中学化学实验教学研究述评

陈远娇，占小红

（1.华东师范大学 化学与分子工程学院，上海 200062；2.新疆师范大学附属中学，新疆 乌鲁木齐 830054）

中学化学实验教学研究述评

陈远娇1，2，占小红1*

（1.华东师范大学 化学与分子工程学院，上海 200062；2.新疆师范大学附属中学，新疆 乌鲁木齐 830054）

化学作为自然科学的一个分支，对学生科学素养的培养具有不可替代的地位和作用。实验教学作为中学化学教学中的一个重要组成部分，对学生科学素养的提高有着其他教学方式不可替代的价值。目前实验教学已成为国内外中学化学教学研究的热点。我国对于中学化学实验教学的本体研究较为全面和充分，但不可否认的是目前中学化学实验教学的元研究（即对中学化学实验教学各类文献资料的研究）不足。文章通过查阅梳理和分析相关文献，对中学化学实验教学研究开展述评，根据文献的内容和时间的统计结果，分析实验教学研究的现状，对每个领域的研究展开深入探讨，揭示中学化学实验教学研究的特点、发展趋势和存在的问题，并提出相应的研究建议。

中学化学；实验教学；述评

化学是一门以实验为基础的学科，实验对该学科教学作用重大，因此成为化学教学中的重要组成部分，也成为研究者关注的重要研究领域，近年来有关化学实验教学的研究层出不穷，涉及内容广泛。为更好地了解化学实验教学研究的现状和趋向，本研究对现有中学化学实验教学研究工作进行收集和梳理，由此探讨实验教学研究的现状、趋势和存在的主要问题，为深化和进一步提高实验教学研究的水平提供参考和依据。

1 中学化学实验教学研究概况

文章针对2011-2015年国内中学化学教育核心期刊，包括《中学化学教学参考》、《化学教学》、《化学教育》上发表的有关中学化学实验教学研究的文献资料进行收集整理和分析。以“化学实验”为主题在中国知网检索并删除无关文献。然后根据文献内容将这些研究归为五类：理论研究类、实验优化类、教学实践研究类、复习考试类、调查报告类。根据研究文献的内容类型和出版时间做出统计，具体结果见表1。

表1 近五年我国三种中学化学教育核心期刊上的实验教学研究文献统计

从表1可以看出，近五年我国三种期刊上共有化学实验教学研究论文433篇，并且呈现逐年增加的趋势，尤其是2014和2015年均突破百篇，可见化学实验教学研究备受关注。从研究内容上看，所涉及研究范围较广，大致分为五类，其中教学研究类和实验优化类这两种类型最多，分别占到了43.41%和39.95%，其他三类较少，比例约为17%，出现了研究的“热点”和“冷门”。

2 基于化学实验教学研究领域的文献分析

2.1 化学实验教学理论研究分析

理论研究类是指从理论基础的角度研究实验教学。文献整理发现，在2011-2015年理论研究类的研究文献总共有19篇，占总文献数量的4.39%，可以说，我国对于实验教学的理论研究较少，关注度不高。

理论研究探讨了化学实验的教学理论、教学模式、教学价值和教学方法等问题，从理论上位角度服务教学，这类研究为实验教学研究的其他类型提供基础和铺垫。比如，如何使元认知理论服务实验教学，在教学中如何掌握实验教学的“精髓”等。具体说，熊言林（2013）从基础理论角度，剖析元认知理论促进实验教学的方法；阐发“教会学习”和“提高元认知能力”的有效措施，促进两者交融［1］。就教学模式研究中的方法论问题，郭浩（2014）探究STSE教育和“做科学”共赢的化学实验探究模式［2］。理论研究倾向于在教学理论的基础上建构教育学、心理学、脑神经等科学，这类研究是实验教学研究中的“冷门”，但是理论研究为实验教学提供方向，这类研究的重要性毋庸置疑，应引起重视。综观我国这类研究，主要集中在实验教学技术和教学理论的基础研究，研究角度侧重教师“教”，较少为学生在实验教学的“学”的研究。虽然理论研究是实验教学研究中的“冷门”，但是理论研究的重要性毋庸置疑，应引起重视。

2.2 化学实验优化类研究分析

通过分析发现在2011-2015年有关化学实验优化类的研究文献总共有173篇，占文献总数量的39.95%，可见研究数量多，比重相对较大，研究热度很高，研究较为全面。

实验优化类研究主要从实验本身的安全性、可观性、绿色化、微型化、生活化、数字化、提升实验成功率、实验仪器的多功能开发、复杂实验的简化、定性实验的定量化、新材料的开发应用、实验教学教具的研发制作、多自然学科实验的融合，新兴技术的融入等角度展开研究。绿色化主要从原料、溶剂、催化剂、实验条件的优化、副反应、尾气处理等角度。微型化主要从滤纸、注射器、点滴板、废旧滴眼药瓶或者小药瓶等硬件设施的基础上优化。数学化从数据采集器、传感器、多媒体软件应用程序多角度优化。生活化的实验因为可行性高，方便学习者相互分享的原因，对提升学习兴趣有重要作用。

徐志宏（2013）和薛斌（2014）发现传统化学教学实验受到实验仪器、实验安全、学科课时、实验污染等因素限制，提倡使用新兴技术优化实验，如传感技术、仿真智能等，作者利用案例详述新兴技术的制作及应用［3］［4］。

梁素艳（2012）开发了Y型试管在中学化学实验教学的更多应用，如有毒气体的制备和检验的实验、混合气体的爆炸实验、对比试验、验证二氧化硫的氧化性，Y型试管的开发和利用将很多实验简易化、绿色化和微型化［5］。

新兴技术在传统实验的改革，素材设置，课外实验的扩展，教学重难点的击破等方面有重要应用。刘婷（2012）改进我国中学教材的经典实验，采用新的教学策略，利用现代化的数字化手持技术使得关于“浓度对化学反应速率影响”的系列实验变得简单、高效和清晰［6］。

另有研究者将大学化学专业实验与中学化学实验建立衔接，服务中学化学实验教学。如陆晨刚（2015）研究原子吸收光谱在高中化学扩展课堂中的具体应用［7］。

这类研究一般是基于教材，课外参考中的资料，结合实验教学的需要，提出优化方案，一线教师在这方面操作性强，可直接为师生服务。这类研究注重具体的实验操作和功能，但很多忽略了实验本身背后的化学教育意义。

2.3 化学实验教学实践研究分析

2011-2015年中有关实验教学实践研究类的文献总共有188篇，占总篇数的43.4%。显然，这类研究也是研究热点，所涉及的研究问题更为广泛和全面，是理论研究与实验优化的衔接。

所谓教学实践研究类是指研究者通过中学化学实验教学实际进行经验总结以及对某些已有教学理论的实证研究。教学实践研究包括实验教学模式的运用、中学化学实验教学考核评价方式的设定优化、化学实验教学的课堂管理、新课程理念下的实验教学、教学理论在实验教学中的运用、国内外实验教学的比较研究等层面，刘春萍（2014）对实验课程考核方式进行探索与实践［8］。

国内外的实验教学比较研究是我国广大教育者接触教育前沿和反思本国教育，扬长抑短的重要渠道，也是实验教学研究的重要内容。目前主要涉及实验教学模式以及从教材、习题到教学中的实验设计比较等方面。如李佳（2012）、孙黎英（2013）、杨明生（2014）通过国内外以及国内不同区域的化学实验教材的比较研究找出我国实验教学的新路子［9］［10］［11］。

2.4 化学实验复习考试类研究分析

复习考试类是指对化学大型考试如中考、高考及竞赛的实验题型的解决策略、动向预测、实验题和理论题的相互联系、实验测试题对实验教学的反思和建议等层面。文献分析发现在2011-2015年中，实验复习考试类的研究文献总共有32篇，占总文献数量的7.39%，为研究冷门。由于这类研究能为教师和学生的复习考试提供参考，受到了学生和中学教师的密切关注，成为中学化学教学研讨会上的研究热点，文献作者以一线中学教师居多。

如李德前（2014）、梁允胜（2012）通过剖析实验试题，总结实验试题的命题趋势及热点，分析实验题型的命题指导思想和特征，说明化学实验操作题型在考试中存在的价值，为温习夯实实验题型给予辅助，为实验教学提供建议和反思［12-13］。张名（2014）研究提升学生解析实验题型能力的具体策略［14］。

2.5 调查报告类文献分析

文献研究发现在2011-2015年调查报告类的研究文献总共有21篇，占总篇数的4.85%。

调查报告类是指作者以调查报告的形式对中学化学实验教学的研究。其调查研究内容包括新手型教师和专家型教师的实验教学能力及教学效果的比较研究、不同省份及区域的实验教学情况、不同学情学段学生的实验能力、实验兴趣等层面的调查研究。如刘丽君（2015）和沈慧（2014）对上海市杨浦区及四川、重庆部分农村地区的初、高中化学实验教学情况进行调查与分析［15］［16］。

这类调查报告类研究的成果能帮助教育者了解化学实验教学的现状，对实验教学的改革和创新有重要反馈作用，为未来的实验教学提供参考依据。但调查报告类文献的问卷问题主要集中在实验建设、实验频率、影响因素、实验教育理念等，问题设置较为片面、集中，没有完整的体系，对数据的信度和效度缺乏验证，缺乏系统的教育理论依据，因此，缺乏科学性。另，问卷的操作性低，对教师实验教学的水平和实验教学的实践影响不大。

3 中学化学实验教学研究的特征、趋势及存在的问题

3.1 中学化学实验教学研究的特征

从表1的数据可以看出我国中学化学实验教学研究范围广，涉及内容全面，但主要集中在实验优化研究以及教学实践研究两个类型上。而对于化学实验教学的理论、考试复习及调查报告类型的研究较少。实验优化和实验教学两种类型的研究主要是由一线中学教师开展，而从事理论研究的主要是高校从事化学教学论研究以及化学专业课程研究的学者。

此外，近五年我国对于实验教学各类型的研究数量都呈现稳定增加的趋势。这说明我国研究者对中学化学实验教学的重视，其中关于实验理论和实验优化的教学研究类型的热度增加最为明显。

总体来看，我国的实验教学研究类型丰富，研究人员众多，研究热情逐步升高。

3.2 中学化学实验教学研究的发展趋势

从时间轴来看表1中的数据，可以看出我国实验教学研究中，理论研究的比重在不断增大，而实验优化类和教学研究类的比重降低，说明随着我国广大教育者素质的提高，关于中学化学实验教学的理论研究会越来越充分和全面。随着新课程改革的进行，实验教学的研究不再仅仅服务于化学大型考试，其研究范围将进一步扩大，研究内容将不断深化，研究理念将从传统教学走向新课程教学，更加注重学生的主体作用。

3.3 中学化学实验教学研究存在的主要问题

中学化学实验教学研究存在的主要问题有研究类型不均匀，实验优化类和复习考试类的研究居多，中学化学实验教学的理论研究和调查报告类研究较少；研究类型出现了“过热”和“过冷”的现象；总体上中学化学实验教学研究所涉及的学科单一，化学单一学科研究较多，综合性学科研究较少；高中学段的研究较多，初中学段的研究较少；经验型研究较多，创新型研究较少。

4 对中学化学实验教学研究的建议

对中学化学实验教学研究的建议主要从研究课题的内容、来源、方式、理念等方面阐释。

①建议广大研究者开放研究主题，重视理论研究。譬如开展实验教学系统，科学思维的培养模型研究、学案教学和翻转课堂等新课改教学模式下的实验教学研究等；也可从中学化学实验教学考核评价方式、不同学情学段下化学实验教学、实验教学中的生成性问题的处理等多种切入点开展研究；②建议研究内容注重中学化学实验教学与人文科学、教育学、心理学、脑神经科学、管理学等学科的联系；③建议开展化学实验教学与多种新兴技术的联系研究；寻找大学化学实验和中学化学实验的联系与衔接，满足某些中学设置的不同特色实验课程的需要，如大学先修课堂、化学兴趣实验课程、校本化学实验课程、化学实验课题研究课程等；建议研究角度从教师“教”侧重向学生“学”的角度；当研究内容的重点是实验优化类时，研究可以采用观看录像、观摩课、小组讨论交流等传统研究方式，而如果实验教学的内容重点是理论研究时，建议采用课题研究。

［1］熊言林，刘阿娟，等.基于元认知理论的化学实验教学策略［J］.化学教育，2013，（10）：68-69.

［2］郭浩，孙树萍，等.STSE教育和“做科学”共赢的化学实验探究模式——评美国《社会中的化学》中的“物质的探究”［J］.化学教育，2014，（21）：8-12.

［3］王祖浩，杨玉琴.基于Rasch模型的“化学实验认知能力”测评工具编制及测评研究［J］.化学教育，2012，（9）：95-108.

［4］薛斌，熊振海，等.应用多媒体互动系统促进基础化学实验教学的探索［J］.化学教育，2014，（12）：52-56.

［5］徐志宏.浅谈数字传感技术在化学实验教学中的应用［J］.化学教学，2013，（9）：49-51.

［6］梁素艳，韩振荣.Y型试管在中学化学实验教学中的应用［J］.中学化学教学参考，2012，（32）：87.

［7］闫秋艳.化学实验教学中自制教具的应用［J］.中学化学教学参考，2013，（12）：47-48.

［8］陆晨刚.原子吸收光谱实验在高中化学拓展课中的开展［J］.化学教育，2015，（11）：8-10.

［9］李佳，王后雄.美国高中化学教科书中“硬币实验”的特点及功能［J］.化学教学，2012，（8）：78-79.

［10］孙黎英.英国《经典化学实验》教材的分析与启示［J］.化学教学，2013，（2）：78-79.

［11］杨明生，陈楠楠，等.我国台湾基础化学实验课程的特点及启示［J］.化学教育，2014，（19）：11-13.

［12］周婷，方艳红，等.深入发掘化学实验教育功能的尝试［J］.化学教育，2014，（5）：62-64.

［13］林美凤.提升实验教育功能［J］.化学教育，2014，（5）：65-67.

［14］宁顺德.基于化学实验的“3D”教学策略［J］.中学化学教学参考，2014，（12）：39-41.

［15］刘春萍，刘刚，等.基于应用-创新型人才培养的有机化学实验考核方式的探索与实践［J］.化学教育，2014，（16）：35-37.

［16］李德前.初中化学实验探究题的命制［J］.化学教育，2014，（13）：43-45.

［17］梁允胜.对2011年安徽高考化学第28题的分析及思考［J］.中学化学教学参考，2012，（5）：63.

［18］张名.浅谈如何培养初中生解析化学实验题的能力［J］.中学化学教学参考，2014，（6）：49-50.

［19］沈慧，刘仙，等.新课改下农村初中化学实验教学情况调查与分析——以四川、重庆部分农村中学为例［J］.中学化学教学参考，2014，（2）：67-70.

［20］刘丽君，宋晓红.上海市杨浦区高中化学实验教学现状的调查与分析［J］.化学教育，2015，（13）：59-62.

The Review of the Research for Secondary School’s Chem ical Experim en tal Teaching

Chen Yuan-jiao1,2，Zhan Xiao-hong1

（1.CollegeofChemistry and M olecularEngineering，EastChina NormalUniversity，Shanghai，200062，China；2.Affiliated M idd le School，Xinjiang Normal University，Urumqi，Xinjiang，830054，China）

Chemistry as a brand of natural science，is an important subject of secondary school，it has great significance to the cultivation of the students’scientific literacy and ability，so ithas irreplaceable position.Experimental teaching has the valuewhich other teachingmethods can not replace.The experimental teaching as an indispensable component in themiddle chemistry teaching.The research of experimental teaching has become a hotpotathome and abroad at present.In our country，the ontology research on themiddle school chemicalexperiment teaching is relatively comprehensive and sufficient，but themeta-study is less.This paper analyze relevant literature.This paper research onmiddle school chemistry experiment teaching carry out the review and analyze the research status of experiment teaching.Make a review of the research for secondary school’s chemical experimental teaching.Based on the research，the paper aim to get the characteristics of secondary school chemical experiment teaching，tendency of the development，the existing problems，and give the corresponding suggestions.

Secondary school;The experimental teaching;Review

G632.0

A

1008-9659（2016）04-0069-05

2016-10-09

陈远娇（1990-），女，新疆伊犁人，硕士研究生，主要从事化学教育教学方向研究。

*［通讯作者］占小红（1979-），女，海南人，副教授，主要从事化学课程研制与开发方向研究。