基于創新能力培養的化學教學論實驗教學改革探索

郭巧云 ，杜　藝，曹　彬，鄧陶麗

(安順學院 化學化工學院，貴州 安順　561000)

化學教學論實驗課程是化學教師教育專業學生的必修實驗課程之一，是以化學教師教育方向本科生已有的化學基礎知識和基本實驗技能為基礎[1],其目的是培養師范生掌握基礎實驗操作、實驗技能的能力，提高學生參與實驗的積極性和主動性[2]；其實驗內容以中學化學實驗為主，包括了無機化學類實驗、有機化學類實驗、分析化學類實驗等。然而，目前的化學教學論實驗普遍存在著實驗類型單一、實驗內容更新不及時、學生設計實驗能力不足、實驗效果不理想等問題。

1　存在的問題

1.1　實驗內容更新不及時、實驗類型單一

化學教學論實驗課程仍然以舊教材的演示實驗為主，常開設的實驗內容為氧氣的制取與性質、氫氣的制取、氯氣的制取與性質、膠體的制備與性質、“電解水”實驗的準備與演示、用植物色素制取代用酸堿指示劑及其變色范圍的測試、植物中維生素C的測定、空氣中二氧化碳含量的測定等十二個實驗項目。這些實驗教學內容中有些與新課程改革后中學化學實驗內容不相匹配，沒有及時的進行更新，其中“氫氣的制備”是已被新教材取締的實驗[3]。這樣會導致學生對新課程改革的實驗內容難以掌握牢固。所開設的實驗類型均是驗證性實驗，探究性實驗與設計實驗比例太少，趣味化學實驗更是沒有，這不利于培養師范生的創新、設計實驗的能力。

1.2　實驗教學模式，教學方法單調

在化學教學論實驗教師慣用的教學模式有兩種，一是傳統的教師講授、演示實驗模式，由教師先進行演示實驗，然后重復實驗操作，缺乏對實驗儀器、藥品、實驗條件等選擇的思考和探究[4]；二是學生充當教師實驗教學模式，教師指導下由學生按照教材中的實驗來準備實驗所需要的儀器、藥品，再由學生代表進行演示實驗，然后其他學生進行重復實驗。這種教學模式在某種程度上體現了以學生為主體，較第一種模式更能激發學生的興趣，但沒有很好的培養學生的設計創新能力，特別是“氯氣的制備與性質”實驗由學生按照教材的方法進行實驗操作極易出現氯氣大量泄漏的情況，不僅僅影響師生的健康，而且實驗教學效果不好。

2　實驗內容與教學方式的改革

2.1　優化實驗內容

化學教學論實驗應該與中學化學實驗緊密聯系，新課程改革后中學化學教材中設計了大量的實驗，人教版九年級化學有32個演示實驗、11個探究性實驗，人教版高中化學必修模塊有55個實驗，選修模塊有70個實驗(不包括實驗化學模塊)[5]，創新性實驗、和趣味性實驗雖涉及較少，符合基礎教育課標的要求。但對實驗內容進行更新優化更有助于三維目標的達成，因此，設計了氯氣的制備與性質實驗、膠體的制備與性質兩個設計性實驗；探究空氣中二氧化碳的含量、探究氫氧化亞鐵制備的條件兩個探究性實驗；利用土豆制取氧氣、土豆鐘、吹氣生火、瓶子吹氣等四個趣味性實驗。

2.2　改革教學方式

一般化學實驗的教學方式是將事先準備好實驗所需要的儀器、藥品、在教學中，先由教師講明本次實驗的目的、原理、操作方法和注意事項，再進行演示實驗，然后學生根據教師的演示實驗進行實驗。該教學方式能夠較有效的培養學生的操作技能，完成實驗的速度較快，但是，學生缺乏對實驗藥品、儀器、實驗條件的選擇等問題的思考，也沒有對實驗效果的分析，加上學生對中學化學實驗的認識不充分，很難發現問題和提出有效的改進實驗方案，因此，該教學方式很難培養學生的創新和設計實驗的能力。

師范生除了要掌握實驗基本操作技能、演示實驗技能、實驗教學技能還要掌握實驗改進、設計技能、指導學生實驗技能。因此，需要對教學方式進行兩方面的改革，一是學生主體式教學，實驗教師不再是實驗的主體，而是學生的指導者，以學生為主體，由學生變成職前教師，從準備實驗到講解、演示實驗都是學生以職前教師的身份來進行；二是開放式教學，針對部分興趣濃厚、學習欲望強的學生進行開放式教學，由學生自己設計創新實驗、趣味實驗或者實驗改進方案，安排專業老師進行指導，實驗方案認可后即可申請在課外時間進入實驗室開展實驗研究。

學生主體式教學的課堂上氣氛較活躍，學生要自己準備實驗、演示并解說實驗，增強了學生責任感并調動了學生的積極性和主動性，在預備實驗過程中部分學生還能發現問題并能通過向教師請教和網絡查資料來試圖解決問題，提高了學生發現問題和分析解決問題的能力。

3　不同類型實驗的教學模式設計

3.1　驗證性實驗的教學模式設計

學生按照教材中實驗方案完成實驗預習，由準備組學生準備實驗所需要的必要儀器和藥品，并寫好板書。實驗教學中，由準備組中的一位同學作為職前教師講解實驗目的、實驗原理、實驗步驟、實驗注意事項，另一位同學協助一起完成演示實驗。然后，其他學生再開始進行實驗，準備組學生和教師一起觀看指導學生實驗，最后完成實驗報告。這種教學模式可以有效的培養學生實驗基本操作技能和實驗教學技能，缺點就是在提高學生對科學的興趣、誘發探究的積極性等方面并不是很有效[6]。

3.2　設計性實驗的教學模式設計

每組學生自主設計實驗方案，經實驗老師批準后再按照方案進行實驗，每次實驗安排設計方案較好的小組以職前教師的身份進行演示實驗，除了像傳統的演示實驗一樣要對實驗進行介紹，還要對實驗的設計思路與實驗特點、優點、缺點進行解說分享。然后其他組學生再進行實驗并完成實驗報告。這種教學模式可以有效的培養學生設計實驗的能力，同時有助于教師資格證考試中的實驗案例分析題的解答，并且能培養學生嚴謹的科學態度和初步的科研能力，學生的設計思路交流過程更有利于激發學生的創新思維。

3.3　探究性實驗的教學模式設計

由職前教師先提出幾套可能的探究性實驗方案，在教師的指導下準備好本次探究性實驗所有可能需要的儀器和藥品，實驗教學中由職前教師先提出問題；學生進行猜想與假設；每組制定實驗計劃；進行實驗，驗證假設；最后得出結論并進行分析與交流。這種教學模式的要求實驗課題具有一定的探究價值，重在鍛煉學生的問題意識，提高學生戰勝困難的信心，從而激發學生潛能，培養創新意識。

3.4　趣味性實驗的教學模式設計

教師先給出四個趣味實驗課題，四組學生各選一個課題進行準備，實驗教學中由四個準備組依次介紹趣味實驗的原理和操作方法及注意事項并進行演示實驗，然后其他組學生再做這四個實驗。這種教學模式的要求做的趣味實驗課題是操作較簡單、耗時較少，重在讓學生掌握多個趣味實驗，了解趣味化學實驗在中學化學教學中的作用。

在實際教學中，教師可以根據班級人數和實驗條件來靈活選擇實驗教學模式，在有限的學時內盡可能安排設計性實驗和探究性實驗，調動學生參與實驗的積極性，培養學生的實驗教學能力、設計實驗和創新的能力。