[J].教育評論,2016,(02):150-151.
[11]陳衛君.醋酸溶解氫氧化鋁的實驗探究及理論分析[J].化學教學,2015,(12):53-56.
[12]吳孫富,王洪升.蛋白纖維與84消毒液的反應初探[J].化學教學,2016,(06):69-71.
[13]廖朝粒,陸定超.維生素C和味精化學鍍銅實驗探究[J].化學教育,2015,(13):71-72.
[14]楊孝容,孫國峰,江滔,王曉麗.亞硝酸鈉提取海帶中碘的實驗條件探索[J].化學教學,2016,(10):45-48.