初中化学基础实验教学现状调查研究

2023-06-12张贝陶端健管华刘晓玲汪秋英黎泓波姜建文

化学教与学 2023年10期

张贝陶端健管华刘晓玲汪秋英黎泓波姜建文

摘要：为了解全国初中化学基础实验的教学现状，以“2020、2021国培计划”两期国家级初中化学骨干教师高级研修班学员为研究对象进行了问卷调查。通过对回收的有效问卷进行描述性分析、差异性分析和相关性分析，得出以下结论：（1）教师并没有IOO%采用学生分组实验的方式开展基础实验教学。（2）乡村中学的教师采用学生分组实验的方式完成基础实验的个数高于市／县中学的教师。（3）高职称的教师对化学实验功能的认识水平更高。（4）学校实验室建设的均值越高，教师越趋向于采用学生分组实验的方式开展基础实验教学。

关键词：初中化学；骨干教师；基础实验；教学现状

文章编号：1008-0546（2023）10-0084-06

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2023.10.017

《义务教育化学课程标准（201 1年版）》（以下简称“2011年课标”）规定的8个基础实验从不同方面承载了义务教育阶段学生化学学习的功能，其中既有核心知识的学习，又有学生实验技能的训练，还有化学问题解决与探究过程的体验和方法学习。[1]教师应安排和组织学生至少完成8个基础实验，这意味着无论学校教学层次和地域差异如何，都要保证学生动手操作这些实验。[2]《义务教育化学课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）规定了8个学生必做实验，提供了10个跨学科实践活动。[3]与2011年课标中8个基础实验相比，新课标删减了基础实验“溶液酸碱性的检验”，更换为必做实验“水的组成及变化的探究”，其余7个基础实验依然保留，只是表述有所变化，如表1所示。

新课标明确8个学生必做实验，设置不少于10%的课时用于开展跨学科实践活动，这是新课标的突破和创新之处，也是教师实施新课标的重点和难点。[4]目前，国内研究者已经开展了初中化学基础实验的研究，研究内容主要包括：基础实验的分析解读与实践反思[5-6]、基础实验的创新教学[7-11]、基础实验与培养学生实验素养的关联，[12]这些研究加深了教师对初中化学基础实验的认识，为教师优化自身的基础实验教学提供了指导。但研究者们尚未对基础实验教学开展量化研究，因此本研究将调查内容聚焦于2011年课标中的8个基础实验，探查教师在基础实验教学中的教学实施方式，借助自主设计的化学实验教学现状量表了解学校实验室建设、教师理论认识和教师教学表现三个维度的现状，试图为促进核心素养发展的中学化学实验教学提供参考依据。

一、研究方法

1．研究对象

运用问卷调查法，以“2020、2021国培计划”两期国家级初中化学骨干教师高级研修班学员为研究对象，通过分析调查样本来评估普遍情况。“国培计划”的全称是中小学教师国家级培训计划，是由教育部、财政部于2010年开始实施的旨在提高中小学教师特别是农村教师队伍整体素质的重要举措，招收的对象为国内各省／直辖市／自治区师德修养和职业素质相对优异的教师。实际发放电子问卷70份，回收57份，回收率为81.43%。问卷中有1道测谎题，剔除5份无效问卷，得到有效问卷52份，问卷的有效率为74.29%。

2．问卷的设计

自编的《初中化学8个基础实验教学现状调查问卷》主要包括3个部分：（1）研究对象的基本信息；（2）8个基础实验的教学实施方式；（3）实验教学现状量表。问卷的编制及完善过程如图1所示。

第2部分“8个基础实验的教学实施方式”是以单选题的形式呈现，调查对象从“直接讲解”“黑板画图讲解”“播放实验视频或图片”“教师演示实验”“学生分组实验（课堂教学中）"“学生分组实验（实验室中）"等多个选项中进行选择。需要说明的是，学生分组实验是指学生以小组为单位亲自动手参与实验活动。对于某一实验，若教师先做演示实验，學生再做分组实验（在课堂教学中或者实验室中），则认为教学实施方式为学生分组实验；若只有教师做演示实验，则认为教学实施方式为教师演示实验。

第3部分“实验教学现状量表”经历了初步设计、数据分析、题项筛选、维度优化四个过程。首先，依据调查对象和调查内容初步确定了5个维度，每个维度5个题项，共25个题项。5个维度依次是：学校实验教学的硬件配置、学校对实验教学的处理态度、教师对实验功能的基本认识、教师对实验教学的处理方式、教师对学生实验的评价。自主设计的25个题项中，某些题项的旨意不够明确，导致该题项可能属于两个维度，或者该题项与其对应的维度之间指向性较弱，因此需要对初始量表进行优化。

由于较难选择类似的国培初中化学骨干教师进行预试，故直接使用正式的问卷调查数据。调查对象结合自身情况对所在学校实验教学现状作出评判，从“非常同意”“同意”“一般”“不同意”“非常不同意”5个等级中选择一项，利用李克特量表将上述5个等级进行量化，依次赋分：5、4、3、2、1；对于反向问题，则依次赋分：1、2、3、4、5，标注*的题项为反向题。

采用SPSS26.0软件作为数据分析工具，对25个题项进行探索性因子分析（Exploratory Factor Analy—SIS，一种降维技术，将具有错综复杂关系的变量综合为少数几个核心因子）。“实验教学现状量表（初版）"的KMO值为0.736，大于0.7，P值为0.000，小于0.05，表明问卷可以进行探索性因子分析。使用主成分分析法，设置特征值大于1，对在相应因子上负荷值小于0.4的题项（该变量与其对应因子之间的相关性较弱）、存在交叉负荷且因子负荷值大于0.4的题项（该变量同时与多个因子相关，且相关性较强）予以删除。删除1 2个题项，保留1 3个题项。对保留的1 3个合格题项再次进行探索性因子分析，KMO值为0.842，P值为O.OOO，得到3个因子，根据同一因子下各个题项之间的共同性，为因子命名，最终将量表划为3个维度，共13个题项（见表2）。

采用克龙巴赫a系数检验各维度的内部一致性，结果显示各维度信度良好（见表3）。

3．调查研究思路

首先，了解8个基础实验的教学实施方式和三个维度的得分情况。其次，进行差异性分析，探查教师以学生分组实验方式完成的基础实验个数、三个维度的均值是否在性别、任教的学校类型、教龄和职称等方面存在显著性差异。最后，进行相关性分析，看是否三個维度的均值越高，教师越倾向于采用学生分组实验的方式开展基础实验教学。调查内容之间的关联如图2所示。

二、研究结果与分析

1.8个基础实验的教学实施方式分析

从调查数据来看（如表4所示），对于8个基础实验的教学，大多数教师采用学生分组实验的方式，其次采用教师演示实验和播放实验视频的方式，没有教师采用黑板画图或直接讲解的方式进行教学。

“燃烧的条件”“金属的物理性质和某些化学性质”这2个实验以学生分组实验方式开展的占比较低，分别是42.31%和55.77%；“氧气的实验室制取与性质”“二氧化碳的实验室制取与性质”这2个实验以学生分组实验方式开展的占比较高，分别是96.15%和92.31%。

通过访谈得知，部分教师认为“燃烧的条件”这个实验对学生的操作技能要求较低，没有必要单独花时间进行学生分组实验。“金属的物理性质和某些化学性质”这个实验的操作相对较为简单，而且涉及到金属与酸溶液的反应，稀盐酸、稀硫酸这类溶液有一定的危险性，会选择进行教师演示实验或播放实验视频。“二氧化碳的实验室制取与性质”“氧气的实验室制取与性质”这2个实验，涉及的实验操作相对复杂和严格，也是常考的知识点，需要让学生亲自进行实验操作，训练学生实验技能的同时，加深学生对该部分知识的理解。

2．化学实验教学现状分析

用化学实验教学现状量表的均值代表教师所在学校的实验教学现状，得分越高说明教师所在学校的实验教学状况越好。结果如表5所示。

化学实验教学现状的三个维度中，教师理论认识维度的均值最高，说明教师对化学实验的认识论功能、方法论功能和教学论功能都有较为全面的认识；其次是学校实验室建设维度；教师教学表现维度的均值最低。总量表的13个题项中，Q7“我认为化学实验可以让学生学习科学方法，培养科学探究能力。”这一题项的均值最高，为4.87分，表明教师们高度认可实验教学有助于学生学习科学的方法、培养科学逻辑和创新能力。Q9*“我组织学生分组做某个实验，是因为考试经常考查该内容。”这一题项的均值最低，为3.19分，各有15.38%的教师选择“非常同意”和“同意”，这表明许多教师开展实验教学的依据为某实验是否经常为考试的重点容，旨在提高学生“考试得高分”的能力。

3．差异性分析

以性别、任教的学校类型、教龄、职称等为自变量，分别以学生分组实验方式完成的基础实验个数、学校实验室建设维度的均值、教师理论认识维度的均值和教师教学表现维度的均值为因变量，依次进行独立样本t检验。结果如表6所示。

由表6的检验结果可知，教师以学生分组实验方式完成的基础实验个数在性别、教龄、职称等方面差异性均不显著，但在任教的学校类型方面差异性显著，乡村中学的教师以学生分组实验方式完成的基础实验个数均值高于市／县中学的教师。通过访谈发现，乡村中学的骨干教师十分重视学生亲自动手完成8个基础实验，他们知道乡村中学的学生与市／县中学的学生在教学资源方面存在一定的差距，因此对于2011年课标中的8个基础实验，都会争取让学生亲自参与进来，培养学生的化学实验素养。

学校实验室建设在任教学校类型上差异性不显著，但乡村中学的实验室建设均值高于市／县中学。通过访谈发现，乡村中学的学生班级较少，通常将实验小组人数设为3-5人，开展学生实验活动后，实验药品和实验仪器较容易得到补给。部分市／县中学的学生班级很多，通常将实验小组人数设为2-4人，轮流开展学生实验，实验药品消耗较快，有时候破损的实验仪器未能及时进行更换。

教师理论认识在性别、任教学校类型、教龄等方面差异性均不显著，但在职称方面差异性显著，高级和正高级职称的教师在化学实验的认识论功能、方法论功能和教学论功能等方面的认识水平更高。能够评上高级和正高级职称的教师往往在教学和教研等方面付出了超常的努力，也取得了可喜的教学研究成果。

教师教学表现在性别、任教学校类型、教龄和职称等方面差异性均不显著。

4．相关性分析

分析学校实验室建设、教师理论认识、教师教学表现与教师采用学生分组实验方式进行教学之间是否有一定关系，调查结果如表7所示。

由表6的数据得出，学校实验室建设与教师以学生分组实验方式完成的基础实验个数之间存在显著的正相关。学校实验室建设的均值越高，教师越趋向于采用学生分组实验的方式开展8个基础实验活动。然而，教师理论认识和教师教学表现两个维度与教师以学生分组实验方式完成的基础实验个数之间相关性不显著。

三、研究结论与教学建议

1．研究结论

通过调查分析，得出如下结论：

（1）教师并没有100%采用学生分组实验的方式开展基础实验教学。“氧气的实验室制取与性质”氧化碳的实验室制取与性质”这2个实验以学生分组实验方式开展的占比较高；“燃烧的条件”“金属的物理性质和某些化学性质”这2个实验以学生分组实验方式开展的占比较低。

（2）教师以学生分组实验方式完成的基础实验个数在任教的学校类型方面差异性显著，乡村中学的教师以学生分组实验方式完成的基础实验个数均值高于市／县中学的教师。

（3）教师理论认识在职称方面差异性显著，高级和正高级职称的教师在化学实验的认识论功能、方法论功能和教学论功能等方面的认识水平往往更高。

（4）学校实验室建设与教师以学生分组实验方式完成的基础实验个数之间存在显著的正相关，学校实验室建设的均值越高，教师越倾向于采用学生分组实验的方式开展基础实验活动。

2．教学建议

（1）更新教师的教学观念，学生才是基础实验的主角

通过数据调查和访谈得知，教师并没有100%采用学生分组实验的方式开展基础实验教学。一部分教师“溺爱”学生，担心学生实验过程中遇到危险，选择采用教师演示实验或播放实验视频的方式代替学生分组实验；也有一部分教师认为，个别实验操作较为简单，没必要进行学生分组实验。然而，8个基础实验涵盖了义务教育阶段对学生实验技能的基本要求。教师应更新观念，发挥学生的实验主体性，将“教师演示实验或播放实验视频”更换为“学生分组做实验”。瑞士心理学家皮亚杰认为，知识的本身就是活动、动作和思维三者之间的密不可分。科学习惯、实验探究能力不是看出来的，是学生长期训练出来的。不论是存在一定危险性的实验活动还是操作相对简单的实验活动，当教师进行精心的设计，提前做好预设，并在实验活动过程中予以合理的指导，学生一定能体会到化学实验中的奥妙，增强对化学学科的喜爱。

（2）加强实验室的投资建设，为学生分组实验提供资源支持

调查数据表明，化学实验室建设、教师理论认识和教师教学表现三个维度的均值都较高，但教师以学生分组实验方式完成的基础实验个数并未达到2011年课标中的要求。分析发现，学校实验室建设的均值越高，教师越趋向于采用学生分组实验的方式开展基础实验活动。当实验室的桌凳、无破损的化学仪器和未失效的化学药品等能满足学生分组实验活动的需要，并且学校重视开展学生实验活动时，教师会更积极地开展学生分组实验。化学是一门以实验为基础的學科，学生不仅要通过教师讲解间接地获取知识，更要通过亲身做实验从而直接获取知识。学校应重视学生的实验教学，加强实验室的投资建设，为教师开展实验教学提供有力的资源支持。

（3）设立奖惩机制，激励教师分组开展基础实验活动

调查数据表明，教师教学表现维度的均值较高，说明教师在采用学生分组实验的方式进行实验教学时教学表现较好。然而，部分教师会选择“教师演示实验“或“播放实验视频”的方式进行基础实验教学，因为开展分组教学耗时耗力，不愿“自讨苦吃”。如果教师多采用学生分组实验的方式进行实验教学，必定对学生的实验素养培养大有裨益。学校教研组可以设立奖惩机制，将基础实验的开设情况作为学期和学年的考核指标，奖惩兑现，激励教师安排和组织学生完成课标中的基础实验（2011年课标）或必做实验（新课标），为学生化学核心素养的发展奠定基石。

本研究在一定程度上反映了当前全国初中化学基础实验教学中的共性问题，但仍有许多问题值得思考和研究：学生视角下的基础实验教学现状是怎样的，在提倡发展核心素养的新课程背景下，如何更好地实现基础实验的“教学评”一体化，期待广大学者给予更多的关注与研究。

参考文献

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