中學(xué)微型化學(xué)實驗論文

時間:2022-08-06 11:34:56

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中學(xué)微型化學(xué)實驗論文

1問題的提出

20世紀80年代中期美國化學(xué)家提出微型實驗(Micro-scaleExperiment或Micro-scaleLaborato-ry)概念,并在大學(xué)和中小學(xué)推廣微型實驗,美國的化學(xué)教育雜志(JournalofChemicalEducation)為此還開設(shè)了微型實驗專欄,報道微型化學(xué)實驗的研究成果,促進了微型化學(xué)實驗在世界范圍的推廣。與常規(guī)實驗相比,微型化學(xué)實驗的優(yōu)點在于節(jié)省實驗藥品用量的數(shù)倍甚至數(shù)十倍,而隨著藥品用量的減少,實驗產(chǎn)生的廢液和廢氣也將降低80%以上[1]。作為一種新型實驗手段,微型化學(xué)實驗具有綠色環(huán)保、操作便捷等特點,并且它在開展實驗探究活動,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力方面有著獨特的作用,符合新課程倡導(dǎo)的綠色化學(xué)思想和科學(xué)探究理念。經(jīng)過在國內(nèi)20余年的研究和推廣,微型化學(xué)實驗已經(jīng)有了大量成果,這些成果主要涉及微型實驗教學(xué)功能的理論和實踐分析,化學(xué)實驗的微型化設(shè)計和創(chuàng)新,運用微型實驗設(shè)計探究活動等方面。廣西于20世紀90年代中后期引入微型化學(xué)實驗,并在化學(xué)師范生培養(yǎng)和教師職后培訓(xùn)等方面做了相關(guān)的探索,在中學(xué)領(lǐng)域,微型實驗作為化學(xué)實驗改革的舉措之一,在解決實驗條件不足,提高實驗開設(shè)率,推進實驗教學(xué)等方面發(fā)揮了重要作用。2000年在昆明召開的第五屆微型化學(xué)實驗研討會,激發(fā)了中學(xué)化學(xué)教師的研究興趣,也加速推進了微型化學(xué)實驗在廣西、云南等西部省份的實施??傮w上看,微型化學(xué)實驗在我國已取得了可喜的發(fā)展,但是在中學(xué)的推廣應(yīng)用依然不夠理想,仍然存在著“研制者熱,使用者冷”的局面[2]。影響微型化學(xué)實驗在中學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的原因是多方面的,其中教師對它的認識、理解和實踐行為是重要因素之一。為了發(fā)現(xiàn)微型化學(xué)實驗在教學(xué)實踐中的困難和問題,以更好地應(yīng)對、解決這些問題,我們從中學(xué)教師的角度開展調(diào)查研究。

2調(diào)查對象及方法

本次調(diào)查對象來自廣西全區(qū)14個地市的化學(xué)教師,包括各地區(qū)參加骨干教師培訓(xùn)的初、高中教師,以及部分在職研修班的學(xué)員,調(diào)查對象的基本情況如表1所示。調(diào)查采用無記名問卷調(diào)查的方式,結(jié)合對部分教師的訪談,調(diào)查問卷共發(fā)放180份,回收有效問卷164份,有效率為91.1%。調(diào)查對象以中青年教師為主,年齡集中在30~45歲之間,該年齡段的教師也是化學(xué)教師隊伍的生力軍。從學(xué)歷層次來看,大多數(shù)是大學(xué)本科學(xué)歷,研究生(含研究生班和碩士)畢業(yè)的占9.2%。從教師的職稱上看,中級和高級職稱分別占64%和31.1%。此外,初、高中化學(xué)教師各占43.9%和56.1%。

3調(diào)查的內(nèi)容

問卷的內(nèi)容包括5個方面:(1)對微型化學(xué)實驗的認識和理解;(2)微型化學(xué)實驗在教學(xué)實踐中的應(yīng)用;(3)微型化學(xué)實驗對學(xué)生能力發(fā)展的作用;(4)教學(xué)實踐中微型化學(xué)實驗的困境;(5)對微型化學(xué)實驗發(fā)展的期望。另外,結(jié)合教師回答問題的情況設(shè)計并實施了非結(jié)構(gòu)性訪談,以便全面深入地了解教師對微型化學(xué)實驗的認識觀念、應(yīng)用現(xiàn)狀和前景期待。

4調(diào)查結(jié)果分析

4.1對微型化學(xué)實驗的認識和理解

從表2可以看出,化學(xué)教師對微型化學(xué)實驗均有不同程度的了解,其中大多數(shù)教師對微型實驗了解較多,說明微型實驗通過多年宣傳推廣,已經(jīng)被廣大中學(xué)化學(xué)教師所熟悉。教師接觸和學(xué)習(xí)微型實驗的渠道比較廣,其中最主要途徑是參加相關(guān)培訓(xùn)和閱讀期刊雜志,這說明在很多教師培訓(xùn)中,微型化學(xué)實驗已成為培訓(xùn)內(nèi)容的一部分,許多教師從期刊雜志上學(xué)習(xí),與同行的相互交流中了解微型實驗,特別是近年來化學(xué)教育教學(xué)領(lǐng)域的重要學(xué)術(shù)期刊,如《化學(xué)教育》、《化學(xué)教學(xué)》等在新課程實施以來每年都刊發(fā)了一定數(shù)量的關(guān)于微型化學(xué)實驗的研究論文[3],在宣傳報道微型化學(xué)實驗研究和教學(xué)實踐成果推廣方面發(fā)揮了重要的引領(lǐng)作用。

4.2微型化學(xué)實驗在教學(xué)實踐中的應(yīng)用

微型化學(xué)實驗在當前教學(xué)實踐中的應(yīng)用情況統(tǒng)計如表4、表5所示。調(diào)查中發(fā)現(xiàn),在化學(xué)教學(xué)中經(jīng)?;蛴袝r運用到微型實驗的學(xué)校和教師個人約占40%,還有近60%的學(xué)?;騻€人在教學(xué)中較少運用,這說明微型實驗在化學(xué)教學(xué)中的使用率總體偏少。筆者通過訪談進一步了解到,有些學(xué)校和教師個人還處在實驗教學(xué)的嘗試和探索中,考慮到其他外界因素影響,目前很少在日常教學(xué)中使用。然而,不少教師在教學(xué)研討和教學(xué)比賽中使用微型化學(xué)實驗,這說明在教學(xué)研討課上,微型實驗作為一種新的實驗技術(shù)和手段受到普遍歡迎,并值得同行們交流和學(xué)習(xí)。我們通過分析當前的優(yōu)質(zhì)課、比賽課等一些高水平的教學(xué)活動,可以看到微型化學(xué)實驗經(jīng)常會成為實驗活動設(shè)計的亮點得到專家和老師們的好評,說明微型實驗作為一種創(chuàng)新型的實驗手段已被大家認可,這也是對推廣微型化學(xué)實驗的一種積極引導(dǎo)。值得我們深思的是,既然微型化學(xué)實驗已經(jīng)得到化學(xué)教師的認同,為何日常教學(xué)中卻并不多見?通過訪談發(fā)現(xiàn),除了一些客觀原因外,教師的教學(xué)觀念和思維惰性仍然是主要制約因素,要讓教師由觀念上的理解認同轉(zhuǎn)化為行為上自覺實施仍有很長路要走。微型實驗不同于常規(guī)實驗的特點實際已蘊含了創(chuàng)新元素,在教學(xué)實踐中教師可以進行不同層次、不同角度的創(chuàng)造性運用。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn),能自行設(shè)計制作微型實驗裝置的教師非常少,只有3.7%,能對課本中常規(guī)實驗進行微型化改進的也只有9.8%,大多數(shù)教師還處于對已有實驗儀器裝置上改進操作和借鑒他人經(jīng)驗進行實驗的水平,這說明中學(xué)化學(xué)教師在微型化學(xué)實驗的創(chuàng)新運用能力上還有待提高。

4.3微型化學(xué)實驗對學(xué)生能力發(fā)展的作用

在調(diào)查中可看出,認為微型實驗?zāi)芴岣邔W(xué)生的動手能力、實驗探究能力、實驗創(chuàng)新能力的教師占了90%左右。這也說明了微型實驗由于器材微型化、生活化,便于操作和攜帶,藥品耗費少,適合學(xué)生實驗等特點,在提高學(xué)生實驗?zāi)芰Ψ矫婢哂幸欢▋?yōu)勢,尤其是微型實驗器材來源廣泛、裝置靈活多變的特點對培養(yǎng)學(xué)生的實驗創(chuàng)新精神和創(chuàng)新實驗設(shè)計能力上可以發(fā)揮重要作用。

4.4教學(xué)實踐中微型化學(xué)實驗的困境

微型實驗在國內(nèi)推廣實施已20多年,但一直進展緩慢,從總體上說明了微型實驗在教學(xué)實踐中遇到了一些困難,這從調(diào)查中也得到了印證。這些困難主要為:實驗器材、參考資料、實驗技術(shù)的缺乏;相關(guān)培訓(xùn)不夠;教學(xué)時間有限;考試評價不夠重視等,特別是多數(shù)教師反映了教學(xué)時間有限和考試評價不重視是當前推廣微型實驗最主要的困難。這說明目前中學(xué)化學(xué)教學(xué)任務(wù)太重而將教師的教學(xué)時間限制在教材中已有的實驗上。另一方面現(xiàn)行的化學(xué)考試評價對微型化學(xué)實驗不夠關(guān)注也在很大程度上影響了教師的積極性,從而影響了微型實驗的推廣應(yīng)用。

4.5微型化學(xué)實驗應(yīng)用前景及個人期望

盡管當前存在一些困難,但大多數(shù)化學(xué)教師對微型實驗的前景依然看好,并充滿著個人期待。調(diào)查中有38.4%的教師對微型實驗的前景非??春?,48.2%的教師比較看好它的前景,眾多化學(xué)教師已意識到微型實驗必將成為化學(xué)實驗發(fā)展方向之一,對微型實驗的發(fā)展持樂觀態(tài)度。在調(diào)查教師個人期望時有37.2%的人表示會多學(xué)習(xí)微型實驗技術(shù),并在教學(xué)中盡可能多運用,45.7%的人表示會關(guān)注微型實驗的發(fā)展,較多地應(yīng)用于教學(xué)。這說明大多數(shù)教師愿意參與微型實驗的推廣和應(yīng)用,以此推動微型實驗的發(fā)展。

4.6教師的建議

調(diào)查中我們設(shè)置了“教師對微型實驗推廣應(yīng)用的個人建議”開放性問題,許多教師提出了自己的建議,主要概括為:課程中增加微型化學(xué)實驗內(nèi)容;增加微型化學(xué)實驗軟硬件設(shè)施的配備;增加實驗教學(xué)的時間;加強對教師應(yīng)用微型實驗教學(xué)的指導(dǎo)和培訓(xùn);改變現(xiàn)行的紙筆測驗考查實驗?zāi)芰Φ姆绞降取?/p>

5結(jié)論

通過調(diào)查與分析可知,微型化學(xué)實驗通過在國內(nèi)20余年的發(fā)展,中學(xué)教師通過不同渠道熟悉或了解了微型化學(xué)實驗,其功能與作用已被大多數(shù)化學(xué)教師認同;在實踐層面,教師在日常教學(xué)中運用微型化學(xué)實驗偏少,多數(shù)人只是在教學(xué)比賽和教研活動中運用,教師應(yīng)用微型化學(xué)實驗還未上升為自覺性行為;教師在教學(xué)中對微型化學(xué)實驗的創(chuàng)新運用意識和能力還有待提高;微型化學(xué)實驗在教學(xué)推廣實施中的困難較多,主要在于教師得到的指導(dǎo)和培訓(xùn)不足,教學(xué)時間限制和考試評價導(dǎo)向等因素影響;盡管當前存在著一些困難,但是中學(xué)教師對微型化學(xué)實驗的前景普遍看好,大多數(shù)教師表示將會更多地關(guān)注并學(xué)習(xí)微型實驗并將其應(yīng)用于教學(xué)中。6討論及建議近20年來,我國微型化學(xué)實驗雖然獲得了較大的發(fā)展,但是在教學(xué)實踐中的推廣運用比較緩慢,遇到的困難和問題不容忽視,為推動它在中學(xué)化學(xué)教學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展,筆者在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上提出以下建議。

(1)開展中學(xué)微型化學(xué)實驗教學(xué)實踐研究

微型化學(xué)實驗在學(xué)生的科學(xué)探究活動中具有獨特的優(yōu)勢,但在教學(xué)實施的操作層面還存在一些問題,如怎樣將微型實驗用于演示實驗、學(xué)生探究實驗中,如何設(shè)計適合課程內(nèi)容的微型實驗等,這些問題需要開展相關(guān)的教學(xué)研究去解決。各級教研部門都應(yīng)鼓勵化學(xué)教師作為主要參與者進行研究,這些研究可以包括實驗設(shè)計創(chuàng)新,如實驗過程的改進、實驗裝置的微型化、生活化創(chuàng)新等;也包括教學(xué)應(yīng)用研究,如運用微型化學(xué)實驗開展實驗的認知性研究[4],以及對培養(yǎng)學(xué)生探究能力、創(chuàng)新思維的功能與作用研究。

(2)加強對中學(xué)教師的培訓(xùn)和指導(dǎo)

目前中學(xué)教師缺乏微型化學(xué)實驗的相關(guān)技術(shù)及應(yīng)用經(jīng)驗,特別新技術(shù)賦予微型化學(xué)實驗新的內(nèi)涵。如現(xiàn)代傳感技術(shù)、顯微技術(shù)與傳統(tǒng)微型實驗的結(jié)合,已經(jīng)與傳統(tǒng)微型實驗理念中的“簡、易”有所不同[5]。因而,組織相關(guān)的培訓(xùn)和指導(dǎo)十分必要?,F(xiàn)在國內(nèi)一些高校如杭州師大、南京師大、廣西師大等師范院校多年來在微型化學(xué)實驗領(lǐng)域進行了一系列研究,并取得了不少的成果,師范院??衫米陨淼难芯績?yōu)勢與教師職前教育和職后培訓(xùn)結(jié)合起來,將微型化學(xué)實驗成果融入教師職前教育和職后培訓(xùn)中,提高中學(xué)教師對微型化學(xué)實驗的研究和教學(xué)應(yīng)用能力。

(3)開發(fā)與利用微型化學(xué)實驗資源

實驗教學(xué)資源是實施微型化學(xué)實驗的重要載體,開發(fā)適當?shù)慕虒W(xué)資源可以解決中學(xué)教師困惑于對實驗內(nèi)容選擇的難題。新課程3個版本的化學(xué)教材都已開設(shè)了實驗探究活動欄目,增加了開放性的實驗內(nèi)容,化學(xué)教師可以圍繞“提高學(xué)生科學(xué)探究能力”這一主旨,在教學(xué)中開發(fā)一些具有地域特色的實驗課程資源,設(shè)計實驗探究的主題、內(nèi)容、活動方式,這些微型實驗資源的開發(fā)將促進中學(xué)微型化學(xué)實驗的實施。

(4)發(fā)揮教學(xué)評價的引導(dǎo)和促進功能

新課程強調(diào)建立促進學(xué)生全面發(fā)展、教師不斷提高的評價體系,但現(xiàn)行的評價方式仍然以考試評價為主,對微型化學(xué)實驗的開展實施有一定的制約。當前的中考、高考指揮著化學(xué)教學(xué),由于考試中很少涉及微型化學(xué)實驗內(nèi)容,使得很多教師即便對微型化學(xué)實驗感興趣,在實踐中也動力不足。值得欣喜的是,已經(jīng)有部分省市或地區(qū)的中、高考題中加入了微型化學(xué)實驗內(nèi)容的題,如2008年上海高考12題,2009年重慶市和廣東肇慶市等地的中考也都涉及到了微型化學(xué)實驗題型,隨著考試評價的關(guān)注,微型化學(xué)實驗的教學(xué)應(yīng)用將得有力的促進。因此,建議在各類化學(xué)考試中增加一些微型實驗內(nèi)容,特別是增加考查學(xué)生自主設(shè)計實驗、實驗探究的試題,讓學(xué)生可運用微型實驗方法去解決這些問題,這樣有利于化學(xué)實驗向靈活化、微型化轉(zhuǎn)變。此外,對教師教學(xué)能力的考評也應(yīng)增加實驗教學(xué)創(chuàng)新的內(nèi)容,以激勵教師從事微型實驗的研究和教學(xué)實踐。以綠色環(huán)保、操作簡單、實驗創(chuàng)新為主旨的微型化學(xué)實驗已經(jīng)成為化學(xué)實驗的重要組成部分,符合當前時展的需要。這一新的實驗手段和方法在中學(xué)教學(xué)中已經(jīng)顯示了其生命力,但還需要我們投入更多精力和智慧,相信在廣大研究者、中學(xué)師生的共同努力下,一定能突破發(fā)展的瓶頸。

作者:唐勁軍1,2黃瓅2王凡3工作單位:1.北京師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院2.廣西師范大學(xué)3.廣西柳州市第一中學(xué)