以學生為主體的“化學教學論實驗”課程“十步”教學法

李玲 鄭璐茜 嚴桂云 劉曉光

關鍵詞：“化學教學論實驗”課程;“十步”實驗教學法;以學生為主體

“化學教學論實驗”課程是化學師范專業學生的必修課程，目的是培養學生掌握基礎實驗操作、獨立從事中學化學實驗教學工作的技能和研究實驗教學的能力，提高學生參與實驗的積極性和主動性。通過本課程的學習力圖使化學師范類學生的實驗操作技能、實驗教學能力、實驗設計能力、實驗創新能力得到全面提高，為成為高素質的化學教師打好基礎。

一、“化學教學論實驗”課程的教學現狀

化學實驗在初、高中化學學習中具有非常重要的地位。[1-4]《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》中指出：要開展以化學實驗為主的多種探究活動，重視教學內容的結構化設計，激發學生學習化學的興趣，促進學生學習方式的轉變，培養他們的創新精神和實踐能力，并要求學生能發現和提出有探究價值的化學問題，能依據探究目的設計并優化實驗方案，完成實驗操作，所以化學師范專業應加強“化學教學論實驗”課程的教學[5-9]。

大多數“化學教學論實驗”課程的教學模式是：學生課前預習實驗，填寫實驗報告，教師準備好實驗的儀器和藥品;上課時，教師對實驗進行講解，然后學生“照方抓藥”式地進行實驗[6-8，10-12];實驗完成后學生們填寫實驗報告。這種教學模式的“優點”是：老師省心、學生放心，老師們只要把實驗的所有實驗步驟、注意事項、實驗成敗的關鍵操作都詳細地告訴學生們，而學生們只需要嚴格按照老師的要求做就能完成實驗。該教學模式枯燥單調，不能調動學生們的主動性，培養的師范生嚴重缺少主動思考和創新性;磨滅了學生的創造力和興趣，不利于創新素質和實踐能力的培養。

在課程改革的浪潮中，化學師范類的實驗教學改革工作也在如火如荼地開展著，新的教學模式像雨后春筍般出現，大多數模式的共同特點是：先觀摩化學實驗操作視頻，給學生們講解實驗目的、實驗原理和注意事項，接著全體學生開始實驗操作，最后安排學生以教師身份模擬課堂演示實驗。這種教學模式優點是：實現了以學生為主體的教學，變學生被動學習為主動學習，學生在教態、板書、口語等教學技能方面得到鍛煉，有效地提升了實驗教學水平[3，6，7，12-17]。該教學模式也存在弊端：準教師的講課依據是他人的教學視頻、經驗總結，并非自己的切身體會。這種教學是“照頻宣課”，跟“照本宣科”一樣，不能充分抓住實驗的根本和靈魂——探究和創新，因此實驗仍停留在傳統模式的陰影中，不能更好地提升師范生的實驗素養和操作水平。

針對這些問題，2019-2020 年第二學期，我們對“化學教學論實驗”課程的教學進行了改革，在我們創新的教學模式中，完全以學生為中心，以“小老師”為代表，工作包括查找文獻，探索實驗方案，尋找實驗材料，拍攝視頻，準備講稿和板書，上課，課程反思。整個過程精彩刺激、充滿挑戰，一環套著一環，環環相扣，師范生們在滿足好奇心的同時也享受了實驗教學的樂趣，探索精神和創造力被調動起來，課程給學生們帶來了終生難忘的實驗和教學體會，得到了學生們的一致認可。

二、“化學教學論實驗”課程的教學形式

我們將2018級化學師范類學生分成7組，每4人一組，學生自由組合，每組推選一個組長。課程包括7次實驗，每組負責講解一個實驗，輪流進行，每組的4名同學合作完成實驗相關的教學工作。下面對“化學教學論實驗”課程的主要改革進行詳細說明。

1.教學三角色以及分工

教學人物分三種角色：本課程的指導老師為“老師”，正式講課的老師稱為“小老師”，除了“小老師”之外的師范生稱為“學生”。給師范生們提供最接近初高中課堂教學的環境，整個教學過程中老師是助教，“小老師”主講，學生們共同參與完成，充分調動學生們的主動參與意識，讓每位學生都能夠有滿滿的成就感和終生難忘的教學經歷。在學習過程中老師不會施加任何壓力，沒有任何不平等，讓每位學生都能夠參與到課堂教學中，能夠有機會展示自己。

教學中的三個角色都有明確的工作任務（見圖1）。課程教師充當助教，負責指定實驗內容，設計實驗報告，準備實驗器材和藥品，對“小老師”們進行安全教育，輔助“小老師”們完成視頻拍攝、視頻制作、備課以及板書，拍攝“小老師”們的上課視頻，引導大家進行教學反思。

負責講課的7名學生為“小老師”，在課程中負責教學的整個過程，模擬真實教學中老師的角色。在正式上課前，“小老師”與本組的組員合作完成查資料、設計實驗方案、確定實驗藥品和器材、演示實驗、拍攝視頻、制作視頻、準備講稿和板書、最后試講。上課時，“小老師”們負責上課，巡邏指導學生們完成實驗，所有學生完成實驗后，“小老師”們當場和其他學生討論教學體會和優缺點。

除“小老師”之外的師范生充當學生，這些學生的任務是預習實驗、觀看演示實驗、聽課、完成實驗操作、和“小老師”們一起討論上課后的學習體會。

2.創新“化學教學論實驗”課程的教學流程

在整個教學過程中，我們以提高學生真正的實驗和教學能力為使命，不惜花費更多的時間來改革教學方法，不放過任何一個困難，堅持做到以學生為中心，利用信息化手段，實事求是地選擇最有利于學生的教學方法進行教學。

下面以“小老師”的工作流程為主線介紹教學過程。“小老師”們的工作流程如圖2所示。

第一步，“小老師”們上課之前根據實驗報告的要求完成預習。指導老師設計的實驗報告沒有明確告訴學生實驗步驟。圖3 是從“氧氣的實驗室制法與性質”的實驗報告中截取的一部分，在“實驗內容”一欄中，要求學生用加熱氯酸鉀的方法制取氧氣，但是具體的實驗藥品、用量、實驗儀器等都需要學生自己查資料來確定。實驗室按類別擺放不同的藥品，儀器也按照實驗室規定放在實驗柜中。學生們自己要在實驗室內尋找需要的儀器，設計實驗裝置。

在這步教學改革過程中，培養了學生的自助式實驗能力——自己挑選藥品、自己設計儀器、自己搭建裝置。學生很有主動性，更愿意去嘗試，更有興趣完成實驗設計。這區別于以往的傳統教學：老師將實驗器材和實驗步驟完全告訴學生。

進行自助式實驗時，指導老師在準備藥品和儀器時需要注意以下技巧：

1.同類藥品放在一起。例如：硫酸、硝酸、鹽酸等放在一起。學生需要酸的時候，就會去分析如何選擇酸性溶液的問題。

2.同一種溶液，準備多種濃度。比如：學生們在做“氫氣的制備與性質”實驗時，需要用金屬和酸反應制備氫氣，酸的濃度就需要學生們自己確定，在思考這個問題的過程中，學生的興趣和主動性被充分調動起來。

3.同一種儀器，準備不同的規格。比如：試管、燒杯、量筒，提前準備好不同規格的。學生在選擇儀器的過程中就會有意識地思考挑選哪種規格的儀器更合適。又比如：稱量的儀器有托盤天平和分析天平，在稱量的過程中根據不同的需要來選擇不同的天平，選擇的過程就是學習思考的過程。

圖4是“小老師”們在“氧氣的實驗室制法與性質”實驗前選定的藥品。

第二步，學生們搭建裝置。裝置搭建的過程中，可能會出現儀器不合適，高矮不當，是選擇橡皮塞還是玻璃塞，以及會否出現倒吸現象等問題。帶著問題去搭建裝置，需要克服一個個困難，解決一個個難題，其樂無窮。圖5是學生搭建的“氧氣的實驗室制法與性質”實驗裝置。

第三步，做演示實驗。這一步“小老師”需要完成實驗過程，獲得想要的結果。在做實驗的過程中，常有失敗。學生在做準備實驗的過程中經歷了失敗，再去查資料，找到問題，重新實驗，最終成功。這才是實驗中應該具有的精神品質與常態，是應該具有的科學素養，這種素養的培養不是一朝一夕，而是日積月累的，需要特殊訓練才能獲得。圖6是學生在做演示實驗。

第四步，拍攝視頻，供學生們預習使用。拍攝視頻的過程重要又有趣。“小老師”為了呈現優質的視頻，他們會花更多的時間去查資料、練習，把操作中的每一個動作，每一個注意事項都弄得清清楚楚。這種主動探索和主動學習的過程多么有趣，老師們怎么會擔心學生們記不住？學生還需要花時間去記憶實驗的注意事項嗎？這些東西深深地刻在了記憶里，拍攝過程給同學們留下了美好的回憶，除了展示實驗視頻，他們也制作了花絮視頻，學生將該部分的題目定為“Happy Time（快樂時光）”，也可以看出他們在享受實驗的備課過程。

第五步，制作視頻和PPT文件，將視頻和PPT文件上傳到學習通軟件平臺。制作視頻和PPT是學生需要學習的一門技術，在將來的教學中會用得到。制作出的視頻也是一項藝術品，大家希望給其他學生營造一種快樂的學習氛圍，留下美好的記憶，所以學生會根據自己的愛好及視頻節奏加入優美的音樂，使得制作出來的視頻獨具一格。圖7（a）是學生楊仕遠正在剪輯視頻。在剪輯視頻的過程中偶爾會發現問題不得不重新拍攝。剪輯的效果還要經過同組成員的一致同意才能最終確定下來。圖7（b）是小組成員正在認真討論剪輯效果。最后會在視頻末尾加上自己的名字。于是一個單調的實驗課程，因為融入了“小老師”們的心血變得有溫度、有味道，讓“小老師”們回味無窮。

第六步，書寫教案、板書，試講。這一步鍛煉了學生的教學基本功。“小老師”們經歷了前面五步的歷練后，講出來的課更有深度和溫度，更能抓住問題、拓展思維，從而教出更優秀的學生。圖8是學生正在試講。

第七步，給學生們準備實驗材料和儀器。正式上課時，指導老師需要給學生們準備儀器和藥品，“小老師”也需要經歷管理能力的訓練，特別是對儀器和藥品的管理，準備要細心，有些儀器還要提前烘干。

第八步，上課。“小老師”輪流講解分配好的知識點，每位學生必須參加課堂教學，所有學生都是平等的，通過嚴格訓練，每位“小老師”都能成為合格而優秀的教師。在講解實驗的過程中，需要“小老師”當場演示給學生看，大家只有團結合作才能更好地完成實驗教學。

第九步，學生們實驗。學生們以組為單位在各自的實驗臺上開始實驗，“小老師”在教室巡視指導學生實驗，盡管大家在以前都學習了無機化學實驗、分析化學實驗、物化實驗、有機實驗等，但是在課堂上學生們依然會遇到很多實驗問題。這個時候“小老師”就會出來指導，這一步對“小老師”很重要，通過觀察學生的操作，可以知道哪些知識點講到了哪些沒有講到。在以前的教學中，忽視了這步，“小老師”上完課后沒有巡視，而是做其他的事情。殊不知，錯失了最好的學習機會，“小老師”們錯過了檢驗自己教學效果的時機。改革教學后，“小老師”需要在整個實驗過程中認真觀察學生們的操作，記錄學生們的問題，這對他們今后的教學具有非常好的指導價值。

第十步，教學反思。所有學生完成實驗后，老師引導“小老師”和學生們當場做教學反思。大家對教育教學實驗過程再認識、再思考，總結經驗教訓，進一步提升教學水平。“小老師”會跟學生們討論教學中遇到的所有問題，學生們也在這里談自己聽課和實驗過程中的體會。

三、“十步”教學法的教學效果

“十步”教學法，是我們開創的化學教學論實驗教學法，經過初步探索實踐，證明該方法能夠有效開展和實施。

經過“十步”教學法學習的學生，對“化學教學論實驗”課程學得的內容終生難忘，知識和技能被深深刻在他們的大腦中。長期訓練，這些學生必將更具有探索精神和創造力。

課程結束后，我們會要求每位參與的學生寫一份自己上課的真實體會。我們特別強調的是“真實”，目的是為了改進課程的教學，以便讓學生們獲得更好的上課體驗。