中學化學實驗研究課程的實驗-教學相結(jié)合三階段教學模式初探
——基于免費師范生化學實驗教學能力現(xiàn)狀調(diào)查

蔡小蔓 張文華

(華中師范大學化學教育研究所 湖北武漢 430079)

1 問題的提出

作為免費師范生的專業(yè)課程之一，中學化學實驗研究是免費師范生走上中學教學崗位之前的一門實驗技能綜合訓練和實驗教學能力培養(yǎng)的必修課[1]。新課標的基本理念是：“通過以化學實驗為主的多種探究活動，使學生體驗科學探究的過程，激發(fā)學習化學的興趣，強化科學探究的意識，促進學習方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力[2]?！备叩葞煼对盒Ｗ鳛檩斔徒處煹闹匾兀響邮芑A(chǔ)教育改革的新理念，走在教育改革的前沿。因此，高等師范院校很有必要加強對免費師范生職前化學實驗教學能力的培養(yǎng)，為免費師范生走上教師崗位后能迅速成長為高素質(zhì)的教師奠定基礎(chǔ)。

2 總體規(guī)劃

實驗-教學相結(jié)合的三階段實驗教學模式總體規(guī)劃見圖1。

圖1 實驗-教學相結(jié)合的三階段實驗教學模式總體規(guī)劃圖

3 調(diào)查概況

為了能測試化學專業(yè)免費師范生的實驗教學能力，我們根據(jù)我院中學化學實驗研究課程的教學大綱及要求，嘗試按照三階段實驗教學模式安排了第一階段的基礎(chǔ)化學實驗教學，具體安排了以下3個實驗：① 氫氣的制備和性質(zhì)實驗；② 鈉的性質(zhì)實驗；③ 中學化學實驗教學技能訓練一。其中前兩個實驗是讓學生進行中學化學實驗的基本操作訓練；第3個實驗是通過微格教學的方式訓練學生的化學實驗教學能力。經(jīng)過這3個實驗后，筆者利用做實驗助教的機會，用事先編制好的“免費師范生中學化學實驗教學能力問卷”進行調(diào)查，測試學生的實驗教學能力。調(diào)查問卷的編制是在實驗的基礎(chǔ)上，按照教育科研方法中關(guān)于問卷編制的方法完成的。在此問卷中，根據(jù)中學化學實驗教學能力的結(jié)構(gòu)，從實驗操作能力、實驗講解能力、實驗設計能力、實驗研究能力、實驗評價能力這5個方面編制了30個題目。本次問卷調(diào)查的對象為我校2008級化學專業(yè)免費師范生，在181名學生中隨機抽取150人進行問卷調(diào)查，共收回問卷129份，其中有效問卷120份，有效回收率為80%。

除此之外，還對本專業(yè)的2名實驗教師和1名實驗員進行了訪談。

4 統(tǒng)計結(jié)果分析4.1 實驗教學能力現(xiàn)狀與對策分析

隨著基礎(chǔ)教育改革的不斷深入和新課程理念的不斷滲透，越來越多的師范生對中學化學實驗研究這門課有了更深的認識，在參加問卷調(diào)查的師范生中，絕大部分人認為中學化學實驗研究課程對培養(yǎng)自己成為一名中學化學教師具有重要性。

4.1.1 主要問題排序

問題：您在第3次實驗課(即中學化學實驗教學技能訓練一)中遇到的最大問題是______；其次是______；再次是______。

1 教案編寫有困難 2 實驗操作不熟練 3 實驗講解不清晰 4 結(jié)果與原理分析不透徹 5 教學時間把握不當 6 演示程序混亂 7 教態(tài)不自然 8 化學用語不規(guī)范

對這道題的調(diào)查結(jié)果見表1。

表1 師范生在實驗教學訓練中遇到的主要問題

表中括號內(nèi)的數(shù)字表示加權(quán)權(quán)重。

從對選項加權(quán)之后的百分比進行排序可知，免費師范生職前最薄弱的環(huán)節(jié)體現(xiàn)在實驗講解、實驗教學設計及實驗操作這3個方面。很多學生自己會做實驗，但是邊實驗邊講解的能力相對不足。由于就業(yè)后越來越多的教師選擇以實驗視頻來代替演示實驗，這就使得化學教師的實驗講解能力提高較慢，因此在師范生的職前培養(yǎng)階段注重實驗講解能力的培養(yǎng)就更加重要。筆者建議在免費師范生的實驗過程中，應有意識地培養(yǎng)其邊實驗邊講解的能力，并逐步提高化學用語使用的規(guī)范性，或者對照實驗視頻多進行模仿練習。

4.1.2 制約因素分析

問題：您認為制約您學習中學化學實驗研究這門課程的最主要因素是______；其次是______；再次是______。

1 實驗室條件 2 實驗師資 3 教師教學方法 4 自身能力 5 該課程內(nèi)容體系 6 課時分配 7 多媒體技術(shù) 8 其他

對制約因素的調(diào)查結(jié)果見表2。

表2 師范生在學習中學化學實驗研究課程中的3個主要限制因素調(diào)查結(jié)果

表中括號內(nèi)的數(shù)字表示加權(quán)權(quán)重。

通過加權(quán)分析發(fā)現(xiàn)，最主要的3個制約因素分別是該課程內(nèi)容體系、實驗室條件、自身能力。由于這門課之前沒有要求統(tǒng)一教材，是由教師提前將實驗講義發(fā)給學生，因此學生對課程的內(nèi)容體系不了解。鑒于這一結(jié)果，實驗教師補充了對中學化學實驗研究課程體系的詳細介紹。另外本校實驗室條件還有待改善；由于調(diào)查結(jié)果顯示學生的自身能力也是制約其學習的主要因素之一，建議學生做好預習、實驗、課后反思3個環(huán)節(jié)，提高自身的實驗能力。

4.1.3 學習效果評價

通過對師范生學習效果的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，每個學生提高的方面存在差異，具體情況見表3。通過對一些學生的訪談發(fā)現(xiàn)，有一些學生認為實驗教學能力需要在走上教師崗位后通過實際演練才能獲得提高，而中學化學實驗研究課無法使其受益。

從表1可以看出，實驗講解能力是師范生的薄弱環(huán)節(jié)。學生可以通過中學化學實驗研究課程的學習在這方面得到很大的提高；對于實驗設計能力和實驗操作能力方面也是如此。這說明當前的中學化學實驗研究課程有必要進一步建設和完善。

4.2 具體實驗教學能力現(xiàn)狀與對策分析

為了解師范生各項具體實驗教學能力的現(xiàn)狀，通過一道判斷題的一系列描述，讓被調(diào)查的學生判斷自己與描述的符合程度，根據(jù)5個維度進行表述(5表示很符合；4表示符合；3表示說不準；2表示不符合；1表示很不符合)，最后求平均分。平均分越高，表示師范生該項相應的能力越強。調(diào)查的具體排序如表3所示。

表3 師范生各項具體實驗教學能力調(diào)查結(jié)果

得分最低的3項分別是：Q13：每次實驗都有改進實驗方案的想法;Q19：能描述實驗操作，但是操作起來有困難;Q28：能將生活中的趣味實驗引用到教學中。

得分最高的3項分別是：Q26：對于實驗后的廢液，都會妥善處理;Q11：在H2還原CuO的實驗中，采用科學探究的方法來進行;Q27：熟悉儀器的使用注意事項和操作方法。這3項是師范生乃至化學教師都必備的實驗教學能力，需要進一步重視。

4.3 科學探究能力現(xiàn)狀分析

科學探究是新課程改革的亮點之一，這里將科學探究的兩道題目拿出來進行單獨分析。

對師范生的科學探究能力的現(xiàn)狀分析主要是從兩個方面進行，第一是師范生本身的科學探究能力，第二是師范生在實驗教學中通過科學探究來組織教學的能力。通過Q5(Q5內(nèi)容為：在實驗過程中，您一般是______。① 照方抓藥，完成實驗任務；② 在完成實驗任務后進行一定的探究性實驗；③ 有時候連實驗任務都無法完成；④ 其他)的結(jié)果分析可得，42.5%的學生在實驗完成后進行一定的探究性實驗；但是在后續(xù)的中學化學實驗教學技能訓練二(氫氧化亞鐵制備的探究性教學)中，通過對學生的訪談發(fā)現(xiàn)，有一些學生并不知道科學探究的步驟，只有極少數(shù)的學生在實驗教學過程中能將科學探究準確地應用到教學中。筆者分析存在差異的原因是：教師在講解氫氣還原氧化銅的實驗時，強調(diào)讓學生嘗試采用科學探究的方法來進行，因此學生有了這種意識，但是在“氫氧化亞鐵的制備”這個專題的實驗微格訓練中，由于教師沒有提前要求，所以師范生在訓練中采用科學探究方法的就很少。由此可以看出學生的科學探究意識還有待進一步提高并應用到實際教學中。

5 實施實驗-教學相結(jié)合三階段實驗教學模式的建議

(1) 加強課程聯(lián)系，著眼化學基礎(chǔ)實驗。

化學專業(yè)免費師范生在學習中學化學實驗研究課程之前，已經(jīng)修讀了無機化學實驗、分析化學實驗、物理化學實驗、基礎(chǔ)有機化學實驗等，但是通過對學生的訪談發(fā)現(xiàn)，這些實驗課的修讀并沒有對現(xiàn)在的實驗教學產(chǎn)生很大的幫助。筆者建議，師范院校應加強實驗教學與化學基礎(chǔ)實驗課程的聯(lián)系，讓學生在化學基礎(chǔ)實驗課程中明確自身的角色，規(guī)范實驗操作，為中學化學實驗教學打下堅實基礎(chǔ)。

(2) 滲透新課程理念，深化實驗教學改革。

通過訪談發(fā)現(xiàn)，實驗教師雖熟知新課程理念，但對如何將新課程理念滲透到實驗教學改革中，仍是中學化學實驗研究課程教師面臨的困惑。筆者建議可以吸收優(yōu)秀中學化學教師加入到實驗教學中來，將大學教師的理論基礎(chǔ)和中學教師的新課程改革的實踐相結(jié)合，共同努力深化師范院校的中學化學實驗教學改革。

(3) 注重及時評價，確保評價方式多元化。

通過對實驗指導教師的訪談及自身的助教經(jīng)歷，筆者發(fā)現(xiàn)，在理論教學中，我院實驗教師能及時對學生在實驗報告和教案中出現(xiàn)的問題進行整體性評價或個別評價，大多數(shù)學生覺得自己的教學設計能力得到了很大的提高，同時能將前一學期所學習的化學教學論和中學化學教材分析這兩門課的知識應用到實驗中來。在實踐環(huán)節(jié)，每個實驗室至少配備一名指導教師或助教，對學生在實驗操作中出現(xiàn)的問題進行及時的糾正。

在評價方式上，既有教師的評價，也有學生的自評和學生間的互評。在兩次實驗微格訓練中，都是采取學生互評給每位組員打分，最后由實驗教師通過觀看視頻進行評價的方式來確定學生的最終得分。在實驗微格訓練中，學生通過互評也使自己的教學評價能力得到了提高。

6 師范生在學習中應注意的問題

(1) 找準自身定位，立足教師專業(yè)發(fā)展。

從調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，仍有小部分學生沒有明確中學化學實驗研究這門課對成為一名化學教師的重要性，由此說明這些學生還沒有明確自己的角色定位，還沒找到要成為一名合格的中學化學教師應該努力的方向。因此師范生在學習中學化學實驗研究這門課時要充分明確自身的角色——準化學教師，立足于教師專業(yè)發(fā)展，加強職前教師專業(yè)化成長，將理論與實踐相結(jié)合，同時也為后續(xù)的實習打下基礎(chǔ)。

(2) 深化新課程理念，提高實驗教學能力。

從對學生的訪談發(fā)現(xiàn)，有的學生把實驗與教學截然分開，對新課程理念的理解比較模糊，對中學的實驗教學情況也不太了解。針對這種情況，建議師范生在理論學習階段深化自己對新課程理念的理解，多進行課改前后的比較研究，并在后續(xù)的教學實習中真切地感受新課程改革所帶來的改變。

(3) 借助研究方法，提高實驗科研能力。

在鐵與水蒸氣的反應實驗中，教師發(fā)給學生的講義中介紹的是用濕沙子代替棉花的方法，但學生在實驗過程中發(fā)現(xiàn)，這種方法容易導致試管遇冷水炸裂。于是學生查閱了一些文獻，列舉了用硅膠、氫氧化鈣、濕粉筆等改進方法，然后進行小組分工，每個小組負責一種實驗方案，最終發(fā)現(xiàn)將濕沙子和棉花同時使用的方法效果最好，而且氫氣燃燒的效果更明顯。這次實驗使學生的積極性大大提高，大家圍在一起討論最佳方案，以及實驗成功后的喜悅，讓學生充分體會到化學實驗的樂趣。不僅如此，學生在這次實驗中還學會了利用文獻來進行實驗研究，不僅知識與技能得到了提高，還掌握了一定的研究方法。

參 考 文 獻

[1] 苗深花.課程教材教法，2006,26(10)：82

[2] 中華人民共和國教育部制訂.普通高中化學課程標準(實驗).北京：人民教育出版社，2003