中学化学实验教学内容认知水平研究

2017-06-30刘春锋

新课程·教师 2017年5期

关键词：认知水平化学实验教学化学实验

刘春锋

（北京师范大学燕化附属中学）

摘要：研究教学内容的认知水平和了解学生的认知水平，并且把教学内容的认知水平和学生的认知发展结合起来，应用于教学中，让教师更深入地研究教材，更深层次地了解学生，选择更加合适的教学方法，从而提高教学质量，是教育教学中一个非常重要的问题。

关键词：化学实验；认知水平；布鲁姆教育目标分类学；化学实验教学

一、化学实验教学内容认知水平的分类模型建构

依据布鲁姆的新版教育目标分类学的体系，化学实验的认知水平分为六个等级：记忆、理解、应用、分析、评价、创造（或设计）。

其中记忆的认知表现为能够将化学实验知识纳入长时记忆系统，在问题解决活动中表现为能够再认、回忆起相关的化学实验知识。如化学实验中物质的性质、贮存等。

理解的认知表现为从化学实验的信息中建构意义。具体来说就是从一种表征形式（如化学实验中的图形）变成另一种（如文字）；能够找到化学实验的原理，判定化学实验属于哪一类实验，如基本概念实验、元素化合物实验等；能够概括出每一步实验的结论；能从化学实验呈现的现象中进行逻辑推断；能发现化学实验之间的一致性；能建构一个系统的因果模型，如解释卤素单质性质递变的原因。

应用的认知表现为在给定的实验情境中执行或者利用一种程序。具体来说就是能对熟悉的实验进行实验，如粗盐提纯的实验中通过过滤除去不溶于水的杂质；能在一种合适的情景中对于不熟悉的实验目的利用已知的实验原理进行实验，如粗盐提纯的实验中利用离子检验的原理除去溶于水的杂质。

分析的认知表现为把实验所给的信息分解成各个组成部分，确定各部分之间的相对关系以及与总体框架的关系。具体来说就是能在现有的信息中区分出无关和相关或重要和不重要的部分，如在所给的实验仪器中找到本实验所需的，或者更利于完成实验的仪器；能确定结构中各要素是如何作用的，如构造实验装置中各部分的作用；能确定现有实验的结论。

评价的认知表现为基于化学实验的标准做出判断。具体来说就是能发现实验的某个步骤或者成果的矛盾或错误，确定实验某个步骤或者成果是否具有内部的一致性，察觉实施实验装置的有效性等。

创造的认知表现为把实验要素放在一起形成连贯的或者实用的整体，重新组织实验要素成为一种新的模式或结构。具体来说就是能基于化学实验的标准来产生可选择的假设，如产生假设来说明观察到的实验现象；能依据产生的假设设计实验的过程；能得出实验的结论。

二、高中化学实验认知水平的案例研究——以氯气的制备及性质实验为例

1.实验仪器和试剂

本实验是物质的制备和性质实验，需根据反应原理选择仪器和试剂来组装装置，属于认知水平中的理解级别。

2.实验步骤

（1）氯气的制取

根据装置图能知道每部分装置的作用，和整体的关系，需要具体分析，如使用分液漏斗可以控制反应速度，属于认知水平中的分析级别；同时根据装置的作用，基于化学实验的标准能找到装置的不足，如用排水法收集氯气会造成损失，得不到干燥的氯气，缺少尾气处理装置，属于认知水平中的评价级别；根据找到的不足，提出实验改进的方案，如利用排饱和氯化钠溶液的方法收集氯气，增加盛有浓硫酸的洗气瓶和盛有氢氧化钠溶液的尾气处理装置，属于认知水平中的创造级别。

在检查装置气密性中，掌握检查装置气密性的原理属于认知水平的理解级别；根据原理进行实际操作是认知水平中的应用级别。

（2）氯气的性质

记录实验现象是认知水平中的记忆级别，根据实验现象得出结论，如氯气和氢气点燃条件下能反应，是认知水平中的分析级别。物质的颜色等应纳入长时记忆系统，是认知水平中的记忆级别。

3.设计实验判断氯气是否具有漂白性

设计实验方案实验是认知水平中的创造级别。在进行方案设计时思考物质具有漂白性的原理，依据原理组装实验装置，选择试剂等属于认知水平中的理解级别；考虑试剂添加的顺序和用量需要确定各个试剂之间以及和实验整体的关系属于分析级别；设计完实验后需要基于化学实验的标准来进行判断属于评价级别。

三、高中化学实验认知水平的分类

依据上述实验的研究方法，结合笔者实际的教学经验，对中学化学实验认知水平进行了分类。

属于记忆的有：物理性质、常用仪器的主要用途和使用方法、气体的收集方法、准确记录实验现象。

属于理解的有：信息处理、反应原理、化学性质、常见离子的检验、基本操作仪器和试剂的选择。

属于分析的有：装置用途、实验的结论。

属于应用的有：独立操作、装配仪器或绘制装置图、条件的控制。

属于评价的有：装置的改进、方案的评价、改进。