中学化学实验研究课程的实验-教学相结合三阶段教学模式初探——基于免费师范生化学实验教学能力现状调查

蔡小蔓 张文华

(华中师范大学化学教育研究所 湖北武汉 430079)

1 问题的提出

作为免费师范生的专业课程之一，中学化学实验研究是免费师范生走上中学教学岗位之前的一门实验技能综合训练和实验教学能力培养的必修课[1]。新课标的基本理念是：“通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学探究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力[2]。”高等师范院校作为输送教师的重要基地，理应接受基础教育改革的新理念，走在教育改革的前沿。因此，高等师范院校很有必要加强对免费师范生职前化学实验教学能力的培养，为免费师范生走上教师岗位后能迅速成长为高素质的教师奠定基础。

2 总体规划

实验-教学相结合的三阶段实验教学模式总体规划见图1。

图1 实验-教学相结合的三阶段实验教学模式总体规划图

3 调查概况

为了能测试化学专业免费师范生的实验教学能力，我们根据我院中学化学实验研究课程的教学大纲及要求，尝试按照三阶段实验教学模式安排了第一阶段的基础化学实验教学，具体安排了以下3个实验：① 氢气的制备和性质实验；② 钠的性质实验；③ 中学化学实验教学技能训练一。其中前两个实验是让学生进行中学化学实验的基本操作训练；第3个实验是通过微格教学的方式训练学生的化学实验教学能力。经过这3个实验后，笔者利用做实验助教的机会，用事先编制好的“免费师范生中学化学实验教学能力问卷”进行调查，测试学生的实验教学能力。调查问卷的编制是在实验的基础上，按照教育科研方法中关于问卷编制的方法完成的。在此问卷中，根据中学化学实验教学能力的结构，从实验操作能力、实验讲解能力、实验设计能力、实验研究能力、实验评价能力这5个方面编制了30个题目。本次问卷调查的对象为我校2008级化学专业免费师范生，在181名学生中随机抽取150人进行问卷调查，共收回问卷129份，其中有效问卷120份，有效回收率为80%。

除此之外，还对本专业的2名实验教师和1名实验员进行了访谈。

4 统计结果分析4.1 实验教学能力现状与对策分析

随着基础教育改革的不断深入和新课程理念的不断渗透，越来越多的师范生对中学化学实验研究这门课有了更深的认识，在参加问卷调查的师范生中，绝大部分人认为中学化学实验研究课程对培养自己成为一名中学化学教师具有重要性。

4.1.1 主要问题排序

问题：您在第3次实验课(即中学化学实验教学技能训练一)中遇到的最大问题是______；其次是______；再次是______。

1 教案编写有困难 2 实验操作不熟练 3 实验讲解不清晰 4 结果与原理分析不透彻 5 教学时间把握不当 6 演示程序混乱 7 教态不自然 8 化学用语不规范

对这道题的调查结果见表1。

表1 师范生在实验教学训练中遇到的主要问题

表中括号内的数字表示加权权重。

从对选项加权之后的百分比进行排序可知，免费师范生职前最薄弱的环节体现在实验讲解、实验教学设计及实验操作这3个方面。很多学生自己会做实验，但是边实验边讲解的能力相对不足。由于就业后越来越多的教师选择以实验视频来代替演示实验，这就使得化学教师的实验讲解能力提高较慢，因此在师范生的职前培养阶段注重实验讲解能力的培养就更加重要。笔者建议在免费师范生的实验过程中，应有意识地培养其边实验边讲解的能力，并逐步提高化学用语使用的规范性，或者对照实验视频多进行模仿练习。

4.1.2 制约因素分析

问题：您认为制约您学习中学化学实验研究这门课程的最主要因素是______；其次是______；再次是______。

1 实验室条件 2 实验师资 3 教师教学方法 4 自身能力 5 该课程内容体系 6 课时分配 7 多媒体技术 8 其他

对制约因素的调查结果见表2。

表2 师范生在学习中学化学实验研究课程中的3个主要限制因素调查结果

表中括号内的数字表示加权权重。

通过加权分析发现，最主要的3个制约因素分别是该课程内容体系、实验室条件、自身能力。由于这门课之前没有要求统一教材，是由教师提前将实验讲义发给学生，因此学生对课程的内容体系不了解。鉴于这一结果，实验教师补充了对中学化学实验研究课程体系的详细介绍。另外本校实验室条件还有待改善；由于调查结果显示学生的自身能力也是制约其学习的主要因素之一，建议学生做好预习、实验、课后反思3个环节，提高自身的实验能力。

4.1.3 学习效果评价

通过对师范生学习效果的调查发现，每个学生提高的方面存在差异，具体情况见表3。通过对一些学生的访谈发现，有一些学生认为实验教学能力需要在走上教师岗位后通过实际演练才能获得提高，而中学化学实验研究课无法使其受益。

从表1可以看出，实验讲解能力是师范生的薄弱环节。学生可以通过中学化学实验研究课程的学习在这方面得到很大的提高；对于实验设计能力和实验操作能力方面也是如此。这说明当前的中学化学实验研究课程有必要进一步建设和完善。

4.2 具体实验教学能力现状与对策分析

为了解师范生各项具体实验教学能力的现状，通过一道判断题的一系列描述，让被调查的学生判断自己与描述的符合程度，根据5个维度进行表述(5表示很符合；4表示符合；3表示说不准；2表示不符合；1表示很不符合)，最后求平均分。平均分越高，表示师范生该项相应的能力越强。调查的具体排序如表3所示。

表3 师范生各项具体实验教学能力调查结果

得分最低的3项分别是：Q13：每次实验都有改进实验方案的想法;Q19：能描述实验操作，但是操作起来有困难;Q28：能将生活中的趣味实验引用到教学中。

得分最高的3项分别是：Q26：对于实验后的废液，都会妥善处理;Q11：在H2还原CuO的实验中，采用科学探究的方法来进行;Q27：熟悉仪器的使用注意事项和操作方法。这3项是师范生乃至化学教师都必备的实验教学能力，需要进一步重视。

4.3 科学探究能力现状分析

科学探究是新课程改革的亮点之一，这里将科学探究的两道题目拿出来进行单独分析。

对师范生的科学探究能力的现状分析主要是从两个方面进行，第一是师范生本身的科学探究能力，第二是师范生在实验教学中通过科学探究来组织教学的能力。通过Q5(Q5内容为：在实验过程中，您一般是______。① 照方抓药，完成实验任务；② 在完成实验任务后进行一定的探究性实验；③ 有时候连实验任务都无法完成；④ 其他)的结果分析可得，42.5%的学生在实验完成后进行一定的探究性实验；但是在后续的中学化学实验教学技能训练二(氢氧化亚铁制备的探究性教学)中，通过对学生的访谈发现，有一些学生并不知道科学探究的步骤，只有极少数的学生在实验教学过程中能将科学探究准确地应用到教学中。笔者分析存在差异的原因是：教师在讲解氢气还原氧化铜的实验时，强调让学生尝试采用科学探究的方法来进行，因此学生有了这种意识，但是在“氢氧化亚铁的制备”这个专题的实验微格训练中，由于教师没有提前要求，所以师范生在训练中采用科学探究方法的就很少。由此可以看出学生的科学探究意识还有待进一步提高并应用到实际教学中。

5 实施实验-教学相结合三阶段实验教学模式的建议

(1) 加强课程联系，着眼化学基础实验。

化学专业免费师范生在学习中学化学实验研究课程之前，已经修读了无机化学实验、分析化学实验、物理化学实验、基础有机化学实验等，但是通过对学生的访谈发现，这些实验课的修读并没有对现在的实验教学产生很大的帮助。笔者建议，师范院校应加强实验教学与化学基础实验课程的联系，让学生在化学基础实验课程中明确自身的角色，规范实验操作，为中学化学实验教学打下坚实基础。

(2) 渗透新课程理念，深化实验教学改革。

通过访谈发现，实验教师虽熟知新课程理念，但对如何将新课程理念渗透到实验教学改革中，仍是中学化学实验研究课程教师面临的困惑。笔者建议可以吸收优秀中学化学教师加入到实验教学中来，将大学教师的理论基础和中学教师的新课程改革的实践相结合，共同努力深化师范院校的中学化学实验教学改革。

(3) 注重及时评价，确保评价方式多元化。

通过对实验指导教师的访谈及自身的助教经历，笔者发现，在理论教学中，我院实验教师能及时对学生在实验报告和教案中出现的问题进行整体性评价或个别评价，大多数学生觉得自己的教学设计能力得到了很大的提高，同时能将前一学期所学习的化学教学论和中学化学教材分析这两门课的知识应用到实验中来。在实践环节，每个实验室至少配备一名指导教师或助教，对学生在实验操作中出现的问题进行及时的纠正。

在评价方式上，既有教师的评价，也有学生的自评和学生间的互评。在两次实验微格训练中，都是采取学生互评给每位组员打分，最后由实验教师通过观看视频进行评价的方式来确定学生的最终得分。在实验微格训练中，学生通过互评也使自己的教学评价能力得到了提高。

6 师范生在学习中应注意的问题

(1) 找准自身定位，立足教师专业发展。

从调查结果发现，仍有小部分学生没有明确中学化学实验研究这门课对成为一名化学教师的重要性，由此说明这些学生还没有明确自己的角色定位，还没找到要成为一名合格的中学化学教师应该努力的方向。因此师范生在学习中学化学实验研究这门课时要充分明确自身的角色——准化学教师，立足于教师专业发展，加强职前教师专业化成长，将理论与实践相结合，同时也为后续的实习打下基础。

(2) 深化新课程理念，提高实验教学能力。

从对学生的访谈发现，有的学生把实验与教学截然分开，对新课程理念的理解比较模糊，对中学的实验教学情况也不太了解。针对这种情况，建议师范生在理论学习阶段深化自己对新课程理念的理解，多进行课改前后的比较研究，并在后续的教学实习中真切地感受新课程改革所带来的改变。

(3) 借助研究方法，提高实验科研能力。

在铁与水蒸气的反应实验中，教师发给学生的讲义中介绍的是用湿沙子代替棉花的方法，但学生在实验过程中发现，这种方法容易导致试管遇冷水炸裂。于是学生查阅了一些文献，列举了用硅胶、氢氧化钙、湿粉笔等改进方法，然后进行小组分工，每个小组负责一种实验方案，最终发现将湿沙子和棉花同时使用的方法效果最好，而且氢气燃烧的效果更明显。这次实验使学生的积极性大大提高，大家围在一起讨论最佳方案，以及实验成功后的喜悦，让学生充分体会到化学实验的乐趣。不仅如此，学生在这次实验中还学会了利用文献来进行实验研究，不仅知识与技能得到了提高，还掌握了一定的研究方法。

参 考 文 献

[1] 苗深花.课程教材教法，2006,26(10)：82

[2] 中华人民共和国教育部制订.普通高中化学课程标准(实验).北京：人民教育出版社，2003