基于深度學(xué)習(xí)的初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施路徑

黃超 代建軍

[摘 要]深度學(xué)習(xí)是變革教學(xué)方式、實(shí)現(xiàn)學(xué)科素養(yǎng)的主要路徑，如何在學(xué)科教學(xué)中引入深度學(xué)習(xí)理念成為當(dāng)前教學(xué)改革亟待解決的問題?！读x務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào)要提升學(xué)生動(dòng)手操作和創(chuàng)造能力，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究思維，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)從“驗(yàn)證性”走向“創(chuàng)造性”的需求和深度學(xué)習(xí)的要旨高度契合。本文基于深度學(xué)習(xí)的理念和化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特征，從嵌入式化學(xué)實(shí)驗(yàn)情境創(chuàng)設(shè)、自主式化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、DIY式化學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)探究和持續(xù)改進(jìn)式化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)監(jiān)控四個(gè)方面，探索了基于深度學(xué)習(xí)初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施路徑。

[關(guān)鍵詞]深度學(xué)習(xí);化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué);教學(xué)路徑

[中圖分類號(hào)]G632[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1005-5843（2019）10-0102-06

[DOI]10.13980/j.cnki.xdjykx.2019.10.017

化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生獲取化學(xué)知識(shí)和形成能力的有效途徑。然而，在當(dāng)前的中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，對(duì)實(shí)驗(yàn)重視不夠、研究不夠，實(shí)驗(yàn)低效甚至無效的現(xiàn)象依然存在[1]。為了避免“驗(yàn)證性”實(shí)驗(yàn)淺顯化和技能化取向，引入基于問題解決、高階思維和創(chuàng)新能力的深度學(xué)習(xí)理念，是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的正確抉擇?；诖?，本文系統(tǒng)設(shè)計(jì)了基于深度學(xué)習(xí)的初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施路徑。

一、嵌入式化學(xué)實(shí)驗(yàn)情境創(chuàng)設(shè)

深度學(xué)習(xí)是一種強(qiáng)化情感驅(qū)動(dòng)的“非認(rèn)知學(xué)習(xí)”并且注重知識(shí)的深度加工的理解性學(xué)習(xí)[2]。結(jié)合化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求教師學(xué)會(huì)創(chuàng)設(shè)具有建構(gòu)性、真實(shí)性、交互性的嵌入式實(shí)驗(yàn)情境。這種嵌入式是融入化學(xué)實(shí)驗(yàn)情境需要綜合考慮教學(xué)因素的耦合形式，包括科學(xué)知識(shí)、生活體驗(yàn)和協(xié)作對(duì)話的嵌入，以起到促進(jìn)學(xué)生前后知識(shí)的銜接、心理品性的發(fā)展和師生之間的交互作用。

（一）背景知識(shí)的構(gòu)架

創(chuàng)設(shè)嵌入式的情境，要著眼于學(xué)生的認(rèn)知水平，滿足學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)學(xué)習(xí)需求：既提出當(dāng)前教學(xué)需要解決的問題，又蘊(yùn)含著進(jìn)一步學(xué)習(xí)的問題，構(gòu)成新的情境。埃德加·莫蘭在《未來教育所必需的七種知識(shí)》中提出：在教學(xué)中應(yīng)該采用“能夠在背景、復(fù)雜性、整體中把握對(duì)象的認(rèn)識(shí)的模式”，發(fā)展學(xué)生“把任何信息在一個(gè)背景中和一個(gè)總體中加以定位的自然的稟賦”，使他們“能夠在一個(gè)復(fù)雜的世界中掌握部分和整體之間的相互關(guān)聯(lián)和相互影響”[3]。如果不能正確地反應(yīng)知識(shí)的背景，學(xué)習(xí)者的認(rèn)知活動(dòng)就可能存在一定的缺陷，就可能受錯(cuò)誤和幻覺干擾[4]。建構(gòu)背景知識(shí)的支架，利于學(xué)生掌握知識(shí)，拓展學(xué)習(xí)眼界，領(lǐng)悟知識(shí)應(yīng)用的價(jià)值。

因此，教師應(yīng)當(dāng)把握學(xué)生的學(xué)情，預(yù)備和激活背景知識(shí)，積極擔(dān)任起架構(gòu)背景知識(shí)橋梁的角色，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)二者形成合力，把背景知識(shí)有效地嵌入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)場景。這樣，學(xué)生才能把從實(shí)驗(yàn)中獲得的知識(shí)和課堂上學(xué)到的知識(shí)緊密聯(lián)系，使學(xué)習(xí)朝正確的方向進(jìn)行，減負(fù)增效。例如，化合價(jià)的概念教學(xué)比較抽象，在實(shí)驗(yàn)假設(shè)或設(shè)計(jì)部分往往運(yùn)用到物質(zhì)的化學(xué)式和化合價(jià)，這就需要教師準(zhǔn)備一定的背景介紹以預(yù)防學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知困難;在“鐵”的教學(xué)中，可采用討論的形式，讓學(xué)生談?wù)剬?duì)鐵的認(rèn)識(shí)和分享相關(guān)資料。教師可以通過多種嵌入方式對(duì)前期知識(shí)進(jìn)行梳理和鋪墊，使知識(shí)之間的聯(lián)結(jié)更加牢固，以此來創(chuàng)設(shè)更多的知識(shí)構(gòu)架。前期知識(shí)構(gòu)架可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)所教概念和技能的記憶，激發(fā)學(xué)生對(duì)獲取化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的渴望，是學(xué)生可以在化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中進(jìn)行深度學(xué)習(xí)的重要前提。

（二）生活經(jīng)驗(yàn)的融入

化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教育者建構(gòu)的教學(xué)情境就是學(xué)習(xí)體的生活再現(xiàn)。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，教學(xué)的任務(wù)在于創(chuàng)設(shè)適合學(xué)習(xí)者意義建構(gòu)的學(xué)習(xí)環(huán)境，即所能夠促進(jìn)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的真實(shí)生活情境的學(xué)習(xí)場所?！皩W(xué)習(xí)情境越真實(shí)，學(xué)習(xí)主體建構(gòu)的知識(shí)就越可靠，越容易在真實(shí)情境中運(yùn)用，從而達(dá)到教學(xué)的預(yù)期目的”[5]。真實(shí)的情境有利于鍛煉學(xué)生的觀察、思維和應(yīng)用能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)態(tài)度，有利于促進(jìn)學(xué)生形成正確的價(jià)值觀和世界觀?！霸谶@種真實(shí)情境下學(xué)生能夠通過與環(huán)境有意識(shí)或者無意識(shí)的接觸和互動(dòng)產(chǎn)生意義建構(gòu)，為更深度的理解提供穩(wěn)定的認(rèn)知工具”[6]。

教師設(shè)置的情境嵌入到學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，只有與學(xué)生內(nèi)心深處的生活感悟相吻合時(shí)，才能激發(fā)學(xué)生的好奇心。在化學(xué)課堂，教師對(duì)實(shí)驗(yàn)的闡釋要立足于學(xué)生的生活世界，遴選適合的生活素材以構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)情境;選擇與生活邏輯相契合情景，學(xué)生就會(huì)真正的體會(huì)到生活中充滿化學(xué)，感悟到化學(xué)的價(jià)值。例如：“水的凈化”實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師利用沉淀法進(jìn)行沉降時(shí)，可類比生活中的渾水靜置后的狀態(tài);利用過濾法進(jìn)行分離時(shí)，教師可引用篩子比作過濾器的作用，或者吃中藥利用紗網(wǎng)過濾的生活經(jīng)驗(yàn);利用活性炭進(jìn)行吸附時(shí)，教師可引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想冰箱除味劑的原理。教師通過真實(shí)的生活經(jīng)驗(yàn)的穿插，尋求學(xué)生的認(rèn)同感和一致性，使理論關(guān)系、學(xué)生心理邏輯以及生活邏輯之間形成有機(jī)統(tǒng)一。

（三）對(duì)話交互的生成

協(xié)作對(duì)話是推進(jìn)深度學(xué)習(xí)的必要邏輯與支持要素之一，使更多學(xué)生加入到教學(xué)活動(dòng)的一系列對(duì)話之中。社會(huì)建構(gòu)主義認(rèn)為，知識(shí)不僅是在個(gè)體與物理環(huán)境的相互作用中建構(gòu)起來的，更是在社會(huì)環(huán)境下主體之間的相互作用產(chǎn)生的。因此，協(xié)作對(duì)話的設(shè)計(jì)是在尊重學(xué)生的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生教學(xué)相長的效果。也就是說，對(duì)話打破了教師“自導(dǎo)自演”情境創(chuàng)設(shè)的壁壘，在師生實(shí)驗(yàn)對(duì)話共同體的根基上實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)共同體。

對(duì)話的生成不難，但要求學(xué)生的有效參與并非易事。當(dāng)教育者強(qiáng)調(diào)他人言論的客觀性和合理性時(shí)，就使學(xué)生喪失了發(fā)表言論的資格。建構(gòu)論倡導(dǎo)者布拉菲把學(xué)習(xí)視作為一種“在我們與他人有語言組成的關(guān)系中的轉(zhuǎn)換”。因此，對(duì)話成功的關(guān)鍵取決于教學(xué)語言。教師將生活經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)述為教學(xué)語言的偏頗可能導(dǎo)致教學(xué)文化的毀壞;教師語言運(yùn)用的水準(zhǔn)愈高，嵌入的有關(guān)情境就會(huì)愈精準(zhǔn)，愈利于學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。教師應(yīng)在對(duì)話中為學(xué)生的參與留出空間，采用切實(shí)的言語與合理的行為方式。學(xué)生則會(huì)從教師的話語或行為中篩選出與前面內(nèi)容相關(guān)的要素，積極回應(yīng)課堂問題，提供有效的反饋信息，遵循對(duì)話的軌跡。

對(duì)于化學(xué)教育來說，其一，由于化學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)強(qiáng)化了實(shí)驗(yàn)者與研究對(duì)象之間的互動(dòng)，奇特的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、不可預(yù)料的實(shí)驗(yàn)結(jié)果、不同實(shí)驗(yàn)者觀察差異等都能起到促進(jìn)學(xué)生反思的作用和促進(jìn)探究新思路的產(chǎn)生。其二，實(shí)驗(yàn)的全部過程都有教師的引領(lǐng)和學(xué)生的參與，遇到的問題將由對(duì)話協(xié)商來解決，包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、現(xiàn)象分析、結(jié)果討論。此外，化學(xué)情境中的對(duì)話是動(dòng)態(tài)的，學(xué)生與教師之間的交流是對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的深度挖掘，嵌入實(shí)驗(yàn)情境的合理度取決于創(chuàng)設(shè)的語境和學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)，超過這個(gè)閾限的對(duì)話將會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程與教學(xué)質(zhì)量。

二、自主式化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

革除傳統(tǒng)教學(xué)的積弊，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須要從以實(shí)驗(yàn)為本轉(zhuǎn)向以學(xué)生的發(fā)展為本，從 “教”設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)向“學(xué)”設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，以實(shí)驗(yàn)促進(jìn)學(xué)生更好的主動(dòng)學(xué)習(xí)。從本質(zhì)上來說，深度學(xué)習(xí)是一種內(nèi)在驅(qū)動(dòng)下學(xué)習(xí)者的主動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)，是學(xué)生經(jīng)歷的有意義的學(xué)習(xí)過程。深度學(xué)習(xí)視域下自主式化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，倡導(dǎo)教師放開手，學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者，重在探索實(shí)驗(yàn)的深度和廣度，以提升學(xué)生的主體意識(shí)、高階思維以及批判態(tài)度。進(jìn)一步說，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)堅(jiān)持三個(gè)原則（如圖1），即以學(xué)生主體性實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)為核心，實(shí)驗(yàn)路線的多元選擇為關(guān)鍵，容錯(cuò)性的設(shè)計(jì)過程為基礎(chǔ)。

（一）主體性自我設(shè)計(jì)

當(dāng)下的教學(xué)一直強(qiáng)調(diào)深化學(xué)生自主發(fā)展，從現(xiàn)實(shí)關(guān)懷的角度來看，教育本身是學(xué)生追求生命體驗(yàn)的過程，在這個(gè)過程中學(xué)生的創(chuàng)造才能發(fā)揮最大潛力。正如薩特認(rèn)為，“人在事物面前，如果不能按照個(gè)人意志進(jìn)行自由選擇，就等于丟掉了個(gè)性、失去自我”。這與深度學(xué)習(xí)要求建立培養(yǎng)學(xué)生的高階思維和主動(dòng)構(gòu)建不謀而合。聯(lián)合國教科文組織的有關(guān)建議也表達(dá)了這種學(xué)生為教學(xué)主體的信念：“我們應(yīng)使學(xué)習(xí)者成為教育活動(dòng)的中心，隨著他的成熟程度允許他又越來越大的自由，由他自己決定學(xué)習(xí)什么、如何學(xué)習(xí)以及在什么地方學(xué)習(xí)與受訓(xùn)。”[7]因此，化學(xué)教師亟待跳出人為控制的計(jì)劃，通過引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案來釋放學(xué)生自由的天性。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的自我設(shè)計(jì)是對(duì)學(xué)生主體性的高度彰顯，相當(dāng)于一項(xiàng)偉大工程的實(shí)踐開發(fā)，賦予了創(chuàng)造者創(chuàng)生的意蘊(yùn)。自主性化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)整體設(shè)計(jì)上，需擬定方案實(shí)施的程序、研制多元的實(shí)驗(yàn)路線、預(yù)估可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果、創(chuàng)建可行性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn);對(duì)于個(gè)體而言，需學(xué)生選擇合適的實(shí)驗(yàn)物品，恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)研究方法以及解決針對(duì)性實(shí)驗(yàn)問題等。它體現(xiàn)的是一種全面且詳實(shí)的自我設(shè)計(jì)，促進(jìn)學(xué)生思維能力的高度發(fā)展。筆者認(rèn)為在具體方案設(shè)計(jì)中，學(xué)生需自主構(gòu)建方案設(shè)計(jì)模型框架：“目標(biāo)——原理——試劑——條件——問題”;從掌握實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、明確實(shí)驗(yàn)原理，到推測實(shí)驗(yàn)所需試劑且判定實(shí)驗(yàn)條件，最后找出問題并繼續(xù)完善細(xì)節(jié)。比如，學(xué)生在明確實(shí)驗(yàn)室制氧氣目標(biāo)和原理后，可自主選取固體或者液體試劑，判斷反應(yīng)裝置是否需要酒精燈加熱，預(yù)測產(chǎn)物的性質(zhì)和作用，以及采用什么收集裝置和是否需要尾氣處理。學(xué)生一旦自己動(dòng)手設(shè)計(jì)方案，這淺層教學(xué)的藩籬將會(huì)被打破，同時(shí)，還能夠?yàn)槠浜笃诘奶骄刻峁┯行У乃悸?，使其更加周全地審視?shí)驗(yàn)的過程與結(jié)果。

（二）多元性路線探索

學(xué)生自主安排實(shí)驗(yàn)，課堂便有了創(chuàng)生力。自主性化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上是在深度學(xué)習(xí)視域下探索實(shí)驗(yàn)路線存在的合理性和可能性，實(shí)驗(yàn)路線多元化是自主實(shí)驗(yàn)的內(nèi)在追求。從認(rèn)知層面上看，學(xué)生的認(rèn)識(shí)超越了具體材料的限定，有著廣闊的創(chuàng)作空間;從價(jià)值層面上看，學(xué)習(xí)的過程打通了事實(shí)與價(jià)值的界限，使靜態(tài)客觀材料蘊(yùn)藏著生命活力;從實(shí)踐層面上看，由于學(xué)習(xí)的結(jié)果已經(jīng)滲透了個(gè)人的氣息，經(jīng)過了內(nèi)化與升華的過程，當(dāng)具體的實(shí)踐問題來臨時(shí)，更容易遷移或創(chuàng)造性地解決問題。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，從準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需儀器到實(shí)驗(yàn)結(jié)束儀器歸位，皆沒有唯一的方式。教材所給出的實(shí)驗(yàn)方案是根據(jù)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)水平和能力示范的，但并沒有真正給出這樣設(shè)計(jì)的緣由，以致很多學(xué)生機(jī)械地驗(yàn)證，從而錯(cuò)失了多重實(shí)驗(yàn)路線的發(fā)現(xiàn)。比如在教學(xué)實(shí)驗(yàn)室制二氧化碳時(shí)，教材要求學(xué)生運(yùn)用稀鹽酸以及大理石來制備二氧化碳，教師此時(shí)應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生思考“為什么教材上方案的就是實(shí)驗(yàn)最佳路線”“還存在其他制取二氧化碳的方法嗎”等問題，統(tǒng)計(jì)出合理的疑問和假設(shè)，讓學(xué)生自主探索可行路徑，而不是局限于教材和教師已設(shè)定的內(nèi)容。

（三）容錯(cuò)性設(shè)計(jì)過程

以支架觀來看，錯(cuò)誤是最理想的學(xué)習(xí)和發(fā)展軌道的一部分，“試誤學(xué)習(xí)是作為主體性教學(xué)的一個(gè)特征，它是一種客觀的存在，我們尊重個(gè)體的能動(dòng)選擇，提倡在試誤過程中獨(dú)立解決問題”[8]。因此，批判性思維的養(yǎng)成和創(chuàng)新意識(shí)的提升離不開錯(cuò)誤的反復(fù)發(fā)生。試誤的意義在于它是思維發(fā)展的必不可少的一個(gè)階段，亦是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立精神的有效途徑。波普爾的科學(xué)知識(shí)增長模式告訴我們：科學(xué)和知識(shí)的增長永遠(yuǎn)始于問題、終于問題，錯(cuò)誤正是我們深入問題的福音。

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)過程中，我們不應(yīng)該害怕犯錯(cuò)，過多的擔(dān)心往往會(huì)束縛大膽的思考、擊潰創(chuàng)造的激情。錯(cuò)誤是一種可以利用的教學(xué)資源，學(xué)習(xí)者每犯一次錯(cuò)誤，就離成功更近一步，并獲得不斷地成長與創(chuàng)造。例如：在學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)“酸堿鹽”后的一個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)，考察酸、堿的化學(xué)性質(zhì)以及中和反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)，如果教師按照教材要求按部就班地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)知識(shí)的強(qiáng)化作用并不明顯。教師可以給出3瓶沒有標(biāo)簽的無色溶液（包括不同的酸、堿、鹽），要求學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)桌上提供的藥品盡可能多地設(shè)計(jì)出鑒別方案，通過動(dòng)手挑戰(zhàn)可能的結(jié)果。每個(gè)學(xué)生看待實(shí)驗(yàn)的角度不一樣，選擇路線的方向便會(huì)不同。作為教師不能因?yàn)榕c標(biāo)準(zhǔn)答案或者教材不一致而否定學(xué)生的錯(cuò)誤，應(yīng)當(dāng)將錯(cuò)誤轉(zhuǎn)化為資源，促進(jìn)學(xué)生自我反思與頓悟，從而思考得更加透徹，理解得更加深刻，掌握得更加牢固。

三、DIY式化學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)探究

“做中學(xué)”科學(xué)教育實(shí)驗(yàn)指出：“做”和“學(xué)”是科學(xué)探究活動(dòng)和科學(xué)學(xué)習(xí)，它力求通過學(xué)生提問或教師提出一個(gè)源于學(xué)生生活的問題，讓學(xué)生運(yùn)用全部感官“摸、嘗、看、聞、聽”，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究問題的答案，在探究中逐步構(gòu)架起自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)[9]。無論是自主探究、合作探究還是創(chuàng)新探究，都需要學(xué)生在做中學(xué)習(xí)以解決問題。DIY是深度學(xué)習(xí)中追求學(xué)習(xí)主體對(duì)知識(shí)深度加工的動(dòng)手能力的體現(xiàn)，將其貫穿在實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，可極大擴(kuò)充學(xué)生的能動(dòng)力和體驗(yàn)感。這并不是向其中了注入新活力，而是教師和學(xué)生的主體性得到了回歸與返真?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)合理嵌入DIY理念，既體現(xiàn)了知識(shí)課程與活動(dòng)課程相結(jié)合的特點(diǎn)，也實(shí)現(xiàn)了學(xué)生自己動(dòng)手操作探索與創(chuàng)新的可能性。

（一）動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)

初中化學(xué)知識(shí)在教材上呈現(xiàn)得相對(duì)零散，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生所接觸的只是少數(shù)化學(xué)物質(zhì)和基本原理，因此，初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革的可操作性還是相對(duì)較高的。基礎(chǔ)操作驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，旨在教師站在學(xué)生的立場，在保證實(shí)驗(yàn)室安全的原則下，放開手大膽的讓學(xué)生做實(shí)驗(yàn)。以馬斯洛、羅杰斯等為代表的新人文主義者把人的自我實(shí)現(xiàn)看作教學(xué)的最高準(zhǔn)則，認(rèn)為教學(xué)要使學(xué)生的完整個(gè)性充分展現(xiàn)，教學(xué)活動(dòng)就是學(xué)生塑造完整個(gè)性的、自主的和不受控制的過程。在此過程中，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的探究，學(xué)生得以獲得感性知識(shí)和激發(fā)求知欲。

基礎(chǔ)教育化學(xué)實(shí)驗(yàn)一直強(qiáng)調(diào)學(xué)生親自體驗(yàn)教學(xué)過程，DIY式探究則為教學(xué)活動(dòng)提供了向心力，這種力量把已偏離深層教學(xué)方向的行徑進(jìn)行了糾正。例如過濾實(shí)驗(yàn)，雖然課程目標(biāo)不要求復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)拓展，但是具體的操作仍有較多的細(xì)節(jié)值得關(guān)注。教師千萬不可為了追求加快教學(xué)進(jìn)度而用“說實(shí)驗(yàn)”或者“演實(shí)驗(yàn)”替代了“做實(shí)驗(yàn)”，學(xué)生應(yīng)該動(dòng)手操作儀器學(xué)會(huì)如何制作過濾器、理解什么是“一貼、二低、三靠”。這種混合物的分離方法除了過濾還包括結(jié)晶，不妨“在實(shí)驗(yàn)中引進(jìn)一些研究性的內(nèi)容，完成一些研究性的實(shí)驗(yàn)必將有助于提高學(xué)生的動(dòng)手能力和自主學(xué)習(xí)能力”[10]。因此，動(dòng)手做只是體現(xiàn)學(xué)生能動(dòng)性，動(dòng)腦思考和研究實(shí)驗(yàn)才是強(qiáng)化動(dòng)手能力的表現(xiàn)。

（二）解決挑戰(zhàn)性問題

自新課程改革以來，探究式教學(xué)成了主要的課程研究探索方向之一。這就意味著在化學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)探究時(shí)，要增加探索創(chuàng)新設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比重，有目的地加工實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，才能凸顯DIY式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的根本追求：化學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)教學(xué)運(yùn)用的DIY式，是在“Do It Yourself” 的基礎(chǔ)上走向“Design It Yourself”。教師只有引導(dǎo)學(xué)生制作而不只是做，才能幫助學(xué)生培養(yǎng)自我效能感、樹立創(chuàng)新意識(shí)、完成自我實(shí)現(xiàn)，否則將使學(xué)生逐漸成為因循守舊、唯書唯上、畏縮不前、依附順從的“好學(xué)生”。面對(duì)具有挑戰(zhàn)性的實(shí)驗(yàn)或者課外實(shí)驗(yàn)，教師要在學(xué)生熟悉的化學(xué)學(xué)科基本結(jié)構(gòu)下，進(jìn)行框架類型歸類，鼓勵(lì)學(xué)生從簡單到復(fù)雜，從基礎(chǔ)到提升，步步為營、攻堅(jiān)克難，既要“敢探”，也要“敢究”。

隨著化學(xué)課程學(xué)習(xí)的深入，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ笠仓鸩教岣?。教師?yīng)當(dāng)關(guān)注學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Πl(fā)展，有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，幫助學(xué)生進(jìn)行更高層次的學(xué)習(xí)。對(duì)于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)過程中前人所遺留的縫隙，教師應(yīng)能提出新穎而有價(jià)值的問題，引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、探究真理，在動(dòng)手操作中尋找到問題的癥結(jié)，用批判謹(jǐn)慎的眼光看待實(shí)驗(yàn)并嘗試新的方法。以“原電池原理”相關(guān)實(shí)驗(yàn)為例，將銅絲和鋅片同時(shí)放入稀硫酸中，顯然的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是銅絲表面會(huì)有氣體生成。學(xué)生已知銅絲不與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)，但其表面怎么會(huì)有氣體產(chǎn)生呢？這種認(rèn)知沖突激發(fā)了學(xué)生興趣的同時(shí)，也引出了更多的疑問：這種氣體是什么？什么情況下才會(huì)有氫氣產(chǎn)生？為什么溶液中的氫離子會(huì)在銅絲表面生成氫氣？這就需要學(xué)生進(jìn)行自主設(shè)計(jì)并DIY驗(yàn)證上述問題，把簡單的動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)深入為探究實(shí)驗(yàn)，在歷經(jīng)科學(xué)探究過程后，學(xué)生逐步掌握原電池原理。這樣的任務(wù)具有一定的挑戰(zhàn)性，但同時(shí)又是能夠?qū)崿F(xiàn)的，它們可以是關(guān)于過程的，也可以是關(guān)于結(jié)果的。大多實(shí)驗(yàn)操作都具有可升華的部分，所以我們不能局限于具體教材的桎梏中，而是要跳出思維的定勢。

四、持續(xù)改進(jìn)式化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)監(jiān)控

實(shí)驗(yàn)教學(xué)監(jiān)控是為保證教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，將教學(xué)活動(dòng)作為教育過程的任務(wù)對(duì)象，進(jìn)行計(jì)劃、安排與調(diào)節(jié)。持續(xù)改進(jìn)模式要求對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行整體分析，尤為注重過程質(zhì)量監(jiān)控，持續(xù)完善教學(xué)質(zhì)量管理體系和監(jiān)控指標(biāo)，可以使整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中影響教學(xué)質(zhì)量的各個(gè)環(huán)節(jié)始終處于可控的狀態(tài)。因此，筆者建立了探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)監(jiān)控體系（如圖2），對(duì)該體系的各個(gè)部分實(shí)施教學(xué)監(jiān)控，擬通過全程性證據(jù)收集、循環(huán)性監(jiān)控反饋和持續(xù)性實(shí)驗(yàn)改進(jìn)對(duì)教學(xué)起到監(jiān)督和保障的作用。

（一） 實(shí)驗(yàn)“證據(jù)”收集

“證據(jù)是循證教學(xué)的核心要素，循證教學(xué)之所以能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)的依據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行決策和實(shí)踐的偏失，其關(guān)鍵就在于憑借最佳的、經(jīng)過驗(yàn)證的證據(jù)進(jìn)行決策和實(shí)踐”[11]。因此，在復(fù)雜多樣的教學(xué)實(shí)踐中，必須基于科學(xué)、真實(shí)且有效的證據(jù)，才能夠?yàn)榻虒W(xué)提供更加廣泛和真實(shí)的理論和經(jīng)驗(yàn)，能夠?yàn)榻虒W(xué)提供大量的證據(jù)用以參考、篩選，從而更好地進(jìn)行教學(xué)。從循證教學(xué)角度來看，收集實(shí)驗(yàn)證據(jù)作為教學(xué)的輔助手段，幫助解決教學(xué)中出現(xiàn)的問題，是連接教學(xué)理論與實(shí)踐的一座橋梁。

初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是一個(gè)螺旋上升的結(jié)構(gòu)，它是在一定程度上對(duì)已有結(jié)論進(jìn)行不斷反思的結(jié)果。因而，實(shí)驗(yàn)證據(jù)的收集離不開教師的監(jiān)督評(píng)價(jià)能力和學(xué)生的自我監(jiān)控意識(shí)，收集證據(jù)的方式可以從過程與結(jié)果兩個(gè)方面入手。其一，過程性證據(jù)貫穿于整個(gè)自主式化學(xué)實(shí)驗(yàn)，需要學(xué)生采用元認(rèn)知監(jiān)控策略，找出實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)定位、設(shè)計(jì)思路、操作規(guī)范等問題。其二，結(jié)果性證據(jù)的呈現(xiàn)方式主要是實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)記錄，學(xué)生通過獨(dú)立完成報(bào)告，使教師得出學(xué)生已經(jīng)達(dá)到一定水平的結(jié)論，以此為教師進(jìn)入下一級(jí)別的依據(jù)。

（二）實(shí)驗(yàn)監(jiān)控反饋

如果說實(shí)驗(yàn)全程的證據(jù)收集是為尋找自主式化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的問題，那么當(dāng)問題浮出水面后，我們究其緣由的路徑便是通過實(shí)驗(yàn)監(jiān)控的反饋?；谏疃葘W(xué)習(xí)的化學(xué)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)途徑是展開自主實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、DIY式實(shí)驗(yàn)探究、結(jié)果與討論、完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，構(gòu)成一個(gè)監(jiān)控反饋系統(tǒng)。它們存在的內(nèi)在循環(huán)關(guān)系（如圖3所示）。

實(shí)踐證明，實(shí)驗(yàn)監(jiān)控環(huán)節(jié)對(duì)教學(xué)效果有很大的促進(jìn)作用。深度教學(xué)下的實(shí)驗(yàn)監(jiān)控反饋，是打破常規(guī)的結(jié)果評(píng)價(jià)，并借鑒了步進(jìn)式實(shí)驗(yàn)的核心理念：強(qiáng)調(diào) “邊實(shí)驗(yàn)，邊驗(yàn)證”“邊實(shí)驗(yàn)，邊評(píng)價(jià)”“邊實(shí)驗(yàn)，邊探究”的反饋模式[12]。正如崔允漷先生所說：“讓教、學(xué)、評(píng)三管齊下，教學(xué)是學(xué)習(xí)的過程，學(xué)習(xí)也是評(píng)價(jià)的過程，評(píng)價(jià)的過程也是學(xué)習(xí)的過程?！痹趯?shí)驗(yàn)教學(xué)監(jiān)控體系下教學(xué)環(huán)節(jié)出了任何問題，教師都可以針對(duì)實(shí)驗(yàn)的每一步進(jìn)行教師教學(xué)的“重審視”和學(xué)生學(xué)習(xí)的“再反思”找到問題的癥結(jié)，為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)做好有力的鋪墊，而不是表象的推測。

（三）實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)

課堂教學(xué)是課程改革的落腳點(diǎn)，課堂教學(xué)的改進(jìn)也是進(jìn)行深度教學(xué)的關(guān)鍵性前提?；趯?shí)驗(yàn)全程的“證據(jù)”收集和循環(huán)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)監(jiān)控，實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)是促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)的實(shí)質(zhì)性一步。在完成主要學(xué)習(xí)任務(wù)后，教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行回憶、分析、整合，擴(kuò)展學(xué)習(xí)結(jié)果，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)結(jié)果的體驗(yàn)，從而形成新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，充實(shí)認(rèn)識(shí)能力結(jié)構(gòu)，進(jìn)行后建構(gòu)活動(dòng)。建構(gòu)主義理論告訴我們，構(gòu)想會(huì)有錯(cuò)誤和遺漏，主體性實(shí)驗(yàn)給予了學(xué)生犯錯(cuò)的機(jī)會(huì)，學(xué)生可以對(duì)這些問題做出反饋并改進(jìn)構(gòu)想。具體地說，學(xué)習(xí)活動(dòng)本身即為學(xué)習(xí)者和教師提供了反饋信息，它是了解學(xué)生的“構(gòu)想”或理解質(zhì)量的一扇窗口。比如：實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的整合、路線分析的思路等都有可進(jìn)一步改進(jìn)的方面。

塔弗爾比姆說道：“評(píng)價(jià)的目的不是為了證明，而是為了改進(jìn)?！币诲N定音的評(píng)價(jià)枷鎖，可采用全程性的監(jiān)控教學(xué)記錄來將其打破，不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的同時(shí)也促進(jìn)了學(xué)生的持續(xù)成長。教師可以通過對(duì)學(xué)習(xí)記錄與實(shí)驗(yàn)過程表現(xiàn)進(jìn)行批評(píng)和點(diǎn)評(píng)，引導(dǎo)學(xué)生梳理整合已學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)、總結(jié)和反思實(shí)驗(yàn)策略、診斷實(shí)驗(yàn)問題等，為不斷優(yōu)化化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)做好充分準(zhǔn)備。對(duì)于學(xué)生，持續(xù)改進(jìn)式的監(jiān)督模式可以端正學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的態(tài)度，幫助學(xué)生樹立正確的化學(xué)實(shí)驗(yàn)觀，更加利于學(xué)生自身學(xué)習(xí)反思能力的提升以及學(xué)科素養(yǎng)的養(yǎng)成。只有學(xué)生親歷真正的化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，才能深度領(lǐng)會(huì)評(píng)價(jià)的內(nèi)涵意義，這樣的學(xué)習(xí)才是真實(shí)且有效的。

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（責(zé)任編輯：滕一霖）