基于实景实验教育价值的应用研究

夏振洋+李伟华+田丰玲+刘光文

摘要：探究实验是中学化学教学中重要组成部分，选择教材中实驗和改进实验也是研究者研究的热点，对于实景实验的研发是教学设计的一个重要部分。从问题的提出、研究的设计与实施、结果与分析方面分别对实景实验与教材中实验进行比较；经问卷调查和访谈指出：实景实验采用现代化仪器教学，在实景认知、教材理解、分解难度、思维提升、情感教育等方面均有显著作用。

关键词：实景实验；探究实验；教育价值

文章编号：1005–6629（2017）4–0017–04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

1 问题的提出

实验在化学学科教育中具有核心地位。实验是根据科学研究的目的，尽可能地排除外界的影响，突出主要因素并利用一些专门的仪器设备，人为地变革、控制或模拟研究对象，使某一些事物（或过程）发生或再现，从而去认识自然现象、自然性质、自然规律[1]。而现代化工业背景下的企校研发中为追求精准而实用性较高的实验仪器和操作，便于学生自主解决实际问题，笔者称之为实景实验。实景实验具有专业性、社会性、可设计高水平实验[2]的功能，与传统实验仪器比，实景仪器愈加高效、简便、精准、快捷，如：人教版选修4教材“中和热的测定”用了环形玻璃搅拌棒，而实景实验中用的是磁力搅拌器；又如实景实验中称重仪器为电子天平而不是托盘天平，见图1。实景实验在企业管理[3]、环境卫生实景教学方面[4]、地理学和军事学已有应用。

维果茨基认为所有知识在真正被儿童内化之前总需要在社会环境下加以构建。探究实验的高级形式为实景实验，二者比较见表1。

笔者通过多次调研访谈得知，大多数中学化学教师对教材中常规探究实验（以下称探究实验）熟练掌握，但探究实验在学生学习中的感知效用如何，让人产生疑问？本文对实景实验教学进行探究，并分析实景实验和教材实验在实景认知、教材理解、分解难度、思维提升、情感教育等教育价值方面的异同。

2 研究的设计与实施

笔者就选修四《化学反应原理》[5]教学难点：pH计算的应用设计实景实验，课题为《酸碱中和滴定实验是一个严谨的实验》（以下称《实验》），并编制了“《实验》教与学情况问卷调查”，然后在不同类型教学班级开展课堂教学实证研究，再将“教与学情况问卷调查”在课后安排学生以无记名的形式认真填写，获得详细数据，并通过逐项设计活动元来甄别探究实验与实景实验的异同。

2.1 《实验》实景实验教学设计

教学内容设计见表2。

2.2 问卷调查情况

《实验》教与学情况问卷调查是基于实景实验的研究课教学活动。选择了重庆市某中学的高二不同班型的213名学生为调查对象，于2016年5月施行了调查。共发放问卷230份，回收问卷 210份，有效问卷208份（有效率97.6%）。在调查10名学生的基础上，笔者又于2016年6月在被测试的学校中选择了3位教师进行了访谈，中级职称1人，高级职称2人，教龄在5～20年之间。

2.3 《实验》实景实验课程结构可视化图

《实验》研究课的课程结构可视化图如图2所示。

2.4 《实验》实景实验装置图示

《实验》研究课的实验装置如图3所示。

3 研究结果与分析

3.1 通过学生对教材中实验的数字化改进，获得较强的实景认知体验

问卷获悉：“问题1.你喜欢老师做探究实验吗？原因是什么？”100%的学生都选“A.喜欢”，表明通过体验实验探究，找到了乐趣，并且愿意和教师一起进行更多的科学探究，促进学习方式的改变，培养自己的创新精神和实验能力。“问题9.通过这节课，你认为酸碱中和滴定教学过程中需要化学实验吗？”83.1%的学生认为本节课需要通过实验来帮助他们理解酸碱中和滴定实验的实质；16.9%的学生回答说不需要，原因是教材探究实验酸和碱的量规定正好是当量，直接验证即可。另外导致实验过于死板，没印象，交互性不强等问题。探究实验内容的设计留给学生主动探究的空间很少，中学生在实验探究课中的兴趣和问题质疑能力较原来均有所下降。可见教材中实验对于培养学生解决生活实际问题能力上仍然存在较大的问题，在唤醒学生自己动手做实验的欲望方面不成功，对于学生在化学实验的学以致用方面还需要很长的一段路要走。“问题7.本节课实景实验中采用（含数字化实验仪器）方案的优缺点？”学生反馈：生动直观，清晰，实验误差小，深刻记住操作错误，思维更敏捷，长见识了，贴近实际；有批评性；能提高注意力。可见，通过实景实验，学生获得了较强的实景认知体验。

3.2 通过创设实景实验，使化学实验与实际生活的有机结合，使学生对教材理解更加深刻

对问卷中“问题5.教材中酸碱中和滴定实验方案的缺点”，22.5%的学生认为教材中的探究实验真实性不强，程序不清楚，不知道怎么开展实验，导致无法亲自（自学）实验，无实物，难以想象，过于死板，不利于理解。在数字化探究实验中，不再孤立强调化学实验操作技能的训练，避免出现类似教材实验内容脱离学生的生活实际和社会实际，侧重实验的认知性结果的情况，重视学生的过程性体验、让学生学会主动探究实验。

3.3 开展实景实验教学，可以促进学生解决实际问题的能力，提升思维的质量

在甄别探究实验与实景实验教学使用仪器方面，采用体积小、精密准确度相对较高的Vernier、Addest、因维克托及Edu-Science等数字化实验仪器和磁力搅拌器进行研究。通过这些实景实验仪器的遴选使用锤炼学生的严谨性的科学意识形态。