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不论是从人类认识规律,还是从发展学生的智力与能力、培养他们科学的世界观和方法论、提高他们的综合素质等角度来看,化学实验都具有十分重要的作用。一个概念的形成,常常需要一个过程。从实践出发,首先获得一种感性认识,然后经过分析、概括、推理,慢慢形成了一个概念,并在以后的发展中不断得到发展、完善。因此一个概念一般都是比较抽象的,化学概念也是这样。如果我们的教师能够科学地进行化学实验教学,无疑会激发学生的学习兴趣,帮助学生形成化学概念。同样,通过化学实验可以使学生更好地理解和深入地领会化学定律和化学原理,在帮助学生进一步消化和巩固所学的化学知识方面起到积极的作用。同时,实验教学还是发展学生智力、培养辩证思维能力的一项重要措施。
二、化学实验教学中的方法改进
化学科学的每一项成就都离不开实验。化学实验教学可以帮助学生学习元素化合物知识,形成化学概念,获得理论的感性认识,并通过抽象思维形成理性认识,而通过实验又可以验证和巩固概念、理论,使之发展和深化。化学实验是培养学生自学能力的重要手段,为培养学生实事求是、严谨认真的科学态度和科学方法提供了极好的机会,对促进学生非智力因素的发展、辩证唯物主义世界观的形成、陶冶思想情操都具有非常重要的作用。因此笔者认为在中学化学实验教学中应当注重以下几点。
1.培养学生的观察能力
学生的观察能力不是自发进行的,要靠教师引导、启迪,逐渐培养而成。首先在教学中要让学生明确观察在化学实验中的作用及提高观察能力的意义,要经常要求学生预先做好观察的准备,提出明确的观察任务,制定进行观察的计划,掌握所必须的具体方法。这样有助于启发学生有目的、有计划的观察,提高了观察的效率,使学生的智力技能在良好的非智力品质的配合下迅速提高;其次是教师要根据观察对象的特征,有意识的训练学生协调运用多种感官进行观察,从而提高观察质量;再有就是指导学生学会既全面、又分清主次的观察。既全面又分清主次地进行观察,就是要求既要重点观察主要现象,又不遗漏观察次要现象;既要观察到明显的现象,又要迅速地发现不易发现或容易消失的现象,经常这样要求学生,可以培养出学生敏锐的观察能力;再还有就是指导学生将观察和思维结合,提高分析和解决问题的能力。观察的目的是探索和发现问题,达到对事物及其变化规律的认识。观察能力能引起思维能力的发展。观察越丰富、越准确,认识就越深刻,思维也就愈加活跃、广阔。观察力同时也能提高学生的判断能力。敏锐的观察力有助于对复杂的材料进行对比、分析,提高自己判断是非、区分本质和非本质的能力。教师应有意识的设计一些课题或者针对一些实验的异常现象,引导学生将观察和思维紧密结合,从而提高学生分析和解决问题的能力。总之,良好的观察能力是在实践中经过一定的训练而形成的。实验教学为培养和发展学生的观察能力提供了良好的途径,教师必须在教学中有意识的培养和发展学生的观察能力。
2.培养和发展学生的创新能力
培养和发展学生的创新能力,最重要的是要通过实验,让学生独立思考、大胆操作,在亲自实践的活动中培养和发展自己的创新精神。但是,通过教育实习和见习的亲身体会,以及一些走上讲台的化学教师的介绍,目前中学的学生实验课中,一般做法是将实验目的、内容预先按实验报告顺序列于黑板上。这严重影响了学生思维的发挥,不利于学生创新能力的发展。如果改为根据实验特点提出课题要求,引导学生运用所学知识,根据实验目的及内容,选择仪器药品,设计实验方案,然后进行实验操作。这种教学方式有助于发展学生思维的创造性,又能获得良好的实验教学效果。
3.培养学生的辩证唯物主义观
马克思说:“化学可以称为研究物体由于量的构成的变化而发生的质变的科学。”可见,化学与辩证唯物主义有着密切的联系。但是在中学化学实验教学中对学生进行辩证唯物主义教育经常被忽视了。在中学化学实验教学中,不管是教师的教还是学生的学都会受到一定的世界观和方法论的影响,特别是辩证唯物主义物质观、对立统一规律和量变与质变规律。对学生进行辩证唯物主义观点教育,就是要使学生把辩证唯物主义当作科学的世界观和方法论来理解,并用来指导当前的学习,以帮助他们找到解决问题的途径,指引他们沿着正确的方向前进。化学实验教学中对学生进行辩证唯物主义基本观点教育,有助于提高学生对实验的兴趣,提高实验效果,培养和发展学生的能力。
参考文献:
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[2]余跃平.试论初中学生化学思维能力培养[J].成都教育学院学报,2006.
[3]王礼祥.初中化学教学中科学方法教育研究[D].扬州大学,2004.
让学生观察化学实验仪器,自主学习实验仪器的的使用方法和注意事项。在进行化学实验时,分组讨论如何选定实验仪器,一起进行仪器的组装。通过对选定化学仪器的讨论,学生学会根据化学实验仪器的特点和实验内容来选择并组装各种化学仪器的方法。另外,不同的实验条件,其反应现象和化学反应都可能不同,学生可以根据实验现象来判断化学反应的程度,进而分析化学反应的原理。实验现象比如化学物质的颜色变化、气泡以及生产沉淀等,都可以作为实验探究的素材。作为教师,可以提出一个生活中常见的化学现象,由学生首先进行猜想,然后分组去查询相关资料和讨论化学现象的原理,最后是设计化学实验,并对实验结果进行分析,从而印证或早前的猜想。在这个过程中,学生既锻炼了创新性思维,又提高了动手能力和合作能力。
二、中学化学实验探究式教学的意义
化学实验的探究式教学培养了学生的主动学习能力。主动学习能力,是指学生在化学学习中自主利用实验来观察化学变化发现化学本质的能力。这是培养中学生科学素养的重要内容。其中,实验预制能力是学生在学习过程中或在教师创设的特定问题情境下发现问题和提出猜想的能力;实验设制能力是指学生根据对问题猜想,进行资料查询和讨论,对实验方案进行设计的能力;实验精制能力是指学生针对实验的过程和观察到的实验结果进行评价进而形成知识体系的能力。化学实验的探究式教学还能使学生获得很好的情感体验。新课改提倡三维目标教学法,也就是知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观。实验探究不仅看实验结果,还注重实验过程的设计和实验观察能力。化学实验探究不仅可以培养学生的自主学习能力和创新能力、还能培养学生的合作精神,同时还能多角度进行学生评价,从而使得学生在获得化学知识和化学实验技能的同时还得到很好的情感体验。
三、中学化学实验探究式教学策略
当前,中学化学实验课程的探究式教学还存在一些问题,这里提出中学化学实验课探究式教学中的相关策略。
1化学知识与生活常识的结合
化学科学渗透在我们的日常生活中,生活是对化学知识进行学习和探究的大课堂,我们应该培养学生以化学视角观察实际生活中化学现象的能力,在具体的教学过程中,应当尽量把化学课题与生活实际相结合,培养学生的观察能力,激发学生对化学的学习兴趣。密切课程内容与生活和时代的联系,也是新课改的一项重要目标。所以,在化学实验的教学过程中,要及时的化学知识多与生活相联系,让学生带着去认识生活中的化学现象多,积极探究化学想象背后的化学变化规律和原理,使探究性实验生活化和践化。让学生做到学以致用,培养学生的创新思维,深化学生的终身学习理念。同时,在化学实验教学中若引入一些生活常识,还会加深学生对所学内容的印象,激发学生的学习兴趣,增强学生的探究意识和主动学习能力。化学实验探究式教学的生活常识化,要求中学化学老师多思考和观察,并积极利用互联网等信息资源。
2化学知识与各学科的关联
注重各学科之间的关联,将化学的探究性实验与物理、生物等其他学科的知识有机的融合在一起。新课改的目标是培养全面发展的人,全面发展的一个重要内容是要求学生能把所学知识融会贯通、学以致用。所以,在化学学习的时候我们要把各科所学知识相互联系,这也要求化学教师把各科之间的相通点和相互关联的点找准、用好。另外,在进行实验探究教学时,可能遇到各种实验现象和问题,这也要求学生能应用所学的各学科知识灵活地去解决这些问题。
3分组合作实验
化学实验课程标准要求化学教师培养学生的学习积极性,帮助学生在自主学习和合作交流中理解化学实验知识,掌握化学实验技能,培养创新性思维方法,深刻学生的合作意识和自主学习能力以及动手实践能力。所以在化学实验探究式教学中,分组合作实验是必不可少的。分组合作实验不仅有助于学生学习化学知识,还有助于培养学生主动能力,激发学生的学习兴趣。在中学化学实验中开展分组合作实验,将有助于促进学生学习方式的转变,培养学生的创新思维和实践能力,进而促进学生的合作意识的培养,提升学生的人文素养和综合素质。
四、结论
一、了解研究性学习的意义
研究性学习是以学生的自主性、探索性学习为基础,从学生的学习生活和社会生活中选择适宜的研究课题,以个人或小组合作的方式进行学习。研究性学习能使学生通过亲身实践获取直接经验,养成科学精神和科学态度,掌握基本的科学方法,提高综合运用所学知识解决实际问题的能力。
化学新课程标准明确指出要使学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面得到统一和谐的发展。日新月异的时代告诉我们一个不争的现实:知识本身的获得已经不是最重要的了,重要的是如何获得知识,如何在知识获取过程中,开发我们的各种潜能。研究性学习着眼于学生学习方式的改变,致力于为学生提供自主活动和自我发展的机会,着力于培养学生的创新意识和实践能力。在研究性学习的过程中,学生进行自主性、探索性学习活动,教师主要起组织、指点和评估的作用,从而使学生学会如何获得新知识。
二、明确研究性学习的目标
研究性学习的课程目标与一般的学科教学目标不尽相同,它更强调学生对所学知识技能的实际运用,鼓励学生自主选择、主动探究,但不是放任自流。学生要判别自己与别人的学习成效的差异,促使自己更加自觉地参与研究性学习,提高研究性学习的水平,就必须了解并掌握以下几种研究性学习的课程目标。
(一)获得亲身参与研究探索的体验
实践出真知,亲身参与是研究性学习的第一要素。学生只有参与进去,才能体验解决实际问题的不容易,才能磨练克服困难、顽强进取的意志,才能品尝获得成功的无比喜悦。某学校曾有一个由七个“差”学生组成的课题小组,结果他们的研究成果是全校71个课题组中唯一被选中向全市专家现场展示的优秀课题。七个学生在台上介绍自己研究成果时的自信和风采,令师长和同学感慨万千。有了这样的亲身经历和体验,一定会激发他们乐于探究、努力求知的心理倾向和不断创新的积极欲望。心理学实验证明:一个人只要体验一次成功的欢乐和欣慰,便会激起无休止追求成功的意念和力量。
(二)提高发现问题和解决问题的能力
在开放的环境中发现并提出问题是研究性学习的关键。问题是思维的起点、探索的开端,有了问题,思维才会被激活。很多有价值的科学发明、发现,都是从司空见惯的现象中发现问题或对别人不曾怀疑的事情提出质疑而引发的。正因为如此,研究性学习要求学生在发现问题的过程中激活已有的知识储备,在解决问题的过程中提高自己的综合实践能力。
(三)培养收集、分析、利用信息的能力
收集、分析、利用信息是贯穿于整个研究性学习全过程的活动主线。研究性学习最终的结论和成果不是凭空得出的,而是对收集的各种信息进行分析研究的结果。要提高研究性学习的能力,首先要能够运用各种方法获取所需要的信息,然后是能够通过思维活动分析处理信息,最后是运用智慧的头脑重组信息,从而获得解决问题的新意和创意。这是研究性学习要求学生逐步形成的信息素养。
(四)学会与人交往合作
学会与人共同承担责任、共同分享快乐和成果是完成研究性学习任务的基本保证。即使选择的课题是采取独立研究的方式,同样离不开与人合作,需要他人的支持与帮助。研究性学习为学生的人际沟通创设了广阔的空间,促使他们发扬团队精神,学会合作与分享。
(五)培养科学态度和求实精神
科学态度和求实精神是研究性学习追求的高尚人文境界。追求真理,需要脚踏实地,来不得半点虚假,研究性学习同样需要学生脚踏实地地探究,实事求是地获得结论,养成严谨求实的科学态度、勇于克服困难的意志品质,培养学生对社会的责任心和使命感。使学生增长促进社会进步和发展的才干是引导学生参与研究性学习的价值取向,在研究性学习过程中,只有使创新意识和实践能力与时代前进方向一致才能创造出有价值的成果。
三、选择研究性学习内容
研究性学习的内容十分广泛,在中学化学教学中选择研究性学习内容应以学生所学的化学知识为基础,并且密切结合生产和生活实际,要以化学知识作为教学中研究性学习的载体,注意化学教学与研究性学习的整合。研究性学习内容可以从以下几方面来选择。
(一)选择探索性化学实验
设计实验方案:教师提出实验目的,让学生设计实验方案,通过讨论研究寻找多种方案或确定最佳方案,鼓励学生创造性地“做”实验。例如,在学习实验室制乙烯这一内容时,先说明乙烯中会混有SO2和CO2气体,然后让学生自己设计实验方案证明它们的存在。再如:实验室如何用铝屑制备AL(OH)3?让学生通过查找资料,讨论研究,得出多种不同方案,由于每个学生的认知和思维过程不同,教师要给予必要的指导,在条件允许的情况下,组织学生按照自己设计的合理方案做实验。
改进实验装置:教材上有些实验装置复杂、费时费药、现象不明显、环境污染严重,教师可带领学生对这些实验进行改进。例如,学习硝酸知识时,铜与浓硝酸反应的演示实验中,生成的二氧化氮较多,污染环境,而原实验装置只能等铜或硝酸消耗完才能使实验停止,针对这一问题要求学生改进方案使实验具有可控性以达到防止污染的目的。教师在课堂演示实验中,可适当地给学生留有“空白”和“开发区”,让他们大胆去创新。
研究不同反应条件对实验的影响:例如,用较纯净的锌粒与稀硫酸反应速度较慢,当在反应混合物中加入少量CuSO4溶液时,反应速度加快,可让学生探索原理。
(二)选择开放性的化学问题
研究性学习过程是一个开放的教学空间,因此研究问题的途径和答案都不是唯一的,一些需要学生通过广泛查阅资料、进行调查访问等手段才能解决的问题均可纳入研究性学习的范畴。如学习了氨气喷泉实验后,让学生分析讨论SO2能否在酸性KMnO4溶液中形成喷泉,进而探究气体形成喷泉的条件。
(三)选择联系实际的现实问题
研究性学习强调学生通过亲身实践获取直接经验,理论联系实际是学好化学、培养学生能力最有效的途径。日常生产生活中蕴含着大量的化学知识,教学中选择与生活实际相联系的身边化学作为研究性学习的内容,可以激发学生学习的兴趣。例如,学到甲醛知识时,可向学生介绍生活中甲醛(一种潜在的致癌物)的存在,引导学生从物质的成分和性质角度思考如何采用防护措施,讨论鉴别食品中是否含甲醛的方法。另外,与人类身体健康联系紧密的大气质量、水质情况、食品添加剂、居家污染等现实问题均可作为研究性学习的内容。
(四)选择热点问题
科学社会化和社会科学化是科学与社会关系的真实写照,在课堂教学中适时引入与化学学科有关的最新科学动向十分必要,选取化学与现代社会发展相联系的热点问题,如温室效应、环境保护、能源利用、化学材料、化学武器等作为研究性学习的内容,不但可以使学生体会学习化学的重要性,而且可以提高学生关注社会的责任感。
四、创设研究性学习的环境
首先,要把学习的主动权交给学生,让课堂充满活力。教师要创设问题情境,在教材内容和学生的求知欲之间提出问题或质疑,把需要研究的课题有意识地、巧妙地纳入学生已有的知识体系中,这个过程就是问题—探究—深思—发现—解决的过程,可以在学生的心理上制造悬念,从而使学生的注意力、思维、记忆、创造凝聚在一起,以达到智力活动的最佳状态。
实验的有效实施
首先要指导学生明确实验目的,熟悉实验步骤。让学生知道什么时候要进行什么样的实验。同时在实验中还要注意观察实验现象,既要带着一些问题进行实验,又要在实验中发现问题并解决问题。如在学习“氯水的性质”这一部分内容时,先让学生明白本节课的目的———探究“氯水的成分”,验证“氯水的性质”。先和学生一起做氯气和干燥的红纸、湿润的红纸作用的实验,观察产生的不同现象———干燥的红纸没有褪色、湿润的红纸褪色。进而思考氯气不能使干燥的红纸褪色,说明氯气本身不具备漂白性,那么使湿润红纸褪色的不是氯气又是什么?在实验中观察,带着问题实验,激发学生的求知欲、探究欲。教师因势利导,进一步引导学生通过思考、查阅资料,引出氯气和水的反应。接着布置学生完成以下探究:①使氯气褪色的是生成的盐酸吗?怎样验证你的结论?②氯水中含有哪些成分?你能用实验验证你的猜想吗?请设计出你的验证方案,完成实验报告,思考实验过程中遇到的问题。
以往学生在上到这一部分内容时,忌讳氯气的毒性、刺激性的气味,对演示实验的兴趣不高,都想往后躲,学生观察的积极性不高,自然也就谈不上学习的兴趣和积极地思维,而且对后续学习产生了很大的消极影响。而让学生自己设计实验方案,验证“氯气的性质”,验证“氯水的成分”时,每一个学生都很兴奋、很认真。实验过程中有同学发现pH试纸变红后,中间发白或褪成浅黄色,石蕊变红后褪色,碳酸氢钠和氯水作用没有气泡……可喜的是还有同学引发了思考:pH试纸能测氯水的pH值吗?碳酸氢钠和氯水作用没有现象,是反应太慢了还是根本不反应,亦或是碳酸氢钠变质了,我用这个碳酸氢钠样品和盐酸做个对比实验看看……实验室里,同学们略显笨拙地操作着,他们在和同学热烈地交流着,讨论着自己的观察所得、所思。学生在本节课的收获不仅仅是氯水的性质。
由此可见,在实验教学中设疑激趣,开展探究性实验,通过对实验的设计、改进,使学生产生提出问题和解决问题的动机,使学生乐于通过实验探究来学习化学知识,使学生在实验中获得比知识本身更重要的东西———获得知识的方法。在设计实验,动手实验、观察和处理实验信息、总结交流的过程中,学生体会到学习的价值,思维领域不断扩大,开发出创新的潜能,从“学会”提升到“会学”的境界。
实验后适时提问
在进行化学实验一段时间以后,教师可以适时地向学生提出一些问题,让学生在做实验时巩固知识,对于一些不理解的知识可以在实验过程中体会。在做一些实验以后,学生对于实验的结果和现象已经有了很多的了解,那么就要要求学生正确回答实验结束以后教师提出的问题。例如,学习“从铝土矿到铝合金”时,学生在做了大量的铝、氧化铝、氢氧化铝的相关实验后,教师适时提问,督促学生及时总结,分析三者之间的相互转化。在学生们回答问题以后,教师要给予正确的点评来帮助学生加强记忆。
实验过程中的注意事项
高中生已经有了自己的思想和意识,在实验过程中也会随着自己的意愿来进行实验,那么教师就要指导学生在实验中要注意一些事项。很多化学药品是可以和空气的过直接接触而发生反应的,所以整个实验过程中都要求学生们非常地注意。例如,在做完实验以后,酒精灯如何熄灭。当学生闻一些化学药品(特别是一些液体和气体)的气味时,要避免直接与其接触。以保证学生的安全。
实验后的复习
教师要督促学生在实验结束以后温习实验过程,要让学生学会整理,要让大家做好实验报告,掌握实验过程中的一点一滴,同时要完成教师布置的相关实验作业。例如,写出本节实验过程中所涉及的实验方程式、提出问题及思考,等等。
20世纪80年代中期美国化学家提出微型实验(Micro-scaleExperiment或Micro-scaleLaborato-ry)概念,并在大学和中小学推广微型实验,美国的化学教育杂志(JournalofChemicalEducation)为此还开设了微型实验专栏,报道微型化学实验的研究成果,促进了微型化学实验在世界范围的推广。与常规实验相比,微型化学实验的优点在于节省实验药品用量的数倍甚至数十倍,而随着药品用量的减少,实验产生的废液和废气也将降低80%以上[1]。作为一种新型实验手段,微型化学实验具有绿色环保、操作便捷等特点,并且它在开展实验探究活动,培养学生科学探究能力方面有着独特的作用,符合新课程倡导的绿色化学思想和科学探究理念。经过在国内20余年的研究和推广,微型化学实验已经有了大量成果,这些成果主要涉及微型实验教学功能的理论和实践分析,化学实验的微型化设计和创新,运用微型实验设计探究活动等方面。广西于20世纪90年代中后期引入微型化学实验,并在化学师范生培养和教师职后培训等方面做了相关的探索,在中学领域,微型实验作为化学实验改革的举措之一,在解决实验条件不足,提高实验开设率,推进实验教学等方面发挥了重要作用。2000年在昆明召开的第五届微型化学实验研讨会,激发了中学化学教师的研究兴趣,也加速推进了微型化学实验在广西、云南等西部省份的实施。总体上看,微型化学实验在我国已取得了可喜的发展,但是在中学的推广应用依然不够理想,仍然存在着“研制者热,使用者冷”的局面[2]。影响微型化学实验在中学教学中应用的原因是多方面的,其中教师对它的认识、理解和实践行为是重要因素之一。为了发现微型化学实验在教学实践中的困难和问题,以更好地应对、解决这些问题,我们从中学教师的角度开展调查研究。
2调查对象及方法
本次调查对象来自广西全区14个地市的化学教师,包括各地区参加骨干教师培训的初、高中教师,以及部分在职研修班的学员,调查对象的基本情况如表1所示。调查采用无记名问卷调查的方式,结合对部分教师的访谈,调查问卷共发放180份,回收有效问卷164份,有效率为91.1%。调查对象以中青年教师为主,年龄集中在30~45岁之间,该年龄段的教师也是化学教师队伍的生力军。从学历层次来看,大多数是大学本科学历,研究生(含研究生班和硕士)毕业的占9.2%。从教师的职称上看,中级和高级职称分别占64%和31.1%。此外,初、高中化学教师各占43.9%和56.1%。
3调查的内容
问卷的内容包括5个方面:(1)对微型化学实验的认识和理解;(2)微型化学实验在教学实践中的应用;(3)微型化学实验对学生能力发展的作用;(4)教学实践中微型化学实验的困境;(5)对微型化学实验发展的期望。另外,结合教师回答问题的情况设计并实施了非结构性访谈,以便全面深入地了解教师对微型化学实验的认识观念、应用现状和前景期待。
4调查结果分析
4.1对微型化学实验的认识和理解
从表2可以看出,化学教师对微型化学实验均有不同程度的了解,其中大多数教师对微型实验了解较多,说明微型实验通过多年宣传推广,已经被广大中学化学教师所熟悉。教师接触和学习微型实验的渠道比较广,其中最主要途径是参加相关培训和阅读期刊杂志,这说明在很多教师培训中,微型化学实验已成为培训内容的一部分,许多教师从期刊杂志上学习,与同行的相互交流中了解微型实验,特别是近年来化学教育教学领域的重要学术期刊,如《化学教育》、《化学教学》等在新课程实施以来每年都刊发了一定数量的关于微型化学实验的研究论文[3],在宣传报道微型化学实验研究和教学实践成果推广方面发挥了重要的引领作用。
4.2微型化学实验在教学实践中的应用
微型化学实验在当前教学实践中的应用情况统计如表4、表5所示。调查中发现,在化学教学中经常或有时运用到微型实验的学校和教师个人约占40%,还有近60%的学校或个人在教学中较少运用,这说明微型实验在化学教学中的使用率总体偏少。笔者通过访谈进一步了解到,有些学校和教师个人还处在实验教学的尝试和探索中,考虑到其他外界因素影响,目前很少在日常教学中使用。然而,不少教师在教学研讨和教学比赛中使用微型化学实验,这说明在教学研讨课上,微型实验作为一种新的实验技术和手段受到普遍欢迎,并值得同行们交流和学习。我们通过分析当前的优质课、比赛课等一些高水平的教学活动,可以看到微型化学实验经常会成为实验活动设计的亮点得到专家和老师们的好评,说明微型实验作为一种创新型的实验手段已被大家认可,这也是对推广微型化学实验的一种积极引导。值得我们深思的是,既然微型化学实验已经得到化学教师的认同,为何日常教学中却并不多见?通过访谈发现,除了一些客观原因外,教师的教学观念和思维惰性仍然是主要制约因素,要让教师由观念上的理解认同转化为行为上自觉实施仍有很长路要走。微型实验不同于常规实验的特点实际已蕴含了创新元素,在教学实践中教师可以进行不同层次、不同角度的创造性运用。在调查中发现,能自行设计制作微型实验装置的教师非常少,只有3.7%,能对课本中常规实验进行微型化改进的也只有9.8%,大多数教师还处于对已有实验仪器装置上改进操作和借鉴他人经验进行实验的水平,这说明中学化学教师在微型化学实验的创新运用能力上还有待提高。
4.3微型化学实验对学生能力发展的作用
在调查中可看出,认为微型实验能提高学生的动手能力、实验探究能力、实验创新能力的教师占了90%左右。这也说明了微型实验由于器材微型化、生活化,便于操作和携带,药品耗费少,适合学生实验等特点,在提高学生实验能力方面具有一定优势,尤其是微型实验器材来源广泛、装置灵活多变的特点对培养学生的实验创新精神和创新实验设计能力上可以发挥重要作用。
4.4教学实践中微型化学实验的困境
微型实验在国内推广实施已20多年,但一直进展缓慢,从总体上说明了微型实验在教学实践中遇到了一些困难,这从调查中也得到了印证。这些困难主要为:实验器材、参考资料、实验技术的缺乏;相关培训不够;教学时间有限;考试评价不够重视等,特别是多数教师反映了教学时间有限和考试评价不重视是当前推广微型实验最主要的困难。这说明目前中学化学教学任务太重而将教师的教学时间限制在教材中已有的实验上。另一方面现行的化学考试评价对微型化学实验不够关注也在很大程度上影响了教师的积极性,从而影响了微型实验的推广应用。
4.5微型化学实验应用前景及个人期望
尽管当前存在一些困难,但大多数化学教师对微型实验的前景依然看好,并充满着个人期待。调查中有38.4%的教师对微型实验的前景非常看好,48.2%的教师比较看好它的前景,众多化学教师已意识到微型实验必将成为化学实验发展方向之一,对微型实验的发展持乐观态度。在调查教师个人期望时有37.2%的人表示会多学习微型实验技术,并在教学中尽可能多运用,45.7%的人表示会关注微型实验的发展,较多地应用于教学。这说明大多数教师愿意参与微型实验的推广和应用,以此推动微型实验的发展。
4.6教师的建议
调查中我们设置了“教师对微型实验推广应用的个人建议”开放性问题,许多教师提出了自己的建议,主要概括为:课程中增加微型化学实验内容;增加微型化学实验软硬件设施的配备;增加实验教学的时间;加强对教师应用微型实验教学的指导和培训;改变现行的纸笔测验考查实验能力的方式等。
5结论
通过调查与分析可知,微型化学实验通过在国内20余年的发展,中学教师通过不同渠道熟悉或了解了微型化学实验,其功能与作用已被大多数化学教师认同;在实践层面,教师在日常教学中运用微型化学实验偏少,多数人只是在教学比赛和教研活动中运用,教师应用微型化学实验还未上升为自觉;教师在教学中对微型化学实验的创新运用意识和能力还有待提高;微型化学实验在教学推广实施中的困难较多,主要在于教师得到的指导和培训不足,教学时间限制和考试评价导向等因素影响;尽管当前存在着一些困难,但是中学教师对微型化学实验的前景普遍看好,大多数教师表示将会更多地关注并学习微型实验并将其应用于教学中。6讨论及建议近20年来,我国微型化学实验虽然获得了较大的发展,但是在教学实践中的推广运用比较缓慢,遇到的困难和问题不容忽视,为推动它在中学化学教学领域的发展,笔者在调查研究的基础上提出以下建议。
(1)开展中学微型化学实验教学实践研究
微型化学实验在学生的科学探究活动中具有独特的优势,但在教学实施的操作层面还存在一些问题,如怎样将微型实验用于演示实验、学生探究实验中,如何设计适合课程内容的微型实验等,这些问题需要开展相关的教学研究去解决。各级教研部门都应鼓励化学教师作为主要参与者进行研究,这些研究可以包括实验设计创新,如实验过程的改进、实验装置的微型化、生活化创新等;也包括教学应用研究,如运用微型化学实验开展实验的认知性研究[4],以及对培养学生探究能力、创新思维的功能与作用研究。
(2)加强对中学教师的培训和指导
目前中学教师缺乏微型化学实验的相关技术及应用经验,特别新技术赋予微型化学实验新的内涵。如现代传感技术、显微技术与传统微型实验的结合,已经与传统微型实验理念中的“简、易”有所不同[5]。因而,组织相关的培训和指导十分必要。现在国内一些高校如杭州师大、南京师大、广西师大等师范院校多年来在微型化学实验领域进行了一系列研究,并取得了不少的成果,师范院校可利用自身的研究优势与教师职前教育和职后培训结合起来,将微型化学实验成果融入教师职前教育和职后培训中,提高中学教师对微型化学实验的研究和教学应用能力。
(3)开发与利用微型化学实验资源
实验教学资源是实施微型化学实验的重要载体,开发适当的教学资源可以解决中学教师困惑于对实验内容选择的难题。新课程3个版本的化学教材都已开设了实验探究活动栏目,增加了开放性的实验内容,化学教师可以围绕“提高学生科学探究能力”这一主旨,在教学中开发一些具有地域特色的实验课程资源,设计实验探究的主题、内容、活动方式,这些微型实验资源的开发将促进中学微型化学实验的实施。
(4)发挥教学评价的引导和促进功能