基于創客教育理念的初中化學實驗教學改革探究

摘要：創客教育以其獨特的“開放創新、探究體驗”的教育方式和培養創新型人才的理念，為教育教學帶來新的視角和活力。在初中化學實驗教學改革中融入創客教育理念，不僅可以有效解決實驗教學中存在的問題，還能促進學生進行發現式學習，提升學生的創新意識和創新能力。基于創客教育理念的初中化學教學要轉變教師角色與觀念，優化實驗教學內容與方法，改善實驗教學條件，建立科學的評價體系。

關鍵詞：創客教育；初中化學；實驗教學；教學模式；核心素養

中圖分類號：G633.8文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2024）24-0117-04

基金項目：本文系甘肅省教育科學“十四五”規劃2022年度一般課題“創客教育理念下初中化學實驗趣味化草根化教學的實踐研究”的研究成果（課題立項號：GS[2022]GHB1138）

創客教育理念強調學生的主體性和實踐性，鼓勵學生在動手實踐的過程中探索知識、發現問題并尋求解決方案，這與初中化學實驗教學的目標不謀而合。化學實驗本身就是一種實踐性很強的學習活動，需要學生親自動手操作、觀察現象并得出結論[1]。創客教育理念應用于初中化學實驗教學中，可以使學生更加深入地理解化學知識，提高實驗技能，同時培養學生創新思維和解決問題的能力。本文基于創客教育理念，探討初中化學實驗教學改革策略，旨在提高學生的化學實踐操作能力，提升學生化學核心素養。

一、基于創客教育理念的初中化學實驗教學改革原則

1.問題引發原則

在創客教育理念下，實驗教學應當以問題為導向，通過提出具有挑戰性和探究性的問題，激發學生的好奇心和求知欲。教師要鼓勵學生自主發現問題、提出問題，并引導他們通過實驗探究尋找問題的答案。遵循問題引發原則，有助于培養學e2b93a1022fe10552dd7458496861de875c0cba68c4d7c85d9bbbe02f22f9ad4生的問題意識和解決問題的能力[2]。

2.做中學原則

創客教育理念強調做中學，即讓學生在動手實踐過程中學習和掌握理論知識。在初中化學實驗教學改革中，教師應當為學生提供充足的實踐機會，讓他們親身參與實驗操作，感受化學變化的奧妙，體會化學知識的實際應用。遵循做中學原則，不僅能加深學生對知識的理解，還能培養學生的實踐能力和創新精神。

3.團隊合作原則

創客教育理念倡導團隊合作，鼓勵學生在小組內進行討論交流，共同完成實驗任務。在初中化學實驗教學改革中，教師可以采用小組合作的學習方式，讓學生互相學習、互相幫助，共同解決實驗過程中遇到的問題。遵循團隊合作原則，不僅能培養學生的協作精神和溝通能力，還能提高學生的學習效率和學習質量。

4.分享評價原則

創客教育理念鼓勵學生將自己的實驗成果和創意進行分享展示，并接受他人的評價和建議。在初中化學實驗教學改革中，教師可以設置分享評價環節，讓學生有機會展示自己的實驗成果，并傾聽他人的意見和建議[3]。遵循分享評價原則，不僅能讓學生獲得更多的反饋和啟發，進一步完善自己的實驗方案，還有助于培養學生的批判性思維和自我評價能力。

二、初中化學實驗教學改革存在的問題

1.師資短缺，觀念落后

初中化學實驗教學改革面臨的首要問題是師資短缺，觀念落后。部分學校由于各種原因，如編制限制、經費不足等，難以招聘足夠數量的專業教師，導致實驗教學難以有效開展，學生缺少實踐操作的機會。部分教師受傳統教學觀念影響，過于注重理論傳授，而忽視對學生實踐操作和創新能力的培養。這種落后的教學觀念不僅影響實驗教學的質量，還阻礙實驗教學改革的推進。

2.模式單一，缺乏創新

目前，部分教師仍采用單一的實驗教學模式，如傳統的驗證性實驗等。在這種模式下，學生通常按照教師設定的步驟進行實驗，缺乏自主探究和創新的空間。探究性、創新性實驗不足，限制了學生創新思維和實踐能力的發展。同時，單一的教學模式容易使學生感到枯燥乏味，失去對化學實驗的興趣和熱情。

3.實驗教學與理論教學脫節

實驗教學與理論教學相輔相成。然而，在實際教學中，這兩者往往存在脫節現象。理論教學過于抽象、晦澀難懂，而實驗教學未能與之緊密結合，使得學生難以將理論知識應用于實踐中。這種脫節現象不僅影響學生對化學知識的深入理解和掌握，還削弱了實驗教學在培養學生科學素養和實踐能力方面的作用。

4.缺乏有效評價機制

科學、全面的評價機制是保障實驗教學質量的重要環節[4]。然而，當前的初中化學實驗教學缺乏這樣的評價機制。傳統的評價方式過于注重實驗結果，而忽視對實驗過程和學生能力的全面評價，無法真實反映學生的實驗技能、創新思維和團隊協作能力。同時，缺乏有效評價機制容易使教師和學生失去改進和進步的動力，影響實驗教學改革的深入推進。

三、基于創客教育理念的初中化學實驗教學改革策略

1.轉變教師角色與觀念

首先，傳統角色與新角色的對比。在創客教育理念下，教師的角色發生顯著的變化，不再僅僅是知識的傳授者，而是學生學習的引導者和促進者。這意味著教師需要更多地關注學生的需求、興趣和發展方向，鼓勵他們積極參與實驗設計、操作和結果分析，培養他們的探究能力和創新思維。其次，觀念更新的必要性。要實現角色的轉變，教師就要更新自身的教育觀念，認識到實驗教學不僅是驗證理論知識的手段，還是培養學生科學素養和創新思維的重要途徑。教師要將創客教育理念融入實驗教學改革中，通過設計具有探究性和創新性的實驗項目，培養學生的創新思維和實踐能力。最后，實踐中的教師角色與觀念轉變。在實踐中，教師角色與觀念的轉變需要落實到實驗教學的各個環節。在實驗設計環節，教師要鼓勵學生提出自己的想法和方案，與他們共同討論和完善實驗設計。在實驗操作環節，教師要給予學生足夠的自主空間，讓他們親自動手進行實驗，體驗科學探究的過程。在實驗結果分析環節，教師要引導學生進行深入的討論和思考，培養他們的批判性思維和問題解決能力[5]。

例如，在“物質性質的探究”實驗教學中，教師不要直接告訴學生物質的具體性質，而要提供一系列線索和實驗材料，讓學生自行設計實驗方案，自行操作。在實驗過程中，教師要密切關注學生的操作過程，及時給予指導和幫助。當學生遇到問題時，教師可以引導他們通過查閱資料、小組討論等方式尋找解決方法，培養他們的自主學習和合作學習能力。在實驗結束后，教師可以組織學生進行實驗結果展示和交流，讓學生分享自己的實驗過程、發現的問題以及解決的方法。這不僅可以鍛煉學生的口頭表達能力和邏輯思維能力，還能培養學生的創新思維和批判性思維。

2.優化實驗教學內容與方法

為了更好地培養學生的實踐能力和創新精神，教師需要優化實驗教學內容和方法。首先，實驗教學內容的優化。在實驗教學中，內容的選取直接關系到學生的學習效果與興趣。為了更好地培養學生的實踐能力和創新精神，教師應考慮優化實驗教學內容。這意味著減少那些過于側重驗證已知科學原理的實驗，而增加更多具有探究性、創新性和現實意義的實驗。通過這類實驗，學生不再僅僅是按照既定的步驟去操作，而要運用所學知識，自行設計實驗方案，探究未知的科學問題，激發創新思維和求知欲[6]。其次，教學方法的多樣化。與優化實驗教學內容相對應的，是教學方法的多樣化。傳統的教學方法往往是“教師演示—學生模仿”，這種方式雖然能夠確保實驗的安全與順利進行，但在一定程度上限制了學生的自主性和創造性。因此，教師需要嘗試并引入更多的教學方法，如項目式學習、翻轉課堂、合作學習等，以突出學生的主體地位，鼓勵學生通過自主、合作、探究的方式進行學習。例如，在項目式學習中，學生可以圍繞某個具體的問題或主題，自行設計實驗方案，進行實驗操作，并形成完整的實驗報告。在實驗過程中，學生的實踐能力、創新思維以及問題解決能力都能得到鍛煉和提升。最后，注重學生個體差異與需求。在優化實驗教學內容和方法的過程中，教師要特別注重學生的個體差異與需求。每個學生都有自己的興趣點、擅長的領域和學習方式，教師應尊重并充分利用，為學生提供個性化的實驗教學。同時，教師還可以及時與學生進行溝通，了解他們的學習困難和需求，及時調整教學方法和策略，以確保學生都能夠在實驗教學中獲得最大的收益。這樣不僅可以提高學生的學習效率和興趣，還有助于培養學生的綜合素質和終身學習能力。

例如，在“燃燒條件與滅火原理”實驗中，教師可以通過優化實驗教學內容和方法，更好地培養學生的實踐能力和創新精神。首先，教師不直接給出燃燒的條件和滅火的方法，而是通過一系列引導性問題和情境設置，激發學生探究的欲望。教師可以展示一些日常生活中與燃燒和滅火相關的場景，如篝火晚會、蠟燭燃燒、滅火器使用等，順勢提出“為什么這些物質能夠燃燒？在什么情況下燃燒會停止”等問題，引發學生的思考。然后，教師可以提供實驗材料，如木條、紙片、酒精、水、滅火器等，讓學生自行設計實驗方案，探究燃燒的條件和滅火的方法。實驗結束，教師要組織學生對實驗結果進行分析和討論。學生需要整理實驗數據，總結燃燒的條件和滅火的方法，并與其他同學進行交流和分享。在這個過程中，教師可以引導學生深入思考實驗結果背后的科學原理，培養他們的邏輯思維能力和批判性思維。

3.改善實驗教學條件

良好的實驗教學條件是保障創客教育理念下初中化學實驗教學改革順利實施的重要基礎。因此，學校需要加大投入，改善化學實驗室的硬件設施。首先，硬件設施的升級與更新。實驗教學硬件設施是保障實驗活動順利進行的基礎。在創客教育理念下，學校應重視并投入資源用于化學實驗室硬件的升級與更新。這包括替換陳舊、損壞或功能受限的實驗設備，引進技術更先進、操作更便捷的新型儀器，以及確保實驗所需材料的質量和供應。此外，隨著學生人數的增加和實驗教學需求的擴大，學校還應規劃并擴大實驗場地，確保學生都能在寬敞、安全的環境中親手操作、觀察實驗現象，深化對化學原理的理解，提升實踐能力[7]。其次，強化實驗室安全管理。學校應建立健全實驗室安全管理制度，并通過定期培訓和實踐演練，提升師生的安全意識和應急處理能力。包括制定詳細的安全操作規程，明確實驗中的注意事項；配備必要的安全防護設施和急救器材，確保在發生意外時能夠及時應對；定期對實驗室進行安全檢查和維護，及時發現并排除潛在的安全隱患。通過這些措施，學校能夠為學生提供一個安全、穩定的實驗環境，確保實驗教學活動的順利進行。最后，軟件資源的開發與利用。在改善硬件條件的同時，學校還應注重實驗教學軟件資源的開發與利用。學校可以通過引進或自主開發實驗教學管理系統，實現實驗教學的信息化、智能化，提高實驗教學效率和質量。

例如，在“奇妙的金屬性質”實驗教學中，教師可以通過改善實驗教學條件，提升實驗教學效果。首先，硬件設施的升級使得學生能夠接觸到更先進的實驗設備，如引進高精度天平、多功能電源和先進的金屬探測器等。這些設備不僅能提高實驗的精度和效率，還能為學生提供更廣闊的探究空間。學生可以利用這些設備，對金屬的性質進行更細致、更深入的探究，從而更全面地理解金屬的獨特性質。其次，實驗室安全管理的強化為學生提供了安全保障。在進行金屬性質實驗時，會涉及一些高溫、高壓或有毒有害的操作，實驗室的安全管理尤為重要。學校可通過加強安全培訓、制定嚴格的操作規程，并配備必要的安全防護設施，如防護眼鏡、實驗服、急救箱等，確保學生在實驗過程中的人身安全，讓學生能夠放心大膽地進行實驗。最后，軟件資源的開發與利用極大地提升了實驗教學的效果。學校要引入實驗教學管理系統，教師可以通過系統發布實驗任務、監控學生實驗進度，及時給予指導和反饋。同時，學生可以利用系統提交實驗報告、進行互動交流。這種信息化的管理方式，不僅能提高教學效率，還能加強師生之間的溝通與互動，使得實驗教學更加生動有趣。

4.建立科學的評價體系

建立科學的評價體系是保障創客教育理念下初中化學實驗教學改革有效實施的關鍵環節。首先，轉變評價觀念，注重過程評價。通過過程評價，教師可以幫助學生發現在實驗過程中的不足之處，引導他們進行反思和改進，從而提高他們的實驗能力和科學素養。其次，采用多元化的評價方式。除了轉變評價觀念外，教師還需要采用多元化的評價方式更全面地反映學生的實驗能力和學習成果。例如，教師可以采用學生自評、互評和教師評價相結合的方式，讓學生從多個角度了解自己的優勢和不足，并制定針對性的改進計劃。同時，教師還可以利用信息化手段記錄和分析學生的實驗數據和成果，以便更準確地評估他們的實驗能力和學習情況。多元化的評價方式不僅可以提高評價的準確性和公正性，還可以激發學生的學習積極性和自信心[8]。最后，及時反饋與指導，促進學生發展。在建立科學的評價體系過程中，及時反饋與指導是不可或缺的環節。教師需要及時對學生的實驗過程和結果進行評價，并與學生進行面對面的交流。通過及時反饋與指導，教師可以幫助學生明確自己在實驗中的優點和不足，引導他們進行針對性的改進和提升。

例如，在“物質溶解性實驗”實驗教學中，教師可以建立科學的評價體系，提升學生的學習效果。首先，教師注重過程評價，關注學生的實驗操作和觀察記錄。在實驗過程中，教師要密切觀察學生的操作步驟是否規范、實驗數據記錄是否準確，并及時給予指導和反饋。實驗結束，教師可以組織學生進行自我評價，讓他們反思自己在實驗中的表現，總結經驗和教訓。同時，學生要相互評價，從同伴的視角發現自己的優點和不足。最后，教師根據學生的實驗過程、結果以及自評和互評情況，作出綜合性評價。采用多元化的評價方式，能夠全面地反映學生的實驗能力和學習態度，幫助學生更清晰地認識自己。

四、結語

基于創客教育理念的初中化學實驗教學改革，具有重要的現實意義和實踐價值。創客教育理念融入初中化學實驗教學改革，可以有效解決實驗教學中存在的問題，提高學生的創新意識和創新能力。為了基于創客教育理念的初中化學實驗教學改革順利實施，教師要轉變角色與觀念，優化實驗教學內容與方法，改善實驗教學條件，建立科學的評價體系，以構建高效、創新的初中化學實驗教學體系，提高初中化學教學質量，提升學生化學核心素養。

參考文獻：

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[6]黃晶.如何通過初中化學創新實驗提升學生核心素養[J].中學化學教學參考，2023（36）：43-45.

[7]夏振洋，湯芹，王后雄.初中化學創新探究實驗發展研究[J].中學化學教學參考，2023（35）：50-53.

[8]劉宏康.演示實驗與視頻播放實驗的教學效果比較研究[J].化學教與學，2021（05）：97-90.

Research on the Reform of Junior High School Chemistry Experimental Teaching Based on Maker Education Concept

Liu Xiaofeng

（Chengguan Junior Middle School， Zhenyuan County， Qingyang City， Gansu Province， Zhenyuan 744500， China）

Abstract： Maker education， with its unique educational approach of "open innovation， exploratory experience" and the concept of cultivating innovative talents， brings new perspectives and vitality to education and teaching. Integrating the concept of maker education into the reform of junior middle school chemistry experimental teaching can not only effectively solve the problems in experimental teaching， but also promote students to engage in discovery based learning， enhance their innovation awareness and ability. Based on the concept of maker education， junior middle school chemistry teaching should transform the role and concept of teachers， optimize experimental teaching content and methods， improve experimental teaching conditions， and establish a scientific evaluation system.

Key words： maker education； junior middleschoolchemistry；experimentalteaching； teachingmode； corecompetencies