中学化学实验研究课题来源及发展趋势

高 成 姜同绚

（1西华师范大学化学教育研究所 四川 南充 637009；2西南大学教育学部 四川 重庆 400715；3西华师范大学文学院团总支 四川 南充 637009）

随着化学课程改革的深入推进，可以说以化学实验为基础的化学学科能否实现提高学生科学素养的关键因素之一，就是教师自身的化学实验素养。化学学科性质决定了化学课程改革必然对化学教师提出了更高的要求。作为一名化学教师必须具备不断在自己的实验教学中发现问题，并开展化学实验研究的能力。教师开展化学实验研究的前提即为能够学会自己选题。因此，探讨化学教师化学实验研究课题的来源及发展趋势就非常具有现实意义。

一、化学实验研究的内涵

在化学课堂教学当中，化学实验既是化学课堂教学的基本内容，也是化学教学基本途径和手段。教师作为化学实验教学的实施者，不仅要能够通过化学实验教学启迪学生的科学思维，训练学生的科学方法，培养学生的科学态度，更为重要的是通过化学教学实验来让学生体会科学的本质，学会如何通过化学实验来进行科学研究。在如今深化课程改革的背景下，化学实验在化学教学中发挥着最为重要的作用。作为一名化学教师，不仅要会做化学实验，会教化学实验，更要学会自己研究化学实验。教师在化学实验教学中担当的角色也必须发生转变，由传统的单一的组织实施者，转变为化学实验的组织实施者与研究者的双重角色。

教师所开展的化学实验研究有别于化学家在科研活动当中所开展的化学实验研究。从实验研究的目的来看，化学教师实验研究的目的是为了改进化学教学效果，是为实现化学教学目标服务的。而科学家所开展的化学实验研究是以研究、认识人类未知的化学事物或其规律为主要目的的。从实验研究中所使用的仪器设备来看化学教师所使用的也远不如科学家所使用的先进。在此，我们所说的化学实验研究的主体定位于中学化学教师。教师成为化学实验研究者本身也有其独特的优势。中学化学教师拥有丰富的教学经验，是最容易发现实验教学中存在的问题。同时，一线教师也是对于实验问题解决效果好坏的第一实践者和检验者。因此，教师应该成为化学实验研究者。

基础教育课程改革之后，中学化学实验从内容、体系、呈现方式、培养目标和要求到教育思想、理念等都发生了很大的变化，这些变化在具体的教学中怎么实施才能取得较理想的效果，都需要深入而系统的研究。对化学教师来说，从事实验研究是促进其专业发展的重要手段。化学教师只有亲自从事实验及教学研究，才能更好地培养研究能力并养成科研习惯。中学的化学实验一般具有较强的直观性和可靠性。多年来经过无数次重复，人们积累了大量成功的经验与失败的教训，按理说应该达到“炉火纯青”了，但事实并非如此，很多实验仍然在不断被完善、改进、改造、取代、补充。这样一来对一线教师也提出了巨大的挑战。由于一些化学教师缺乏敏锐的观察力和较高水平的实验研究能力，教师在实验研究方面还只是停留于经验的层面，在实验研究理论的总结和提炼以及运用化学专业理论知识进行问题解决方面的能力还有待提高。教师对于什么是化学实验研究还没有深刻的认识。要知道中学化学实验研究也是一种研究活动。而且，是一种以教师为主体，以改进教学中的化学实验效果为手段，以实现教学目标为目的的研究活动。概括地说：化学实验研究即教师为了实现化学教学目标，通过不断对化学实验的内容、装置、仪器、试剂、操作、反应条件等实验要素进行改进以优化化学实验的研究活动。

二、化学实验研究课题来源

化学实验研究课题的来源有很多，可以从文献阅读中产生，也可以从新闻热点问题中产生，还可以从各级各类项目申报指南中产生等等。但是，对于一般化学教师来说，化学实验研究课题主要是教师在自己实验教学实践中遇到的具体问题为来源。因此，本文主要探讨一线教师在自己教学实践中的化学实验研究课题的来源。从课题在实践中产生路径的不同可有以下几种来源：

1.课标及教材当中的实验

通过对初高中化学课标及教材的分析，会发现在化学实验系列中，实验内容很多都需要重新进行研究与探索。如对于修订后颁布的义务教育化学课程标准中，对于活动与探究建议中涉及到的许多实验如：设计实验证明加热碱式碳酸铜有新物质生产；燃烧条件的实验探究；设计实验探究农药、化肥对人类是利多还是弊多等等许多实验［1］都可以作为教师化学实验研究课题来源。此外，即使是对于教材中的实验，教师也可以对其进行改造或改进。这都为中学化学教师开展化学实验研究提供了大量的课题。

2.化学实验过程中的“异常”现象

化学教师只要是一位有心人，就会发现在化学实验的预实验过程中会有很多实验效果不佳。即使是按照课本的实验步骤去做，也仍然得不到理想的效果。这时教师若不放弃，而是带着研究的眼光对待之，则可能发现一个好的研究课题。例如，教师在演示铁丝与硫酸铜溶液的反应时，按照传统的实验方法在硫酸铜溶液的试管中放入一根洁净的铁丝来做该实验。然而，教师若真去做，会发现效果并不好。看不到暗红色的铜，短时间内也看不见溶液变浅绿色。到底是什么原因呢？如何改进呢？这样就产生了问题，这个问题对于教师自己来说就是一个潜在的研究课题。“异常”现象并非“无规可循”，而是在现象背后隐藏着学生所未知的原理。［2］在遇到“异常”现象时，教师通过文献检索对已有研究进行分析后会有两种情况，一种是前人已有很多好的方法对该问题进行了解决，自己在验证别人实验的过程中若认同别人的研究，则可以将其内化为自己的经验。另一种情况是已有研究没有人对“异常”现象进行探讨，或即使有研究也仍需对其进一步完善。此时若该“异常”实验问题具备了科学问题的结构特征、对中学化学实验教学具有积极意义、具有新颖性与创新性同时该问题的解决具有可能性这几个标准。［3］那么该问题就可以作为一个真正的课题去研究了。

3.学生所提的问题

学生会有许多与化学实验相关的问题。学生问题的来源也多种多样，可能是来源于生活中的化学现象、自己做的假想实验习题、自己实验过程中的疑惑等等。如学生问为什么SO2通入FeCl3溶液不像理论上所说的溶液变成浅绿色?石灰石与盐酸反应会生成Ca（HCO3）2吗?二氧化硫和氯气都有漂白作用。若把二者以等物质的量混合，让混合物通过湿的有色布条时，其漂白效果如何呢？总之，教师不要忽略学生所提问的任何实验问题，很可能学生的问题就是一个值得研究的实验课题。

4.化学实验研究理论的困惑

理论上的缺位与不足，必然导致实践上的盲动。化学实验研究缺乏扎实的理论支撑，同时化学实验的理论研究也是目前国内化学实验研究所最为欠缺与薄弱的。若想从根本上改变实验设计现状应加强实验设计的理论研究。［4］一线教师不能仅停留于具体实验操作层面的研究，也要不断拓宽化学实验理论研究的视野。针对一些化学实验研究遵循哪些方法论、化学实验设计的创新模式有哪些、实验研究的策略有哪些等等理论问题的研究也是化学实验研究的新课题。

三、化学实验研究课题的发展趋势

1.生活化、绿色化、微型化研究是主要趋势

体现生活化的实验可以充分调动学生学习化学的积极性，让学生体会到化学的作用与价值。如蔬菜、水果中的维生素含量的测定实验与学生生活联系紧密，能增强学生学习化学的趣味性。化学实验的绿色化从源头上防止了污染，对学生具有重要的教育作用与现实意义，是国际上化学实验教学发展的共同趋势。同时，化学教师树立起绿色化学课程意识符合时代的诉求，也是教师主体地位的提升的表现，更是绿色化学课程行为的保障。［5］因此，教师在化学实验研究中应以实验的绿色化为准则。实验的微型化可以把一些演示实验转化为学生实验，随堂实验或家庭实验。由于其安全、用药量小，很适合目前我国的国情。实验的微型化也是化学教师开展实验研究的一大趋势。

2.新材料、新方法、新手段、新设计、新组合的引进研究

随着塑料、有机玻璃、压电陶瓷、电子器件等材料的应用以及燃气、电热、光波、电弧、电火花、电磁、微波、激光等能量传递手段的应用，化学实验在直观、安全、快速等方面有明显的改进。信息技术、手持技术等现代实验手段与化学实验结合的研究等也是化学实验研究的必然趋势。

3.实验研究体现一定的探究性

对于一些探究性实验的研究，形成较成熟的体系，可以让学生在做这些探究性实验的过程中来学习科学探究，在使用科学方法的过程中学习方法，从而形成对科学本质的深刻认识。探究性实验是由学生自己运用实验手段，探索未知的现象或数据，并在获得现象的基础上概括出实验结论的一类实验形式。［6］主要是针对验证性实验而提出来的。在化学课标中有大量的探究性实验课题，如探究铁制品锈蚀的条件；了解或实地调查饮用水源的质量和水净化处理的方法等等。

4.加强化学实验研究的元研究

加强化学实验研究的元研究也即为对化学实验研究的研究。其中主要研究一些关于化学实验研究的理论，目前关于中学化学实验研究的理论基础是非常薄弱的，大部分研究还停留在经验层面。化学实验研究的理论是指在化学实验研究过程中的一些固有规律。它们是开展好化学实验研究的前提与基础。加强化学实验研究的元研究要以新的实验研究观来指导实验研究。即要研究体现出化学实验的方法论、认识论、价值论方面的问题。实验方法论是关于实验的一般过程和方法的理论，对所有实验活动都具有指导作用。实验认识论是探讨实验认识的本质、前提、基础、发展规律等问题。从认识论的角度来看不同的实验观有着本质的不同，实证主义关注的是实验本身而非学生，否证主义则从学生的背景知识出发，强调学生在自己背景知识基础上，通过实验来进行学习。［7］实验价值论主要研究实验对于学生主体的发展有何意义等问题。此外，化学实验元研究还要关注实验研究的策略、方法、理论基础等问题。

［1］ 中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准［S］.北京：北京师范大学出版社.2011.2

［2］ 孙丹儿，王祖浩.化学教师实验研究选题的新视角［J］.上海教育科研，2009，（2）：91-93

［3］ 吴俊明.中学化学实验研究导论［M］.南京：江苏教育出版社，1997，48-49

［4］ 周青，刘建青，杨辉祥.我国目前中学化学实验研究述评［J］.化学教育，2005，（1）：14-16

［5］ 高成，李鹤亭.绿色化学课程意识及其课程设计方法论［J］.化学教育，2005，（6）：13-15

［6］ 王磊.中学化学实验及教学研究［M］.北京：北京师范大学出版社，2009.33

［7］ 刘瑞，郑长龙，姚金月.实验与科学学习—一种认识论的反思［J］.化学教育， 2010，（9）：6-8