基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的化學(xué)教學(xué)論實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索

郭巧云 ，杜　藝，曹　彬，鄧陶麗

(安順學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，貴州 安順　561000)

化學(xué)教學(xué)論實(shí)驗(yàn)課程是化學(xué)教師教育專業(yè)學(xué)生的必修實(shí)驗(yàn)課程之一，是以化學(xué)教師教育方向本科生已有的化學(xué)基礎(chǔ)知識和基本實(shí)驗(yàn)技能為基礎(chǔ)[1],其目的是培養(yǎng)師范生掌握基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)技能的能力，提高學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性和主動性[2]；其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主，包括了無機(jī)化學(xué)類實(shí)驗(yàn)、有機(jī)化學(xué)類實(shí)驗(yàn)、分析化學(xué)類實(shí)驗(yàn)等。然而，目前的化學(xué)教學(xué)論實(shí)驗(yàn)普遍存在著實(shí)驗(yàn)類型單一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更新不及時、學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ蛔恪?shí)驗(yàn)效果不理想等問題。

1　存在的問題

1.1　實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更新不及時、實(shí)驗(yàn)類型單一

化學(xué)教學(xué)論實(shí)驗(yàn)課程仍然以舊教材的演示實(shí)驗(yàn)為主，常開設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為氧氣的制取與性質(zhì)、氫氣的制取、氯氣的制取與性質(zhì)、膠體的制備與性質(zhì)、“電解水”實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備與演示、用植物色素制取代用酸堿指示劑及其變色范圍的測試、植物中維生素C的測定、空氣中二氧化碳含量的測定等十二個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。這些實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容中有些與新課程改革后中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不相匹配，沒有及時的進(jìn)行更新，其中“氫氣的制備”是已被新教材取締的實(shí)驗(yàn)[3]。這樣會導(dǎo)致學(xué)生對新課程改革的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容難以掌握牢固。所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)類型均是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，探究性實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比例太少，趣味化學(xué)實(shí)驗(yàn)更是沒有，這不利于培養(yǎng)師范生的創(chuàng)新、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。

1.2　實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，教學(xué)方法單調(diào)

在化學(xué)教學(xué)論實(shí)驗(yàn)教師慣用的教學(xué)模式有兩種，一是傳統(tǒng)的教師講授、演示實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑山處熛冗M(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，然后重復(fù)實(shí)驗(yàn)操作，缺乏對實(shí)驗(yàn)儀器、藥品、實(shí)驗(yàn)條件等選擇的思考和探究[4]；二是學(xué)生充當(dāng)教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，教師指導(dǎo)下由學(xué)生按照教材中的實(shí)驗(yàn)來準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需要的儀器、藥品，再由學(xué)生代表進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，然后其他學(xué)生進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)。這種教學(xué)模式在某種程度上體現(xiàn)了以學(xué)生為主體，較第一種模式更能激發(fā)學(xué)生的興趣，但沒有很好的培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力，特別是“氯氣的制備與性質(zhì)”實(shí)驗(yàn)由學(xué)生按照教材的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作極易出現(xiàn)氯氣大量泄漏的情況，不僅僅影響師生的健康，而且實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不好。

2　實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與教學(xué)方式的改革

2.1　優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

化學(xué)教學(xué)論實(shí)驗(yàn)應(yīng)該與中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)緊密聯(lián)系，新課程改革后中學(xué)化學(xué)教材中設(shè)計(jì)了大量的實(shí)驗(yàn)，人教版九年級化學(xué)有32個演示實(shí)驗(yàn)、11個探究性實(shí)驗(yàn)，人教版高中化學(xué)必修模塊有55個實(shí)驗(yàn)，選修模塊有70個實(shí)驗(yàn)(不包括實(shí)驗(yàn)化學(xué)模塊)[5]，創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)、和趣味性實(shí)驗(yàn)雖涉及較少，符合基礎(chǔ)教育課標(biāo)的要求。但對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行更新優(yōu)化更有助于三維目標(biāo)的達(dá)成，因此，設(shè)計(jì)了氯氣的制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)、膠體的制備與性質(zhì)兩個設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；探究空氣中二氧化碳的含量、探究氫氧化亞鐵制備的條件兩個探究性實(shí)驗(yàn)；利用土豆制取氧氣、土豆鐘、吹氣生火、瓶子吹氣等四個趣味性實(shí)驗(yàn)。

2.2　改革教學(xué)方式

一般化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方式是將事先準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)所需要的儀器、藥品、在教學(xué)中，先由教師講明本次實(shí)驗(yàn)的目的、原理、操作方法和注意事項(xiàng)，再進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，然后學(xué)生根據(jù)教師的演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。該教學(xué)方式能夠較有效的培養(yǎng)學(xué)生的操作技能，完成實(shí)驗(yàn)的速度較快，但是，學(xué)生缺乏對實(shí)驗(yàn)藥品、儀器、實(shí)驗(yàn)條件的選擇等問題的思考，也沒有對實(shí)驗(yàn)效果的分析，加上學(xué)生對中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識不充分，很難發(fā)現(xiàn)問題和提出有效的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，因此，該教學(xué)方式很難培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。

師范生除了要掌握實(shí)驗(yàn)基本操作技能、演示實(shí)驗(yàn)技能、實(shí)驗(yàn)教學(xué)技能還要掌握實(shí)驗(yàn)改進(jìn)、設(shè)計(jì)技能、指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能。因此，需要對教學(xué)方式進(jìn)行兩方面的改革，一是學(xué)生主體式教學(xué)，實(shí)驗(yàn)教師不再是實(shí)驗(yàn)的主體，而是學(xué)生的指導(dǎo)者，以學(xué)生為主體，由學(xué)生變成職前教師，從準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)到講解、演示實(shí)驗(yàn)都是學(xué)生以職前教師的身份來進(jìn)行；二是開放式教學(xué)，針對部分興趣濃厚、學(xué)習(xí)欲望強(qiáng)的學(xué)生進(jìn)行開放式教學(xué)，由學(xué)生自己設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、趣味實(shí)驗(yàn)或者實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案，安排專業(yè)老師進(jìn)行指導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)方案認(rèn)可后即可申請?jiān)谡n外時間進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開展實(shí)驗(yàn)研究。

學(xué)生主體式教學(xué)的課堂上氣氛較活躍，學(xué)生要自己準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)、演示并解說實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)了學(xué)生責(zé)任感并調(diào)動了學(xué)生的積極性和主動性，在預(yù)備實(shí)驗(yàn)過程中部分學(xué)生還能發(fā)現(xiàn)問題并能通過向教師請教和網(wǎng)絡(luò)查資料來試圖解決問題，提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和分析解決問題的能力。

3　不同類型實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式設(shè)計(jì)

3.1　驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式設(shè)計(jì)

學(xué)生按照教材中實(shí)驗(yàn)方案完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，由準(zhǔn)備組學(xué)生準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需要的必要儀器和藥品，并寫好板書。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，由準(zhǔn)備組中的一位同學(xué)作為職前教師講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，另一位同學(xué)協(xié)助一起完成演示實(shí)驗(yàn)。然后，其他學(xué)生再開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)備組學(xué)生和教師一起觀看指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，最后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種教學(xué)模式可以有效的培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)基本操作技能和實(shí)驗(yàn)教學(xué)技能，缺點(diǎn)就是在提高學(xué)生對科學(xué)的興趣、誘發(fā)探究的積極性等方面并不是很有效[6]。

3.2　設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式設(shè)計(jì)

每組學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)實(shí)驗(yàn)老師批準(zhǔn)后再按照方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)安排設(shè)計(jì)方案較好的小組以職前教師的身份進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，除了像傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)一樣要對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行介紹，還要對實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路與實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)進(jìn)行解說分享。然后其他組學(xué)生再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種教學(xué)模式可以有效的培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，同時有助于教師資格證考試中的實(shí)驗(yàn)案例分析題的解答，并且能培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和初步的科研能力，學(xué)生的設(shè)計(jì)思路交流過程更有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

3.3　探究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式設(shè)計(jì)

由職前教師先提出幾套可能的探究性實(shí)驗(yàn)方案，在教師的指導(dǎo)下準(zhǔn)備好本次探究性實(shí)驗(yàn)所有可能需要的儀器和藥品，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中由職前教師先提出問題；學(xué)生進(jìn)行猜想與假設(shè)；每組制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃；進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證假設(shè)；最后得出結(jié)論并進(jìn)行分析與交流。這種教學(xué)模式的要求實(shí)驗(yàn)課題具有一定的探究價(jià)值，重在鍛煉學(xué)生的問題意識，提高學(xué)生戰(zhàn)勝困難的信心，從而激發(fā)學(xué)生潛能，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。

3.4　趣味性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式設(shè)計(jì)

教師先給出四個趣味實(shí)驗(yàn)課題，四組學(xué)生各選一個課題進(jìn)行準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中由四個準(zhǔn)備組依次介紹趣味實(shí)驗(yàn)的原理和操作方法及注意事項(xiàng)并進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，然后其他組學(xué)生再做這四個實(shí)驗(yàn)。這種教學(xué)模式的要求做的趣味實(shí)驗(yàn)課題是操作較簡單、耗時較少，重在讓學(xué)生掌握多個趣味實(shí)驗(yàn)，了解趣味化學(xué)實(shí)驗(yàn)在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的作用。

在實(shí)際教學(xué)中，教師可以根據(jù)班級人數(shù)和實(shí)驗(yàn)條件來靈活選擇實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，在有限的學(xué)時內(nèi)盡可能安排設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和探究性實(shí)驗(yàn)，調(diào)動學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新的能力。