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教务成果
 
高师院校《中学化学实验研究》课程探究式教学研究与实践 成果总结报告
2017-08-08 09:47  

 

高师院校《中学化学实验研究》课程探究式教学研究与实践

教学成果的总结

高师院校《中学化学实验研究》课程探究式教学研究与实践课题组

化学是自然科学的重要组成部分,是一门以实验为基础的学科,化学实验探究是学生学习化学、探究化学、提高综合能力的重要途径之一。要使学生学会化学,利用化学解决化学问题和社会问题,担负起对社会的责任,实行终身学习,化学实验教学起着至关重要的作用。正像普通中学《化学课程标准》所指说:作为科学教育的重要组成部分,新的化学课程倡导从学生和社会发展的需要出发,发挥学科自身的优势,将科学探究作为课程改革的突破口,激发学生的主动性和创新意识,促使学生积极主动地学习,使获得化学知识和技能的过程也成为理解化学、进行科学探究、联系社会生活实际和形成科学价值观的过程。

《中学化学实验研究》是高等师范院校化学教育专业的职业技能必修课。它既是一门独立的课程,又与化学教学论紧密配合的课程。它以无机化学实验、分析化学实验、有机化学实验为基础。它们既相互联系,又有侧重点的不同。它是以中学化学实验为研究对象,通过探究的方法,解决中学化学教学过程的问题,从而提高学生的探究能力和发现问题解决问题的能力。因此,它既不同于大学化学基础实验课,又不同于中学化学实验课。中学化学实验与大学化学基础实验均侧重于帮助学生掌握化学实验的基本技能;中学化学实验研究侧重于培养高师化学教育专业学生的实验探究与教学能力。 

高师院校《中学化学实验研究》课程探究式教学研究与实践始于2000年,20139月立项山西省教育厅教改项目,20159月结题。依靠全体项目组成员的共同努力,经过三年的项目研究和两年的实践运行,达到了预期目的,形成了教学成果。

一、成果研究背景

1.问题提出

   “中学化学实验研究”是高等师范院校化学专业的必修课程之一,也是化学专业所特有的课程。该课程以中学化学教学中的实验为研究对象, 集实验研究和实验教学研究为一体, 培养学生从事化学实验教学和实验研究的能力,为中学化学教育教学培养合格人才。但是,长期以来“中学化学实验研究”课程在高师院校的教学过程中没有得到应有的重视,教学普遍存在:

①教学内容陈旧,探究性不够,研究功能不突出。具体来讲,教学内容就是实验步骤和要求的直接陈述,缺乏探究性和创新性;教学内容基本上是重复验证中学的有关实验, 内容陈旧,新颖性不强, 不能激发学生学习兴趣,不适应时代对学生实验学习的要求。

②教学模式陈旧,教学方法单一,严重制约了学生自主探究的主动性。目前,“中学化学实验研究“的教学模式还是采用传统的教学模式,学生始终处于被动的地位,“照猫画虎”、“照葫芦画瓢”依然严重,极大地影响了学生探究能力和创新意识的发展。

③教学评价评价方式单一,评价内容片面。实验教学只重视评价学生对化学知识、技能的掌握情况, 而忽视学生实验设计、实验创新能力、实验教学研究能力的评价;只重视了实验报告的评价,而忽视了学生实验过程的评价;只重视了学生操作规范性的评价,而忽视了学生创新性的评价。

    2.研究现状

    探究式教学法又称“发现法”,是布鲁纳首先倡导的,经过后人的不断研究、发展和完善,逐渐构成一套理科教学的新模式。其特点是:在教师的启发诱导下,通过学生的亲自参与,经过探究活动,由学生主动去发现概念、规律。在这个过程中,学生不仅学到了知识,更重要的是学到了获得知识的过程和方法(知道知识是通过怎样的过程得来的),培养了探究能力和创新意识。

探究教学的研究思想可以追溯到18世纪。在欧洲,以卢梭、裴斯泰洛齐、福禄倍尔等为代表的一批教育家,试图通过促进儿童的自由发展,把人的精神从中世纪的蒙昧和迷信中解放出来。他们认为:人与生俱来就有探究的欲望,这种观点为研究探究教学奠定了思想基础。

19世纪末至20世纪初,美国教育家杜威提出在学校教育中要采用探究的方法,倡导学生在真实的活动中进行科学探究,并提出了实施科学探究的基本模式。

20世纪50年代末至60年代初,在世界范围内开展的旨在提高理科教育质量的世界理科现代化运动中,科学探究的教育思想得到了较大的发展,施瓦布为此作出重要贡献。他认为,探究教学的目的是培养学生的科学探究能力。他将探究过程分为“固定式探究”和“流动式探究”,在此基础上,又提出了实施科学探究教学的基本程序,即:教师向学生提供关于科学研究的阅读材料和报告,师生共同讨论研究的细节(问题、数据、技术的作用、对数据的解释,以及科学家得出的结论。可能的话,学生们阅读的材料会包括几种不同的可供选择的解释,介绍不同的、甚至可能矛盾的实验,以及对假设的争论等)。通过这种讨论让学生了解科学知识是怎样产生的、科学知识有哪些基本的要素。施瓦布的研究不仅深化了探究教学这一领域的理论研究,更是提供了具有操作性的实践模式。

在国际科学教育改革热潮的影响下,我国教育研究者和教师对传统的教学方式进行了反思,并开始尝试各种形式的探究学习。

赵双菊老师提出了探究式“双建构”教学方案:第一次建构是通过学生的自我探究实现前知识的弥补和调整;第二次建构—通过探究自悟实现新旧知识的合理重组;

汪甜、崔鸿、刘胜祥等研究了在化学实验探究教学中,通过“发挥学生的主体作用,变演示实验为探索性实验,改进演示实验延伸探索过程,促成学生设计论证性实验”等策略;

陈雪泥研究了通过化学实验探究教学,培养学生实验设计能力、实验评价能力和优化实验方案能力的方法;

闫孝平研究了通过化学实验探究,可以大大提高学生的创新能力。并指出:进行化学实验探究教学活动,有利于满足学生求知需要、学习情感需要,可以实现知识的学习与创新,构建和完善认知结构,使认知结构立体化,能力多元化;

探究式实验教学充分体现了化学学科特点,它从最基本、最活跃的实验教学环节出发,可操作性较强,可以吸引学生积极参加,在实现兴趣培养、知识学习的同时,让学生体验学习的乐趣,使学生在知识、技能、情感等方面发生深层次的变化。教师可以利用利用实际的问题,鼓励学生积极思考,自己动手实验,解决自己不清楚的问题,自由发表自己的意见,使学生掌握自然科学研究的一般方法,从而提高分析问题、解决问题、探究创新的能力。探究式实验教学还可以提高教师的教学素养,促进教学的自我发展,在教学中成长,在教学中发展。

3.研究意义

探究式教学是高师院校化学教学改革的需要

高等师范院校的根本任务是为社会培养优秀合格的的教师。化学,作为高等师范教育其中的一个组成部分,它的任务就是培养优秀的化学教师。改革开放以来,高等师范院校化学教育专业进行了一系列的改革,明确了培养方向,拓宽了专业设置、调整了课程结构、更新了教学内容、引进了先进设备,使化学教学质量和教学水平有了较大提高。但是,随着科学技术的突飞猛进和激烈的国际竞争,特别是21世纪社会对化学人才要求的提高,高等师范教育又出现了新的问题:①专业基础课学术性太强,混淆了高师院校与其他院校的区别;②教育教学类课程薄弱,师范性不突出;③教学方法和教学手段单一,基本都还在使用传统的教授法(讲授法)教学;这些问题的出现,说明高等师范院校化学教育必须进行改革,特别是教学方法的改革,它直接关系着学生能力培养。探究式教学就是为了适应未来社会对人才的要求而发展起来的教学方法,特点明显、操作可行、效果明显。通过探究式教学,不仅可以发展学生的创造性思维,培养学生的自学能力,而且通过自我探究,学会和掌握科学研究的方法,为今后的终身学习和工作奠定坚实的基础。

⑵探究式教学是基础化学教育课程改革的要求

改革开放以来,我国基础化学教育取得了辉煌成就,基础化学教育课程建设也取得了显著成绩。但是,我国基础化学教育总体水平还不高,原有的基础教育课程已不能完全适应时代发展的需要。国务院在《国务院关于基础教育改革与发展的决定》中明确要求:“积极开展教育教学改革和教育科学研究。继续重视基础知识、基本技能的教学并关注情感、态度的培养;充分利用各种课程资源,培养学生收集、处理和利用信息的能力;开展研究性学习,培养学生提出问题、研究问题、解决问题的能力;鼓励合作学习,促进学生之间相互交流、共同发展,促进师生教学相长。”同时,在《基础教育课程改革纲要(试行)》中的课程改革目标部分提出:“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状,倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。”

新一轮的基础教育课程改革强调转变学生的学习方式,提倡“科学探究”等多元化的学习方式作为课程改革突破口,并从课程目标、教学内容、教学方式、教学手段、教学评价等各方面促进学生学习方式、教学方式的转变和全面发展。从我国基础化学教育改革的现状来看,迫切需要研究化学实验探究式教学。

⑶探究式教学是“中学化学实验研究”课程改革的需要

   “中学化学实验研究”是高师院校化学教育专业的必修课程之一,它在教学过程中的作用是:

①认识化学的桥梁

在中学化学实验教学过程中,学生和化学经验是作为化学教学活动结构的两极而成对出现的。要进行化学教学,既要有学生,也要有化学经验,二者缺一不可,化学实验正是把学生和化学经验联结起来的桥梁。

化学实验和化学教学在结构上有着相同的主体和相同的客体,即学生和化学经验。中学化学实验是实验主体按照一定的研究目的,以一定的科学知识为指导,凭借一定的化学实验仪器、装置、设备和工具,采用特殊的化学实验操作方式和方法,在人为控制的环境下,作用于实验客体使之发生某些变化。在这一活动中,化学实验主体把自己的实验目的和自身的能力对象化,这是主观见之于客观,主体作用于客体的能动的现实的感性物质活动。与此同时,也发生着化学实验主体(即认识主体)在观念上掌握和反映实验客体(即认识客体)的反映关系。所以,这又是化学认识主体对化学认识客体能动的、现实的反映活动。在化学实验中,实验主体使用实验仪器等作用于实验客体,实验客体同时也反作用于实验主体,在这里主客体之间进行着物质、能量和信息交换的现实能动活动。在这种能动活动中展现出的主体对客体的关系,不同于其他实践活动的地方,就在于它运用了一定的科学物质工具,通过化学实验仪器、装置、设备和工具等物质手段对客体的作用、变革和改造,以达到对主体的自我改造,提高自身认识客体的能力。化学实验的这种既改造客体又改造主体的双重改造功能,决定并要求主体不仅要认识客体,而且要认识自己、认识自身同客体的关系。正是化学实验具有的这一特点,使它在化学科学认识中能居于中介地位,把化学科学认识的两极——认识的主体和认识的客体联结起来,使它们彼此发生相互作用,从而实现主体对客体的认识目的。

②学习化学的手段

    中学化学教学是学生对化学经验的一种能动的反映。由于作为化学认识客体的化学经验是一个无限复杂的包含各种因素,各种矛盾的统一体,具有无限的层次性和无穷性,并且处于永恒的运动、变化和发展之中。就化学认识主体的认知能力和可能性来说,化学认识主体能够认识无限发展着的物质客体,即对于具有无限认识能力的认识主体,没有不可能被认识的东西,即使现在没有认识,将来也会随着科学技术的进步,成为可被认识的对象。但是,就每一个具体的学生来说,由于受着客观物质及其本质的表现程度的限制,受着社会历史条件、实验物质手段和设备等客观条件的限制,以及受着个人的知识、经验水平、科学研究能力和思想方法等主观条件的限制,对经验的认识又总是有限的。所以,认识主体的这种无限的认识能力,只有通过完全有限地思维着的个人才能实现。由于这两方面的原因,中学化学教学过程中学生对化学经验的反映、认识,不可能直接完成,而需要借助化学实验一步一步地不断接近的。

二、成果研究内容

 1.研究内容

研究了《中学化学实验研究》探究式教学的内容

    选择什么样的教学内容、选择多少内容、怎样编排、如何要求等等,直接关系着《中学化学实验研究》课程教学的质量。中学化学教学所涉及的化学实验有几百个,如果将这几百个实验在《中学化学实验研究》进行一一研究,那是不可能的,也是不现实的。为此,我们首先提出来“核心实验”的概念,研究“核心实验”的内涵、特征、功能,在此基础上,确认中学化学教学的核心实验,并将它们确定为《中学化学实验研究》课程的教学内容;然后,根据学生认知顺序和化学学科的逻辑顺序,将这些“核心实验”进行编排,形成教学顺序;最后,根据人才培养目标和课程教学目标,确定教学要求,形成教学内容(见附件《中学化学实验研究》教学大纲)。

    研究了《中学化学实验研究》探究式教学的模式

    教学模式是指具有独特风格的教学样式,是以简化形式表示关于教学活动的基本程序或框架。作为结构,教学模式是从宏观上把握教学活动整体及各要素之间内部的关系和功能;作为程序,则突出了教学的有序性和可操作性。

通过长期《中学化学实验研究》实践教学与研究,在分析、整理、修正、总结的基础上,形成了适合《中学化学实验研究》教学的“开放探究、自主建构”教学模式。其结构流程见图1

化学实验教学模式结构与流程

    研究了《中学化学实验研究》探究式教学的评价体系

教学评价是以教学目标为依据,按照科学的标准,运用一切有效的技术手段,对教学过程及结果进行测量,并给予价值判断的过程,是对教学工作质量所作的测量、分析和评定。它包括:对学生学业成绩的评价,对教师教学质量的评价和进行课程评价。要进行教学评价,评价体系的建立是不可缺少的,为此,围绕以下内容进行了深入研究:

探究问题要素,包括:物质性质研究、物质分离研究、物质检验研究、物质反应规律研究、物质组成与结构研究;

探究过程要,包括:提出问题、形成假设、设计方案、进行实验、收集证据、解释结论、交流表达、反思评价;

探究思维要素,包括:假设创-系统假设-化学预测与猜想、假设检验-变量控制-方案设计与实施、分析综合抽象概括归纳推论、演绎推理模型建构理论解释、反思论证批判质疑优化改进;

探究水平要素,包括:执行-解释-选择-评价-创新、定性探究-定量探究、实验探究、局部探究-完整探究;

探究背景要素,包括:生产生活实际、科技动态信息、实验现象事实、探究知识技能要素、元素化合物知识、概念原理知识、过程方法;

探究教学目的要素,包括:获得知识和方法、应用知识和方法;

探究物质条件要素,包括:实验装置、仪器设备、实验条件、操作步骤等,形成本项目的三个主要研究内容。

在此基础上形成了《中学化学实验研究》探究式教学的评价体系。

三、解决的主要问题

解决了《中学化学实验研究》课程探究教学的教学内容。本成果就核心实验与核心素养之间进行了有机贯通,重新建构的《中学化学实验研究》教学内容更具有时代性、探究性和发展性,更加符合高素质教师人才的培养。

解决了《中学化学实验研究》课程探究教学的教学模式。本成果是在教学实践基础上形成的教学模式,它突出了教学过程学生的自主性、参与性、探究性和发展性。

解决了《中学化学实验研究》课程探究教学的评价体系。本成果充分考虑了学生学习特征、课程教学特征、未来教师素质和基础教学改革,评价体系达到了评价结果客观公正、评价操作简单易行。

四、采用的研究方法

高师院校“中学化学实验研究”探究式教学的研究与实践是一个复杂的系统研究工程,为了达到预期的研究目的,在研究过程中,我们使用了调查法、文献法、实证法。

1. 调查法

通过与师生座谈、实验教学研讨等形式,对当前《中学化学实验研究》教学存在的问题、影响学生综合能力提高的因素、学生学习倾向等问题进行了广泛调研,并在此基础上进行了科学分析,得到了《中学化学实验研究》教学应该教什么、《中学化学实验研究》教学应该怎么教、学生喜欢什么、学生关心什么、社会需要什么、怎样满足社会需求等第一手研究资料,为项目研究找到了突破口。

2. 文献法

在调查研究的基础上,广泛研究了当前国内外《中学化学实验研究》教学研究的最新成果,吸其精华,剔其糟粕,为我所用,为项目研究寻找理论支持。

3. 行动研究法

为了检验本成果的正确性和教学效果,采用了行动研究法。五年来,我们对本成果的每一个环节都进行了教学检验。在检验过程中,不放过任何一处问题和缺陷,对发现的问题和缺陷,积极查找原因,科学反思,合理修正。为了成果共享,我们逐渐将成果研究范围扩大到部分兄弟院系。

五、成果研究过程

本成果的研究过程分四个阶段进行:

第一阶段:20136月~20137月,研究项目分工,整理前期研究成果

201361日—5日,项目组成员认真分析了研究项目的内容与特点,根据项目组成员的研究特长,进行了详细分工,并撰写了可行性研究方案。 

张四方教授,项目总负责人。负责项目研究的全面工作,包括:设计规划项目研究的总体思路、行动方案;把握研究方向;组织制定调查研究方案;组织分析调查结果;组织协调研究人员分工;筹措研究经费;协调教材编写;评价研究结果;总结研究效果。

薛华、张改玲,负责《中学化学实验研究》教学内容研究的的具体工作。包括:《中学化学实验研究》教学内容筛选的原则与要求、核心实验理论体系的建立、分析整理调查结果、制定教学内容、撰写研究报告。

任跃红、李强,负责《中学化学实验研究》探究式教学模式研究的具体工作。包括:教学模式理论研究、实践运行、效果分析等,撰写研究报告。

张跃文、邓斌,负责《中学化学实验研究》教学评价体系研究的具体工作。包括:评价体系建立的理论基础、体系建立、体系效果验证等,撰写研究报告。

201366日—30日,项目组成员进行了走访、座谈、文献查阅等工作。在此基础上,通过分析研究,基本找到了目前《中学化学实验研究》教学主要存在的问题是:教学内容陈旧、学科相互渗透与交叉不够、学习内容繁多、主次内容不清、重复内容较多、学生学习积极性不高等。为项目研究找到了突破口。

201371日—10日,项目组成员认真分析总结了《中学化学实验研究》在我院以前教学过程中取得的研究成果,研究了如何将这些研究成果运用到本课题的研究中,并初步确立了研究思路与实施方案。

2013711日—30日,组织了项目研究进展交流活动,对正在进行的研究进行了交流,并对下一步研究计划进行了详细安排。

201381日—15日,项目组邀请太原师范学院、海南师范大学、晋中学院、忻州师范学院、运城学院、长治学院等兄弟院校的专家、教师对《中学化学实验研究》教学内容、教学模式、评价体系等进行了学术研讨.

    2013815日—30日,在广泛听取兄弟院校专家、教师意见的基础上,项目组形成了《中学化学实验研究》教学的基本教学内容、教学模式、评价体系,并进入实证研究阶段。

在第一阶段,项目组组织各种研讨会、交流会、讲座8场,参加学术交流80人次,这些都对第二阶段的研究奠定基础。

第二阶段:20139月—20141月,教学内容、教学模式评价体系的验证

在完成第一阶段任务的基础上,项目组选择太原师范学院化学系进行了实践研究。实践对象为化学系大三化学专业全体学生。

为了使研究结果更具有真实性、可靠性,项目组邀请晋中学院、忻州师范学院、运城学院、长治学院等兄弟院校《中学化学实验研究》的教学也参加进来,大家统一教学内容、教学模式和评价体系。

2013101020日,项目组研究了《中学化学实验研究》的教学内容,优化了《中学化学实验研究》教材的使用,研究了《中学化学实验研究》教学大纲的编制。

2013111518日,项目组研讨了《中学化学实验研究》教学过程中遇到的问题,及时修正了教学过程中的一些偏差,提炼、概况、总结《中学化学实验研究》探究式教学模式。

20131115日—1220日,项目组研讨了《中学化学实验研究》探究式教学评价体系建立的理论基础、评价方式,研究了《中学化学实验研究》探究式教学评价体系,基本确立《中学化学实验研究》探究式教学评价体系。

20131220日—2014120日,项目组分头对教学模式、评价体系进行效果评价,修正不足。

2014120日—220日,项目组组织邀请单位进行研讨、修正“高师院校《中学化学实验研究》探究式教学的研究与实践”的不足,总结成果。

第二阶段,项目组召开教师座谈会9次,项目组听课40人次,修正方案5次。

第三阶段:20142月—20149月,整理研究结果,形成最终研究成果    

20142月—20149月在整理分析研究结果的基础上,形成了最终研究成果。

20145911日,来之山西高等院校的教师、专家在长治学院为“高师院校《中学化学实验研究》探究式教学的研究与实践”进行了学术研讨。

第四阶段:20149月—20177月,成果推广阶段

20153月—20156 在太原师范学院化学系化学专业进行教学实践,参与学生104人。

20157月—20162 邀请相关专家和参与教学实践的教师、学生座谈,对教学实践过程中存在的问题进行研讨、修正。

20163月—20166 在太原师范学院化学系化学专业进行教学实践,参与学生115人。

20169月—201612 在晋中学院化学化工学院化学专业进行试推广,参与学生48人。

20173月—20176 在太原师范学院化学系化学专业进行教学实践,参与学生150人。

在这个阶段,组织专家研讨3次,组织兄弟院校研讨2次,并准备在条件成熟的情况下,进行推广。

六、研究成果

    在项目组的共同努力下,完成了研究任务,基本达到了预期目标,形成了一系列研究成果。

1. 制定了《中学化学实验研究》探究式教学的内容和大纲

通过研究与实践形成了适合学生发展,有利于综合能力提高的《中学化学实验研究》探究式教学的内容(详见表1)和教学大纲(见附件)。                

《中学化学实验研究》探究式教学内容

序号

     

实验类型

学时

要求

备注

1

甲烷制备与性质实验的改进

改进实验

3

必做

 

2

铁与水蒸气反应的实验改进

改进实验

3

必做

 

3

硫酸铜与氢氧化钠溶液反应的不同现象探究

探究实验

3

必做

 

4

指示剂在不同浓度氢氧化钠溶液中颜色变化的原因探究

探究实验

3

开放

 

5

氢氧化亚铁制备装置改进的探究

探究实验

3

必做

 

6

不同沉淀剂对制备铜氨络离子的影响

综合实验

3

开放

 

7

银镜反应废液中金属银的回收

综合实验

3

必做

 

8

茶叶中主要成分的提取和浸泡时间对茶水总还原能力影响

综合实验

3

开放

 

9

一氧化碳还原氧化铜的探究

初中实验

3

必做

 

10

实验室制氧及催化剂性能比较研究

初中实验

3

必做

 

11

实验室制氢最佳条件探究

初中实验

3

必做

 

12

金属腐蚀条件的实验室探索

初中实验

3

必做

 

13

原电池与燃料电池

高中实验

3

必做

 

14

自制酸碱指示剂

高中实验

3

必做

 

15

草木灰中钾盐的提取与分离

高中实验

3

开放

 

16

镁与水反应的探究

高中实验

3

必做

 

17

不同催化剂对双氧水制氧气的影响

掌上实验

3

开放

 

18

化学平衡常数测定

掌上实验

3

开放

 

19

自来水中余氯的测定

掌上实验

3

开放

 

20

浓度对弱电解质电离度的影响

掌上实验

3

开放

 

2. 出版了“十二五”规划教材

《中学化学实验研究》在中国石化出版社正式出版发行。其主要内容如下:

    绪论

    单元中学化学实验研究

    单元2  中学化学实验研究技巧

    单元3  手持技术实验研究

    单元改进型实验研究

    单元探究型实验研究

    单元综合型实验研究

    单元初中化学典型实验研究

    单元高中化学典型实验研究

3. 形成了适合《中学化学实验研究》探究式教学的教学模式

通过在太原师范学院化学系的实践教学,在分析、整理、修正、总结的基础上,形成了适合《中学化学实验研究》教学的“开放探究、自主建构”教学模式。其结构流程见图1

提出问题,即实验教学过程要解决的主要问题。它来自于化学实验教学的要求,由教师根据能力培养需求提出,它具有“未知性”和“可解性”。

探究学习,即学生围绕关键问题展开的探究性学习。探究学习可通过网络、文献和实验背景(教材中已有)等开放式空间,进行自主与合作性学习,通过学习,制定出解决关键问题的实验方案。

探究问题和探究学习两个环节是学生的课前工作,在教师指导下完成。

实验操作,即问题解决方案(实验方案)在实验室的具体实施过程。包括:实验操作、方案修改、数据采集和现象记录等环节。

分析总结,即对数据、实验现象进行初步处理与解释后得出的实验结论和实验过程成功和失败的分析总结。

实验操作和分析总结两个环节是学生在课中完成的任务。在这个过程中,教师要对学生的操作进行观察和指导,对学生的过程和结果教师要做出合理评价。

拓展应用,即根据实验过程所学到的知识和方法进行横向和纵向的延伸(知识迁移,形成新的知识结构,教材中有具体要求)和扩展。主要途径是开放性实验。

新建模式与传统实验教学的基本模式(“课前预习→教师讲授→实验操作→分析总结→问题讨论”)相比(见表2),其突出的特征是:开放探究、自主建构。

2   新建模式与传统模式比较

 

理论基础

教师角色

学生角色

教学系统

教学要求

教学重点

新建模式

建构主义

指导者·促进者

体验着·探索者

开放式

知识建构

过程·结果

传统模式

行为主义

传授者

接受者

封闭式

知识再现

实验结果

    5. 建立了适合《中学化学实验研究》探究式教学的评价体系

建立了以“实验准备评价、实验习惯评价、实验操作评价、实验报告评价、实验操作考核和实验笔试考核”为6个一级指标组成的《中学化学实验研究》教学评价体系。为了突出过程性评价,使过程性评价与终结性评价得到有机结合,实现《中学化学实验研究》的教学目标,分别把各项指标权重定为0.20.10.30.150.150.1。按6个部分的考核比例分数之和作为学生《中学化学实验研究》课程总成绩,具体体现见表3

3   中学化学实验研究评价体系

评价指标

指标

权重

评价指标内容

评价方式

实验准备

0.2

资料查找、资料分析、资料运用、实验探究原理、实验探究步骤、安全事项

过程性评价

定性评价

实验习惯

0.1

操作习惯、安全习惯、整洁习惯、实验纪律、物品取用习惯、合作精神

过程性评价

定性评价

实验操作

0.3

仪器操作、药品取用、观察记录、实验耗时、结果分析、探究能力

过程性评价

定性评价

实验报告

0.15

装置绘图、语言表达、数据处理、数据分析、实验结论、现象解释、实验反思

过程性评价

定性评价

实验操作考核

0.15

探究方案、操作技能、数据记录、数据分析、现象分析、实验结果

终结性评价

定性评价

实验笔试考核

0.1

实验仪器和药品的使用常识、实验操作技能的基本问题、化学实验原理、实验成败的关键、实验注意事项、异常实验的解释与处理、实验室规则、样品、基准物的取样、指示剂的选择、误差的计算、有效数字的运用等

终结性评价

定量评价

七、研究成果的创新点

1.指导思想的创新

本成果是在“核心实验”指导思想下完成的教学改革研究成果。“核心实验”是课题组根据“核心素养”(中国学生应具备的,能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力)而提出来的一种新概念。“核心实验”是指那些在所有的实验中最基础但又有超越课堂的学科价值的实验,它是构建一系列具有共同特性实验的图景,它统摄了学科观念、基本技能、学科思维、科学探究等内容,是进行基础教学必做的实验。其目的是核心实验教学,达到举一反三、触类旁通的教学效果。其意义在于精简实验个数,减轻了学习负担,节约时间,提高了学习效率,适应基础教育改革要求。

 2.教学模式的创新

本成果建构一套“开放探究、自主建构”为特征的实验教学新模式,改变了传统教学模式。“开放探究、自主建构”教学模式包含课前、课中和课后三个环节。课前,学生通过网络、文献等开放的空间,自主、合作学习相关资料,解决教师课前提出的实验探究问题,进而设计出解决问题的实验方案;课中,学生根据实验方案,自主探究,完成问题探究过程;课后,学生根据实验过程所学知识和兴趣爱好,通过开放性实验继续探究有关问题,使学习得于有效延伸与扩展。其特点在于学生成了体验者、探究者,知识的自我建构者;教师变成指导者、促进者,实现了教与学方式的根本变革。    

八、成果应用及效果 

    1.成果在本校的推广应用
    
本成果首先在太原师范学院化学系进行了教学应用,并取得了良好效果,学生实验能力和创新明显提高。在山西省大学生化学实验竞赛中,连续两届获得一等;近5年来学生在公开刊物发表的相关论文10余篇;获得各级大学生创新创业训练计划项目10(其中国家级2项、省级8),毕业论文设计被评为学校优秀毕业论文5篇;通过问卷调查、学生座谈和学校的评教,学生对教学新内容、新模式教学的满意度达到96%,学生就业率明显提高。

    本成果已经引起了我校理科《中学实验研究》任课教师的关注,有关教师已经与项目组进行了多次交流研讨,并逐步在相关专业的《中学实验研究》课程教学中进行推广。

2.成果在兄弟院校的推广应用

    海南师范大学、晋中学院、忻州师范学院、运城学院、长治学院等兄弟院校的教师直接参与了本项目的研究,并联合编写出版了《中学化学实验研究》(项目成果之一,《中学化学实验研究》教学内容),每年举行2次教学研讨交流,并将本成果推广自己单位,受到学生好评。

3.教师的教学水平和教学质量大大提高
    
教师也是本成果实施的受益者。我校从事理科实验研究的许多教师普遍对本成果感兴趣,经常与项目组交流学习,对本成果有了深刻认知,通过积极参与实验探究教学实践,不仅提升了自己的探究教学能力,而且大大提高了学生探究实践能力,使教学水平和教学质量有了明显提升。仅项目组近年来发表教学研究论文8篇,承担省级教学改革课题4项,出版教材10部(册),获教学成果奖4项。

4.受到中学用人单位的好评

本成果通过5年的教学实践,学生实验探究能力有了显著变化,受到中学用人单位的好评。根据毕业生跟踪调查,用人单位普遍认为我系培养的学生实验基本功好,教学能力强,大大缩短了中学对新岗教师的培养时间,学生就业率逐年提高,2012年就业率82.8%2016年就业率上升到89.3%

5.社会影响力不断提升
    
本成果在社会上影响力也在逐年提升。5年来,本成果的《中学化学实验研究》已经收录到《全国大中专教材目录》,被北京、山西、湖北、江苏、浙江、山东、辽宁、陕西、广东等省市的许多高等院校选作专业教材,累计印刷10000余册,并受到读者的好评,正像“流若溪行若水”读者说:教学中经常遇到实验上的问题,可一直缺乏权威的资料,这本书在这方面提供了很好的指导。从中学化学基础出发,同时又高屋建瓴,特别为广大中学教师进行化学实验探究提供了素材。实验背景栏目让我们增添对物质的了解,实验原理让我们明确了实验的方向,实验思考让我们在完成实验后余音绕梁,回味悠远。

   

 

 

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