以学生为主体的“化学教学论实验”课程“十步”教学法

李玲 郑璐茜 严桂云 刘晓光

关键词：“化学教学论实验”课程;“十步”实验教学法;以学生为主体

“化学教学论实验”课程是化学师范专业学生的必修课程，目的是培养学生掌握基础实验操作、独立从事中学化学实验教学工作的技能和研究实验教学的能力，提高学生参与实验的积极性和主动性。通过本课程的学习力图使化学师范类学生的实验操作技能、实验教学能力、实验设计能力、实验创新能力得到全面提高，为成为高素质的化学教师打好基础。

一、“化学教学论实验”课程的教学现状

化学实验在初、高中化学学习中具有非常重要的地位。[1-4]《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》中指出：要开展以化学实验为主的多种探究活动，重视教学内容的结构化设计，激发学生学习化学的兴趣，促进学生学习方式的转变，培养他们的创新精神和实践能力，并要求学生能发现和提出有探究价值的化学问题，能依据探究目的设计并优化实验方案，完成实验操作，所以化学师范专业应加强“化学教学论实验”课程的教学[5-9]。

大多数“化学教学论实验”课程的教学模式是：学生课前预习实验，填写实验报告，教师准备好实验的仪器和药品;上课时，教师对实验进行讲解，然后学生“照方抓药”式地进行实验[6-8，10-12];实验完成后学生们填写实验报告。这种教学模式的“优点”是：老师省心、学生放心，老师们只要把实验的所有实验步骤、注意事项、实验成败的关键操作都详细地告诉学生们，而学生们只需要严格按照老師的要求做就能完成实验。该教学模式枯燥单调，不能调动学生们的主动性，培养的师范生严重缺少主动思考和创新性;磨灭了学生的创造力和兴趣，不利于创新素质和实践能力的培养。

在课程改革的浪潮中，化学师范类的实验教学改革工作也在如火如荼地开展着，新的教学模式像雨后春笋般出现，大多数模式的共同特点是：先观摩化学实验操作视频，给学生们讲解实验目的、实验原理和注意事项，接着全体学生开始实验操作，最后安排学生以教师身份模拟课堂演示实验。这种教学模式优点是：实现了以学生为主体的教学，变学生被动学习为主动学习，学生在教态、板书、口语等教学技能方面得到锻炼，有效地提升了实验教学水平[3，6，7，12-17]。该教学模式也存在弊端：准教师的讲课依据是他人的教学视频、经验总结，并非自己的切身体会。这种教学是“照频宣课”，跟“照本宣科”一样，不能充分抓住实验的根本和灵魂——探究和创新，因此实验仍停留在传统模式的阴影中，不能更好地提升师范生的实验素养和操作水平。

针对这些问题，2019-2020 年第二学期，我们对“化学教学论实验”课程的教学进行了改革，在我们创新的教学模式中，完全以学生为中心，以“小老师”为代表，工作包括查找文献，探索实验方案，寻找实验材料，拍摄视频，准备讲稿和板书，上课，课程反思。整个过程精彩刺激、充满挑战，一环套着一环，环环相扣，师范生们在满足好奇心的同时也享受了实验教学的乐趣，探索精神和创造力被调动起来，课程给学生们带来了终生难忘的实验和教学体会，得到了学生们的一致认可。

二、“化学教学论实验”课程的教学形式

我们将2018级化学师范类学生分成7组，每4人一组，学生自由组合，每组推选一个组长。课程包括7次实验，每组负责讲解一个实验，轮流进行，每组的4名同学合作完成实验相关的教学工作。下面对“化学教学论实验”课程的主要改革进行详细说明。

1.教学三角色以及分工

教学人物分三种角色：本课程的指导老师为“老师”，正式讲课的老师称为“小老师”，除了“小老师”之外的师范生称为“学生”。给师范生们提供最接近初高中课堂教学的环境，整个教学过程中老师是助教，“小老师”主讲，学生们共同参与完成，充分调动学生们的主动参与意识，让每位学生都能够有满满的成就感和终生难忘的教学经历。在学习过程中老师不会施加任何压力，没有任何不平等，让每位学生都能够参与到课堂教学中，能够有机会展示自己。

教学中的三个角色都有明确的工作任务（见图1）。课程教师充当助教，负责指定实验内容，设计实验报告，准备实验器材和药品，对“小老师”们进行安全教育，辅助“小老师”们完成视频拍摄、视频制作、备课以及板书，拍摄“小老师”们的上课视频，引导大家进行教学反思。

负责讲课的7名学生为“小老师”，在课程中负责教学的整个过程，模拟真实教学中老师的角色。在正式上课前，“小老师”与本组的组员合作完成查资料、设计实验方案、确定实验药品和器材、演示实验、拍摄视频、制作视频、准备讲稿和板书、最后试讲。上课时，“小老师”们负责上课，巡逻指导学生们完成实验，所有学生完成实验后，“小老师”们当场和其他学生讨论教学体会和优缺点。

除“小老师”之外的师范生充当学生，这些学生的任务是预习实验、观看演示实验、听课、完成实验操作、和“小老师”们一起讨论上课后的学习体会。

2.创新“化学教学论实验”课程的教学流程

在整个教学过程中，我们以提高学生真正的实验和教学能力为使命，不惜花费更多的时间来改革教学方法，不放过任何一个困难，坚持做到以学生为中心，利用信息化手段，实事求是地选择最有利于学生的教学方法进行教学。

下面以“小老师”的工作流程为主线介绍教学过程。“小老师”们的工作流程如图2所示。

第一步，“小老师”们上课之前根据实验报告的要求完成预习。指导老师设计的实验报告没有明确告诉学生实验步骤。图3 是从“氧气的实验室制法与性质”的实验报告中截取的一部分，在“实验内容”一栏中，要求学生用加热氯酸钾的方法制取氧气，但是具体的实验药品、用量、实验仪器等都需要学生自己查资料来确定。实验室按类别摆放不同的药品，仪器也按照实验室规定放在实验柜中。学生们自己要在实验室内寻找需要的仪器，设计实验装置。

在这步教学改革过程中，培养了学生的自助式实验能力——自己挑选药品、自己设计仪器、自己搭建装置。学生很有主动性，更愿意去尝试，更有兴趣完成实验设计。这区别于以往的传统教学：老师将实验器材和实验步骤完全告诉学生。

进行自助式实验时，指导老师在准备药品和仪器时需要注意以下技巧：

1.同类药品放在一起。例如：硫酸、硝酸、盐酸等放在一起。学生需要酸的时候，就会去分析如何选择酸性溶液的问题。

2.同一种溶液，准备多种浓度。比如：学生们在做“氢气的制备与性质”实验时，需要用金属和酸反应制备氢气，酸的浓度就需要学生们自己确定，在思考这个问题的过程中，学生的兴趣和主动性被充分调动起来。

3.同一种仪器，准备不同的规格。比如：试管、烧杯、量筒，提前准备好不同规格的。学生在选择仪器的过程中就会有意识地思考挑选哪种规格的仪器更合适。又比如：称量的仪器有托盘天平和分析天平，在称量的过程中根据不同的需要来选择不同的天平，选择的过程就是学习思考的过程。

图4是“小老师”们在“氧气的实验室制法与性质”实验前选定的药品。

第二步，学生们搭建装置。装置搭建的过程中，可能会出现仪器不合适，高矮不当，是选择橡皮塞还是玻璃塞，以及会否出现倒吸现象等问题。带着问题去搭建装置，需要克服一个个困难，解决一个个难题，其乐无穷。图5是学生搭建的“氧气的实验室制法与性质”实验装置。

第三步，做演示实验。这一步“小老师”需要完成实验过程，获得想要的结果。在做实验的过程中，常有失败。学生在做准备实验的过程中经历了失败，再去查资料，找到问题，重新实验，最终成功。这才是实验中应该具有的精神品质与常态，是应该具有的科学素养，这种素养的培养不是一朝一夕，而是日积月累的，需要特殊训练才能获得。图6是学生在做演示实验。

第四步，拍摄视频，供学生们预习使用。拍摄视频的过程重要又有趣。“小老师”为了呈现优质的视频，他们会花更多的时间去查资料、练习，把操作中的每一个动作，每一个注意事项都弄得清清楚楚。这种主动探索和主动学习的过程多么有趣，老师们怎么会担心学生们记不住？学生还需要花时间去记忆实验的注意事项吗？这些东西深深地刻在了记忆里，拍摄过程给同学们留下了美好的回忆，除了展示实验视频，他们也制作了花絮视频，学生将该部分的题目定为“Happy Time（快乐时光）”，也可以看出他们在享受实验的备课过程。

第五步，制作视频和PPT文件，将视频和PPT文件上传到学习通软件平台。制作视频和PPT是学生需要学习的一门技术，在将来的教学中会用得到。制作出的视频也是一项艺术品，大家希望给其他学生营造一种快乐的学习氛围，留下美好的记忆，所以学生会根据自己的爱好及视频节奏加入优美的音乐，使得制作出来的视频独具一格。图7（a）是学生杨仕远正在剪辑视频。在剪辑视频的过程中偶尔会发现问题不得不重新拍摄。剪辑的效果还要经过同组成员的一致同意才能最终确定下来。图7（b）是小组成员正在认真讨论剪辑效果。最后会在视频末尾加上自己的名字。于是一个单调的实验课程，因为融入了“小老师”们的心血变得有温度、有味道，让“小老师”们回味无穷。

第六步，书写教案、板书，试讲。这一步锻炼了学生的教学基本功。“小老师”们经历了前面五步的历练后，讲出来的课更有深度和温度，更能抓住问题、拓展思维，从而教出更优秀的学生。图8是学生正在试讲。

第七步，给学生们准备实验材料和仪器。正式上课时，指导老师需要给学生们准备仪器和药品，“小老师”也需要经历管理能力的训练，特别是对仪器和药品的管理，准备要细心，有些仪器还要提前烘干。

第八步，上课。“小老师”轮流讲解分配好的知识点，每位学生必须参加课堂教学，所有学生都是平等的，通过严格训练，每位“小老师”都能成为合格而优秀的教师。在讲解实验的过程中，需要“小老师”当场演示给学生看，大家只有团结合作才能更好地完成实验教学。

第九步，学生们实验。学生们以组为单位在各自的实验台上开始实验，“小老师”在教室巡视指导学生实验，尽管大家在以前都学习了无机化学实验、分析化学实验、物化实验、有机实验等，但是在课堂上学生们依然会遇到很多实验问题。这个时候“小老师”就会出来指导，这一步对“小老师”很重要，通过观察学生的操作，可以知道哪些知识点讲到了哪些没有讲到。在以前的教学中，忽视了这步，“小老师”上完课后没有巡视，而是做其他的事情。殊不知，错失了最好的学习机会，“小老师”们错过了检验自己教学效果的时机。改革教学后，“小老师”需要在整个实验过程中认真观察学生们的操作，记录学生们的问题，这对他们今后的教学具有非常好的指导价值。

第十步，教学反思。所有学生完成实验后，老师引导“小老师”和学生们当场做教学反思。大家对教育教学实验过程再认识、再思考，总结经验教训，进一步提升教学水平。“小老师”会跟学生们讨论教学中遇到的所有问题，学生们也在这里谈自己听课和实验过程中的體会。

三、“十步”教学法的教学效果

“十步”教学法，是我们开创的化学教学论实验教学法，经过初步探索实践，证明该方法能够有效开展和实施。

经过“十步”教学法学习的学生，对“化学教学论实验”课程学得的内容终生难忘，知识和技能被深深刻在他们的大脑中。长期训练，这些学生必将更具有探索精神和创造力。

课程结束后，我们会要求每位参与的学生写一份自己上课的真实体会。我们特别强调的是“真实”，目的是为了改进课程的教学，以便让学生们获得更好的上课体验。