中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容認(rèn)知水平研究

劉春鋒

（北京師范大學(xué)燕化附屬中學(xué)）

摘 要：研究教學(xué)內(nèi)容的認(rèn)知水平和了解學(xué)生的認(rèn)知水平，并且把教學(xué)內(nèi)容的認(rèn)知水平和學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展結(jié)合起來(lái)，應(yīng)用于教學(xué)中，讓教師更深入地研究教材，更深層次地了解學(xué)生，選擇更加合適的教學(xué)方法，從而提高教學(xué)質(zhì)量，是教育教學(xué)中一個(gè)非常重要的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：化學(xué)實(shí)驗(yàn)；認(rèn)知水平；布魯姆教育目標(biāo)分類(lèi)學(xué)；化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

一、化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容認(rèn)知水平的分類(lèi)模型建構(gòu)

依據(jù)布魯姆的新版教育目標(biāo)分類(lèi)學(xué)的體系，化學(xué)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知水平分為六個(gè)等級(jí)：記憶、理解、應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造（或設(shè)計(jì)）。

其中記憶的認(rèn)知表現(xiàn)為能夠?qū)⒒瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)納入長(zhǎng)時(shí)記憶系統(tǒng)，在問(wèn)題解決活動(dòng)中表現(xiàn)為能夠再認(rèn)、回憶起相關(guān)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)。如化學(xué)實(shí)驗(yàn)中物質(zhì)的性質(zhì)、貯存等。

理解的認(rèn)知表現(xiàn)為從化學(xué)實(shí)驗(yàn)的信息中建構(gòu)意義。具體來(lái)說(shuō)就是從一種表征形式（如化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的圖形）變成另一種（如文字）；能夠找到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的原理，判定化學(xué)實(shí)驗(yàn)屬于哪一類(lèi)實(shí)驗(yàn)，如基本概念實(shí)驗(yàn)、元素化合物實(shí)驗(yàn)等；能夠概括出每一步實(shí)驗(yàn)的結(jié)論；能從化學(xué)實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)的現(xiàn)象中進(jìn)行邏輯推斷；能發(fā)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)之間的一致性；能建構(gòu)一個(gè)系統(tǒng)的因果模型，如解釋鹵素單質(zhì)性質(zhì)遞變的原因。

應(yīng)用的認(rèn)知表現(xiàn)為在給定的實(shí)驗(yàn)情境中執(zhí)行或者利用一種程序。具體來(lái)說(shuō)就是能對(duì)熟悉的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如粗鹽提純的實(shí)驗(yàn)中通過(guò)過(guò)濾除去不溶于水的雜質(zhì)；能在一種合適的情景中對(duì)于不熟悉的實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦靡阎膶?shí)驗(yàn)原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如粗鹽提純的實(shí)驗(yàn)中利用離子檢驗(yàn)的原理除去溶于水的雜質(zhì)。

分析的認(rèn)知表現(xiàn)為把實(shí)驗(yàn)所給的信息分解成各個(gè)組成部分，確定各部分之間的相對(duì)關(guān)系以及與總體框架的關(guān)系。具體來(lái)說(shuō)就是能在現(xiàn)有的信息中區(qū)分出無(wú)關(guān)和相關(guān)或重要和不重要的部分，如在所給的實(shí)驗(yàn)儀器中找到本實(shí)驗(yàn)所需的，或者更利于完成實(shí)驗(yàn)的儀器；能確定結(jié)構(gòu)中各要素是如何作用的，如構(gòu)造實(shí)驗(yàn)裝置中各部分的作用；能確定現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。

評(píng)價(jià)的認(rèn)知表現(xiàn)為基于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)做出判斷。具體來(lái)說(shuō)就是能發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的某個(gè)步驟或者成果的矛盾或錯(cuò)誤，確定實(shí)驗(yàn)?zāi)硞€(gè)步驟或者成果是否具有內(nèi)部的一致性，察覺(jué)實(shí)施實(shí)驗(yàn)裝置的有效性等。

創(chuàng)造的認(rèn)知表現(xiàn)為把實(shí)驗(yàn)要素放在一起形成連貫的或者實(shí)用的整體，重新組織實(shí)驗(yàn)要素成為一種新的模式或結(jié)構(gòu)。具體來(lái)說(shuō)就是能基于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)產(chǎn)生可選擇的假設(shè)，如產(chǎn)生假設(shè)來(lái)說(shuō)明觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；能依據(jù)產(chǎn)生的假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程；能得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。

二、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)認(rèn)知水平的案例研究——以氯氣的制備及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)為例

1.實(shí)驗(yàn)儀器和試劑

本實(shí)驗(yàn)是物質(zhì)的制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，需根據(jù)反應(yīng)原理選擇儀器和試劑來(lái)組裝裝置，屬于認(rèn)知水平中的理解級(jí)別。

2.實(shí)驗(yàn)步驟

（1）氯氣的制取

根據(jù)裝置圖能知道每部分裝置的作用，和整體的關(guān)系，需要具體分析，如使用分液漏斗可以控制反應(yīng)速度，屬于認(rèn)知水平中的分析級(jí)別；同時(shí)根據(jù)裝置的作用，基于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)能找到裝置的不足，如用排水法收集氯氣會(huì)造成損失，得不到干燥的氯氣，缺少尾氣處理裝置，屬于認(rèn)知水平中的評(píng)價(jià)級(jí)別；根據(jù)找到的不足，提出實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的方案，如利用排飽和氯化鈉溶液的方法收集氯氣，增加盛有濃硫酸的洗氣瓶和盛有氫氧化鈉溶液的尾氣處理裝置，屬于認(rèn)知水平中的創(chuàng)造級(jí)別。

在檢查裝置氣密性中，掌握檢查裝置氣密性的原理屬于認(rèn)知水平的理解級(jí)別；根據(jù)原理進(jìn)行實(shí)際操作是認(rèn)知水平中的應(yīng)用級(jí)別。

（2）氯氣的性質(zhì)

記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是認(rèn)知水平中的記憶級(jí)別，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論，如氯氣和氫氣點(diǎn)燃條件下能反應(yīng)，是認(rèn)知水平中的分析級(jí)別。物質(zhì)的顏色等應(yīng)納入長(zhǎng)時(shí)記憶系統(tǒng)，是認(rèn)知水平中的記憶級(jí)別。

3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)判斷氯氣是否具有漂白性

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)是認(rèn)知水平中的創(chuàng)造級(jí)別。在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)思考物質(zhì)具有漂白性的原理，依據(jù)原理組裝實(shí)驗(yàn)裝置，選擇試劑等屬于認(rèn)知水平中的理解級(jí)別；考慮試劑添加的順序和用量需要確定各個(gè)試劑之間以及和實(shí)驗(yàn)整體的關(guān)系屬于分析級(jí)別；設(shè)計(jì)完實(shí)驗(yàn)后需要基于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行判斷屬于評(píng)價(jià)級(jí)別。

三、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)認(rèn)知水平的分類(lèi)

依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)的研究方法，結(jié)合筆者實(shí)際的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)認(rèn)知水平進(jìn)行了分類(lèi)。

屬于記憶的有：物理性質(zhì)、常用儀器的主要用途和使用方法、氣體的收集方法、準(zhǔn)確記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

屬于理解的有：信息處理、反應(yīng)原理、化學(xué)性質(zhì)、常見(jiàn)離子的檢驗(yàn)、基本操作儀器和試劑的選擇。

屬于分析的有：裝置用途、實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。

屬于應(yīng)用的有：獨(dú)立操作、裝配儀器或繪制裝置圖、條件的控制。

屬于評(píng)價(jià)的有：裝置的改進(jìn)、方案的評(píng)價(jià)、改進(jìn)。

屬于創(chuàng)造的有：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。

參考文獻(xiàn)：

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[3]王磊.中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)及教學(xué)研究[M].北京師范大學(xué)出版社，2011.

編輯 趙飛飛endprint