中學(xué)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)論文
時(shí)間:2022-08-06 11:34:56
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1問(wèn)題的提出
20世紀(jì)80年代中期美國(guó)化學(xué)家提出微型實(shí)驗(yàn)(Micro-scaleExperiment或Micro-scaleLaborato-ry)概念,并在大學(xué)和中小學(xué)推廣微型實(shí)驗(yàn),美國(guó)的化學(xué)教育雜志(JournalofChemicalEducation)為此還開設(shè)了微型實(shí)驗(yàn)專欄,報(bào)道微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究成果,促進(jìn)了微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在世界范圍的推廣。與常規(guī)實(shí)驗(yàn)相比,微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)在于節(jié)省實(shí)驗(yàn)藥品用量的數(shù)倍甚至數(shù)十倍,而隨著藥品用量的減少,實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢液和廢氣也將降低80%以上[1]。作為一種新型實(shí)驗(yàn)手段,微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有綠色環(huán)保、操作便捷等特點(diǎn),并且它在開展實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力方面有著獨(dú)特的作用,符合新課程倡導(dǎo)的綠色化學(xué)思想和科學(xué)探究理念。經(jīng)過(guò)在國(guó)內(nèi)20余年的研究和推廣,微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)有了大量成果,這些成果主要涉及微型實(shí)驗(yàn)教學(xué)功能的理論和實(shí)踐分析,化學(xué)實(shí)驗(yàn)的微型化設(shè)計(jì)和創(chuàng)新,運(yùn)用微型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)探究活動(dòng)等方面。廣西于20世紀(jì)90年代中后期引入微型化學(xué)實(shí)驗(yàn),并在化學(xué)師范生培養(yǎng)和教師職后培訓(xùn)等方面做了相關(guān)的探索,在中學(xué)領(lǐng)域,微型實(shí)驗(yàn)作為化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革的舉措之一,在解決實(shí)驗(yàn)條件不足,提高實(shí)驗(yàn)開設(shè)率,推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面發(fā)揮了重要作用。2000年在昆明召開的第五屆微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)研討會(huì),激發(fā)了中學(xué)化學(xué)教師的研究興趣,也加速推進(jìn)了微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在廣西、云南等西部省份的實(shí)施??傮w上看,微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在我國(guó)已取得了可喜的發(fā)展,但是在中學(xué)的推廣應(yīng)用依然不夠理想,仍然存在著“研制者熱,使用者冷”的局面[2]。影響微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在中學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的原因是多方面的,其中教師對(duì)它的認(rèn)識(shí)、理解和實(shí)踐行為是重要因素之一。為了發(fā)現(xiàn)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在教學(xué)實(shí)踐中的困難和問(wèn)題,以更好地應(yīng)對(duì)、解決這些問(wèn)題,我們從中學(xué)教師的角度開展調(diào)查研究。
2調(diào)查對(duì)象及方法
本次調(diào)查對(duì)象來(lái)自廣西全區(qū)14個(gè)地市的化學(xué)教師,包括各地區(qū)參加骨干教師培訓(xùn)的初、高中教師,以及部分在職研修班的學(xué)員,調(diào)查對(duì)象的基本情況如表1所示。調(diào)查采用無(wú)記名問(wèn)卷調(diào)查的方式,結(jié)合對(duì)部分教師的訪談,調(diào)查問(wèn)卷共發(fā)放180份,回收有效問(wèn)卷164份,有效率為91.1%。調(diào)查對(duì)象以中青年教師為主,年齡集中在30~45歲之間,該年齡段的教師也是化學(xué)教師隊(duì)伍的生力軍。從學(xué)歷層次來(lái)看,大多數(shù)是大學(xué)本科學(xué)歷,研究生(含研究生班和碩士)畢業(yè)的占9.2%。從教師的職稱上看,中級(jí)和高級(jí)職稱分別占64%和31.1%。此外,初、高中化學(xué)教師各占43.9%和56.1%。
3調(diào)查的內(nèi)容
問(wèn)卷的內(nèi)容包括5個(gè)方面:(1)對(duì)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)和理解;(2)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用;(3)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生能力發(fā)展的作用;(4)教學(xué)實(shí)踐中微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的困境;(5)對(duì)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)展的期望。另外,結(jié)合教師回答問(wèn)題的情況設(shè)計(jì)并實(shí)施了非結(jié)構(gòu)性訪談,以便全面深入地了解教師對(duì)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)觀念、應(yīng)用現(xiàn)狀和前景期待。
4調(diào)查結(jié)果分析
4.1對(duì)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)和理解
從表2可以看出,化學(xué)教師對(duì)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)均有不同程度的了解,其中大多數(shù)教師對(duì)微型實(shí)驗(yàn)了解較多,說(shuō)明微型實(shí)驗(yàn)通過(guò)多年宣傳推廣,已經(jīng)被廣大中學(xué)化學(xué)教師所熟悉。教師接觸和學(xué)習(xí)微型實(shí)驗(yàn)的渠道比較廣,其中最主要途徑是參加相關(guān)培訓(xùn)和閱讀期刊雜志,這說(shuō)明在很多教師培訓(xùn)中,微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)已成為培訓(xùn)內(nèi)容的一部分,許多教師從期刊雜志上學(xué)習(xí),與同行的相互交流中了解微型實(shí)驗(yàn),特別是近年來(lái)化學(xué)教育教學(xué)領(lǐng)域的重要學(xué)術(shù)期刊,如《化學(xué)教育》、《化學(xué)教學(xué)》等在新課程實(shí)施以來(lái)每年都刊發(fā)了一定數(shù)量的關(guān)于微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究論文[3],在宣傳報(bào)道微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究和教學(xué)實(shí)踐成果推廣方面發(fā)揮了重要的引領(lǐng)作用。
4.2微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用
微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在當(dāng)前教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用情況統(tǒng)計(jì)如表4、表5所示。調(diào)查中發(fā)現(xiàn),在化學(xué)教學(xué)中經(jīng)常或有時(shí)運(yùn)用到微型實(shí)驗(yàn)的學(xué)校和教師個(gè)人約占40%,還有近60%的學(xué)校或個(gè)人在教學(xué)中較少運(yùn)用,這說(shuō)明微型實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中的使用率總體偏少。筆者通過(guò)訪談進(jìn)一步了解到,有些學(xué)校和教師個(gè)人還處在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的嘗試和探索中,考慮到其他外界因素影響,目前很少在日常教學(xué)中使用。然而,不少教師在教學(xué)研討和教學(xué)比賽中使用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn),這說(shuō)明在教學(xué)研討課上,微型實(shí)驗(yàn)作為一種新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和手段受到普遍歡迎,并值得同行們交流和學(xué)習(xí)。我們通過(guò)分析當(dāng)前的優(yōu)質(zhì)課、比賽課等一些高水平的教學(xué)活動(dòng),可以看到微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)經(jīng)常會(huì)成為實(shí)驗(yàn)活動(dòng)設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)得到專家和老師們的好評(píng),說(shuō)明微型實(shí)驗(yàn)作為一種創(chuàng)新型的實(shí)驗(yàn)手段已被大家認(rèn)可,這也是對(duì)推廣微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的一種積極引導(dǎo)。值得我們深思的是,既然微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)得到化學(xué)教師的認(rèn)同,為何日常教學(xué)中卻并不多見?通過(guò)訪談發(fā)現(xiàn),除了一些客觀原因外,教師的教學(xué)觀念和思維惰性仍然是主要制約因素,要讓教師由觀念上的理解認(rèn)同轉(zhuǎn)化為行為上自覺實(shí)施仍有很長(zhǎng)路要走。微型實(shí)驗(yàn)不同于常規(guī)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)實(shí)際已蘊(yùn)含了創(chuàng)新元素,在教學(xué)實(shí)踐中教師可以進(jìn)行不同層次、不同角度的創(chuàng)造性運(yùn)用。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn),能自行設(shè)計(jì)制作微型實(shí)驗(yàn)裝置的教師非常少,只有3.7%,能對(duì)課本中常規(guī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行微型化改進(jìn)的也只有9.8%,大多數(shù)教師還處于對(duì)已有實(shí)驗(yàn)儀器裝置上改進(jìn)操作和借鑒他人經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的水平,這說(shuō)明中學(xué)化學(xué)教師在微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新運(yùn)用能力上還有待提高。
4.3微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生能力發(fā)展的作用
在調(diào)查中可看出,認(rèn)為微型實(shí)驗(yàn)?zāi)芴岣邔W(xué)生的動(dòng)手能力、實(shí)驗(yàn)探究能力、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力的教師占了90%左右。這也說(shuō)明了微型實(shí)驗(yàn)由于器材微型化、生活化,便于操作和攜帶,藥品耗費(fèi)少,適合學(xué)生實(shí)驗(yàn)等特點(diǎn),在提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Ψ矫婢哂幸欢▋?yōu)勢(shì),尤其是微型實(shí)驗(yàn)器材來(lái)源廣泛、裝置靈活多變的特點(diǎn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力上可以發(fā)揮重要作用。
4.4教學(xué)實(shí)踐中微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的困境
微型實(shí)驗(yàn)在國(guó)內(nèi)推廣實(shí)施已20多年,但一直進(jìn)展緩慢,從總體上說(shuō)明了微型實(shí)驗(yàn)在教學(xué)實(shí)踐中遇到了一些困難,這從調(diào)查中也得到了印證。這些困難主要為:實(shí)驗(yàn)器材、參考資料、實(shí)驗(yàn)技術(shù)的缺乏;相關(guān)培訓(xùn)不夠;教學(xué)時(shí)間有限;考試評(píng)價(jià)不夠重視等,特別是多數(shù)教師反映了教學(xué)時(shí)間有限和考試評(píng)價(jià)不重視是當(dāng)前推廣微型實(shí)驗(yàn)最主要的困難。這說(shuō)明目前中學(xué)化學(xué)教學(xué)任務(wù)太重而將教師的教學(xué)時(shí)間限制在教材中已有的實(shí)驗(yàn)上。另一方面現(xiàn)行的化學(xué)考試評(píng)價(jià)對(duì)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)不夠關(guān)注也在很大程度上影響了教師的積極性,從而影響了微型實(shí)驗(yàn)的推廣應(yīng)用。
4.5微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用前景及個(gè)人期望
盡管當(dāng)前存在一些困難,但大多數(shù)化學(xué)教師對(duì)微型實(shí)驗(yàn)的前景依然看好,并充滿著個(gè)人期待。調(diào)查中有38.4%的教師對(duì)微型實(shí)驗(yàn)的前景非??春?,48.2%的教師比較看好它的前景,眾多化學(xué)教師已意識(shí)到微型實(shí)驗(yàn)必將成為化學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)展方向之一,對(duì)微型實(shí)驗(yàn)的發(fā)展持樂(lè)觀態(tài)度。在調(diào)查教師個(gè)人期望時(shí)有37.2%的人表示會(huì)多學(xué)習(xí)微型實(shí)驗(yàn)技術(shù),并在教學(xué)中盡可能多運(yùn)用,45.7%的人表示會(huì)關(guān)注微型實(shí)驗(yàn)的發(fā)展,較多地應(yīng)用于教學(xué)。這說(shuō)明大多數(shù)教師愿意參與微型實(shí)驗(yàn)的推廣和應(yīng)用,以此推動(dòng)微型實(shí)驗(yàn)的發(fā)展。
4.6教師的建議
調(diào)查中我們?cè)O(shè)置了“教師對(duì)微型實(shí)驗(yàn)推廣應(yīng)用的個(gè)人建議”開放性問(wèn)題,許多教師提出了自己的建議,主要概括為:課程中增加微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容;增加微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)軟硬件設(shè)施的配備;增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)間;加強(qiáng)對(duì)教師應(yīng)用微型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的指導(dǎo)和培訓(xùn);改變現(xiàn)行的紙筆測(cè)驗(yàn)考查實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ姆绞降取?/p>
5結(jié)論
通過(guò)調(diào)查與分析可知,微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)通過(guò)在國(guó)內(nèi)20余年的發(fā)展,中學(xué)教師通過(guò)不同渠道熟悉或了解了微型化學(xué)實(shí)驗(yàn),其功能與作用已被大多數(shù)化學(xué)教師認(rèn)同;在實(shí)踐層面,教師在日常教學(xué)中運(yùn)用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)偏少,多數(shù)人只是在教學(xué)比賽和教研活動(dòng)中運(yùn)用,教師應(yīng)用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)還未上升為自覺性行為;教師在教學(xué)中對(duì)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新運(yùn)用意識(shí)和能力還有待提高;微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在教學(xué)推廣實(shí)施中的困難較多,主要在于教師得到的指導(dǎo)和培訓(xùn)不足,教學(xué)時(shí)間限制和考試評(píng)價(jià)導(dǎo)向等因素影響;盡管當(dāng)前存在著一些困難,但是中學(xué)教師對(duì)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的前景普遍看好,大多數(shù)教師表示將會(huì)更多地關(guān)注并學(xué)習(xí)微型實(shí)驗(yàn)并將其應(yīng)用于教學(xué)中。6討論及建議近20年來(lái),我國(guó)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)雖然獲得了較大的發(fā)展,但是在教學(xué)實(shí)踐中的推廣運(yùn)用比較緩慢,遇到的困難和問(wèn)題不容忽視,為推動(dòng)它在中學(xué)化學(xué)教學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展,筆者在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上提出以下建議。
(1)開展中學(xué)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐研究
微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在學(xué)生的科學(xué)探究活動(dòng)中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),但在教學(xué)實(shí)施的操作層面還存在一些問(wèn)題,如怎樣將微型實(shí)驗(yàn)用于演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)中,如何設(shè)計(jì)適合課程內(nèi)容的微型實(shí)驗(yàn)等,這些問(wèn)題需要開展相關(guān)的教學(xué)研究去解決。各級(jí)教研部門都應(yīng)鼓勵(lì)化學(xué)教師作為主要參與者進(jìn)行研究,這些研究可以包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新,如實(shí)驗(yàn)過(guò)程的改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)裝置的微型化、生活化創(chuàng)新等;也包括教學(xué)應(yīng)用研究,如運(yùn)用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)開展實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知性研究[4],以及對(duì)培養(yǎng)學(xué)生探究能力、創(chuàng)新思維的功能與作用研究。
(2)加強(qiáng)對(duì)中學(xué)教師的培訓(xùn)和指導(dǎo)
目前中學(xué)教師缺乏微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)技術(shù)及應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),特別新技術(shù)賦予微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)新的內(nèi)涵。如現(xiàn)代傳感技術(shù)、顯微技術(shù)與傳統(tǒng)微型實(shí)驗(yàn)的結(jié)合,已經(jīng)與傳統(tǒng)微型實(shí)驗(yàn)理念中的“簡(jiǎn)、易”有所不同[5]。因而,組織相關(guān)的培訓(xùn)和指導(dǎo)十分必要?,F(xiàn)在國(guó)內(nèi)一些高校如杭州師大、南京師大、廣西師大等師范院校多年來(lái)在微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域進(jìn)行了一系列研究,并取得了不少的成果,師范院??衫米陨淼难芯?jī)?yōu)勢(shì)與教師職前教育和職后培訓(xùn)結(jié)合起來(lái),將微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)成果融入教師職前教育和職后培訓(xùn)中,提高中學(xué)教師對(duì)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究和教學(xué)應(yīng)用能力。
(3)開發(fā)與利用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)資源
實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源是實(shí)施微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要載體,開發(fā)適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)資源可以解決中學(xué)教師困惑于對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選擇的難題。新課程3個(gè)版本的化學(xué)教材都已開設(shè)了實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)欄目,增加了開放性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,化學(xué)教師可以圍繞“提高學(xué)生科學(xué)探究能力”這一主旨,在教學(xué)中開發(fā)一些具有地域特色的實(shí)驗(yàn)課程資源,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究的主題、內(nèi)容、活動(dòng)方式,這些微型實(shí)驗(yàn)資源的開發(fā)將促進(jìn)中學(xué)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)施。
(4)發(fā)揮教學(xué)評(píng)價(jià)的引導(dǎo)和促進(jìn)功能
新課程強(qiáng)調(diào)建立促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展、教師不斷提高的評(píng)價(jià)體系,但現(xiàn)行的評(píng)價(jià)方式仍然以考試評(píng)價(jià)為主,對(duì)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的開展實(shí)施有一定的制約。當(dāng)前的中考、高考指揮著化學(xué)教學(xué),由于考試中很少涉及微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,使得很多教師即便對(duì)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)感興趣,在實(shí)踐中也動(dòng)力不足。值得欣喜的是,已經(jīng)有部分省市或地區(qū)的中、高考題中加入了微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的題,如2008年上海高考12題,2009年重慶市和廣東肇慶市等地的中考也都涉及到了微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)題型,隨著考試評(píng)價(jià)的關(guān)注,微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)應(yīng)用將得有力的促進(jìn)。因此,建議在各類化學(xué)考試中增加一些微型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,特別是增加考查學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)探究的試題,讓學(xué)生可運(yùn)用微型實(shí)驗(yàn)方法去解決這些問(wèn)題,這樣有利于化學(xué)實(shí)驗(yàn)向靈活化、微型化轉(zhuǎn)變。此外,對(duì)教師教學(xué)能力的考評(píng)也應(yīng)增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新的內(nèi)容,以激勵(lì)教師從事微型實(shí)驗(yàn)的研究和教學(xué)實(shí)踐。以綠色環(huán)保、操作簡(jiǎn)單、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新為主旨的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)成為化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要組成部分,符合當(dāng)前時(shí)展的需要。這一新的實(shí)驗(yàn)手段和方法在中學(xué)教學(xué)中已經(jīng)顯示了其生命力,但還需要我們投入更多精力和智慧,相信在廣大研究者、中學(xué)師生的共同努力下,一定能突破發(fā)展的瓶頸。
作者:唐勁軍1,2黃瓅2王凡3工作單位:1.北京師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院2.廣西師范大學(xué)3.廣西柳州市第一中學(xué)