中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容認(rèn)知水平研究

劉春鋒

（北京師范大學(xué)燕化附屬中學(xué)）

摘 要：研究教學(xué)內(nèi)容的認(rèn)知水平和了解學(xué)生的認(rèn)知水平，并且把教學(xué)內(nèi)容的認(rèn)知水平和學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展結(jié)合起來，應(yīng)用于教學(xué)中，讓教師更深入地研究教材，更深層次地了解學(xué)生，選擇更加合適的教學(xué)方法，從而提高教學(xué)質(zhì)量，是教育教學(xué)中一個非常重要的問題。

關(guān)鍵詞：化學(xué)實驗；認(rèn)知水平；布魯姆教育目標(biāo)分類學(xué)；化學(xué)實驗教學(xué)

一、化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容認(rèn)知水平的分類模型建構(gòu)

依據(jù)布魯姆的新版教育目標(biāo)分類學(xué)的體系，化學(xué)實驗的認(rèn)知水平分為六個等級：記憶、理解、應(yīng)用、分析、評價、創(chuàng)造（或設(shè)計）。

其中記憶的認(rèn)知表現(xiàn)為能夠?qū)⒒瘜W(xué)實驗知識納入長時記憶系統(tǒng)，在問題解決活動中表現(xiàn)為能夠再認(rèn)、回憶起相關(guān)的化學(xué)實驗知識。如化學(xué)實驗中物質(zhì)的性質(zhì)、貯存等。

理解的認(rèn)知表現(xiàn)為從化學(xué)實驗的信息中建構(gòu)意義。具體來說就是從一種表征形式（如化學(xué)實驗中的圖形）變成另一種（如文字）；能夠找到化學(xué)實驗的原理，判定化學(xué)實驗屬于哪一類實驗，如基本概念實驗、元素化合物實驗等；能夠概括出每一步實驗的結(jié)論；能從化學(xué)實驗呈現(xiàn)的現(xiàn)象中進(jìn)行邏輯推斷；能發(fā)現(xiàn)化學(xué)實驗之間的一致性；能建構(gòu)一個系統(tǒng)的因果模型，如解釋鹵素單質(zhì)性質(zhì)遞變的原因。

應(yīng)用的認(rèn)知表現(xiàn)為在給定的實驗情境中執(zhí)行或者利用一種程序。具體來說就是能對熟悉的實驗進(jìn)行實驗，如粗鹽提純的實驗中通過過濾除去不溶于水的雜質(zhì)；能在一種合適的情景中對于不熟悉的實驗?zāi)康睦靡阎膶嶒炘磉M(jìn)行實驗，如粗鹽提純的實驗中利用離子檢驗的原理除去溶于水的雜質(zhì)。

分析的認(rèn)知表現(xiàn)為把實驗所給的信息分解成各個組成部分，確定各部分之間的相對關(guān)系以及與總體框架的關(guān)系。具體來說就是能在現(xiàn)有的信息中區(qū)分出無關(guān)和相關(guān)或重要和不重要的部分，如在所給的實驗儀器中找到本實驗所需的，或者更利于完成實驗的儀器；能確定結(jié)構(gòu)中各要素是如何作用的，如構(gòu)造實驗裝置中各部分的作用；能確定現(xiàn)有實驗的結(jié)論。

評價的認(rèn)知表現(xiàn)為基于化學(xué)實驗的標(biāo)準(zhǔn)做出判斷。具體來說就是能發(fā)現(xiàn)實驗的某個步驟或者成果的矛盾或錯誤，確定實驗?zāi)硞€步驟或者成果是否具有內(nèi)部的一致性，察覺實施實驗裝置的有效性等。

創(chuàng)造的認(rèn)知表現(xiàn)為把實驗要素放在一起形成連貫的或者實用的整體，重新組織實驗要素成為一種新的模式或結(jié)構(gòu)。具體來說就是能基于化學(xué)實驗的標(biāo)準(zhǔn)來產(chǎn)生可選擇的假設(shè)，如產(chǎn)生假設(shè)來說明觀察到的實驗現(xiàn)象；能依據(jù)產(chǎn)生的假設(shè)設(shè)計實驗的過程；能得出實驗的結(jié)論。

二、高中化學(xué)實驗認(rèn)知水平的案例研究——以氯氣的制備及性質(zhì)實驗為例

1.實驗儀器和試劑

本實驗是物質(zhì)的制備和性質(zhì)實驗，需根據(jù)反應(yīng)原理選擇儀器和試劑來組裝裝置，屬于認(rèn)知水平中的理解級別。

2.實驗步驟

（1）氯氣的制取

根據(jù)裝置圖能知道每部分裝置的作用，和整體的關(guān)系，需要具體分析，如使用分液漏斗可以控制反應(yīng)速度，屬于認(rèn)知水平中的分析級別；同時根據(jù)裝置的作用，基于化學(xué)實驗的標(biāo)準(zhǔn)能找到裝置的不足，如用排水法收集氯氣會造成損失，得不到干燥的氯氣，缺少尾氣處理裝置，屬于認(rèn)知水平中的評價級別；根據(jù)找到的不足，提出實驗改進(jìn)的方案，如利用排飽和氯化鈉溶液的方法收集氯氣，增加盛有濃硫酸的洗氣瓶和盛有氫氧化鈉溶液的尾氣處理裝置，屬于認(rèn)知水平中的創(chuàng)造級別。

在檢查裝置氣密性中，掌握檢查裝置氣密性的原理屬于認(rèn)知水平的理解級別；根據(jù)原理進(jìn)行實際操作是認(rèn)知水平中的應(yīng)用級別。

（2）氯氣的性質(zhì)

記錄實驗現(xiàn)象是認(rèn)知水平中的記憶級別，根據(jù)實驗現(xiàn)象得出結(jié)論，如氯氣和氫氣點燃條件下能反應(yīng)，是認(rèn)知水平中的分析級別。物質(zhì)的顏色等應(yīng)納入長時記憶系統(tǒng)，是認(rèn)知水平中的記憶級別。

3.設(shè)計實驗判斷氯氣是否具有漂白性

設(shè)計實驗方案實驗是認(rèn)知水平中的創(chuàng)造級別。在進(jìn)行方案設(shè)計時思考物質(zhì)具有漂白性的原理，依據(jù)原理組裝實驗裝置，選擇試劑等屬于認(rèn)知水平中的理解級別；考慮試劑添加的順序和用量需要確定各個試劑之間以及和實驗整體的關(guān)系屬于分析級別；設(shè)計完實驗后需要基于化學(xué)實驗的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行判斷屬于評價級別。

三、高中化學(xué)實驗認(rèn)知水平的分類

依據(jù)上述實驗的研究方法，結(jié)合筆者實際的教學(xué)經(jīng)驗，對中學(xué)化學(xué)實驗認(rèn)知水平進(jìn)行了分類。

屬于記憶的有：物理性質(zhì)、常用儀器的主要用途和使用方法、氣體的收集方法、準(zhǔn)確記錄實驗現(xiàn)象。

屬于理解的有：信息處理、反應(yīng)原理、化學(xué)性質(zhì)、常見離子的檢驗、基本操作儀器和試劑的選擇。

屬于分析的有：裝置用途、實驗的結(jié)論。

屬于應(yīng)用的有：獨(dú)立操作、裝配儀器或繪制裝置圖、條件的控制。

屬于評價的有：裝置的改進(jìn)、方案的評價、改進(jìn)。

屬于創(chuàng)造的有：設(shè)計實驗方案。

參考文獻(xiàn)：

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[2]李佳，錢揚(yáng)義，肖長磊.高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中的探究實驗與設(shè)計實驗研究（下）[M].長春：東北師范大學(xué)出版社，2006.

[3]王磊.中學(xué)化學(xué)實驗及教學(xué)研究[M].北京師范大學(xué)出版社，2011.

編輯 趙飛飛endprint