（教育学原理专业论文）中学生化学实验技能的形成与训练的研究.pdf

r 铲 土 中文摘要 【化学是在原子和分子水平上研究物质的组成、结构、性质及其变化的科学。 在众多的自然科学中，化学因其在日常生活、国民经济中不可或缺的支柱地位， 及其在近代科学发展中的基础作用，已被“国际纯粹和应用化学联合会” ( i u p a c ) 誉为“2 1 世纪的中心学科”! 从化学的特征来看， 化学是一门以实验 为基础的自然科学，化学实验在学科发展中依然占据着重是地位，它不仅是科 学研究、科学发现中最重要最基本的手段之一，而且在人才：培养方面，化学实 验亦是塑造学生全面素质的一个重要环节但在目前中学镛学教学中，我们更 多的是重视化学知识的传授，而忽视了学生化学实验技能的训练和培养。从目 前对技能研究和化学实验砚究的综合状况来看，存在问题表现在：完善性不够， 针对性不强，系统性差。) 本文针对目前我国中学化学实验技能训练中存在的问题，在对我国当前中 学化学实验教学及学生实验技能现状的多项调查论证的基础上，指出了加强实 验教学和提高学生实验技能的必要性及其重要意义：然后从教育心理学的研究 成果出发，运用实验法对中学生化学实验技能的形成规律及其发展特点进行了 探讨和研究，提出了一系列实验技能的训练方法和指导原则；最后通过教学实 例和对比测试研究进一步论证了文中的观点 一一、( 中学化学实验教学中，教学目标的主要任务之一就是培养学生的实验技能 实验技能是构成学生科学素质的重要元素，亦是化学教学中培养学生创新能力 的基础因此，本研究所探讨的中学生化学实验技能的形成规律及其训练方法， 对于科学素质教育、创新能力的培养、中学化学教学实践以及教育心理学中技 能形成规律的研究都具有积极的意义，1 ， 关键词：中学化学实验技能形成甄律 f 悸彖、 气 l a b s t r a c t c h e m i s t r yi st h es c i e n c eo fs t u d y i n gt h ec o m p o s i t i o n s ，s t r u c t u r e sa n dp r o p e r t i e s o fm a t t e ra n di t sc h a n g e so nt h eb a s i so fa t o m sa n dm o l e c u l e s a m o n g t h en u m e r o u s n a t u r a l ss c i e n c e s ，c h e m i s t r yh a sb e e nc o n s i d e r e da s “t h ec e n t r a lc o u r s eo fs t u d yi nt h e 2 1 s tc e n t u r y ”b yi u p a cb e c a u s eo fi t si n d i s p e n s a b l er o l ei no u rd a i l yl i f ea n dt h e n a t i o n a le c o n o m ya n di t sb a s i cf u n c t i o ni nt h ed e v e l o p m e n to fm o d e r ns c i e n c e s e e n f r o mi t s f e a t u r e s ，c h e m i s t r y i san a t u r a ls c i e n c eo nt h eb a s i s o f e x p e r i m e n t s c h e m i s t r ye x p e r i m e n tm a i n t a i n sa ni m p o r t a n tr o l ei nt h ed e v e l o p m e n t o ft h i ss c i e n c e i tn o t o n l y i so n eo ft h em o s t i m p o r t a n t a n de s s e n t i a lm e a n si nt h es c i e n t i f i c r e s e a r c h e sa n dd i s c o v e r i e sb u ta l s oi sak e yl i n ki nf o s t e r i n gs t u d e n t so f a l lq u a l i t i e sa s w e l la st r a i n i n gt a l e n t e dp e r s o n s h o w e v e r ，i nt h ep r e s e n tm i d d l e s c h o o lc h e m i s t r y t e a c h i n g ，t h et e a c h e r sa t t a c hg r e a t e ri m p o r t a n c et oi m p a r t i n gc h e m i s t r yk n o w l e d g e t o s t u d e n t s t h e yi g n o r e t h e t r a i n i n g a n d d e v e l o p i n g o f s t u d e n t s c h e m i s t r y e x p e r i m e n t i n gs k i l l s s e e nf r o mt h ec o m p r e h e n s i v es i t u a t i o n s o ft h er e s e a r c h e so n s k i l l sa n dc h e m i s t r ye x p e r i m e n t ，t h ee x i s t i n gp r o b l e m sa r ea sf o l l o w s ：i n s u f f i c i e n t q u a l i t y o fb e i n gp e r f e c t ，m i s t a k e nu n d e r s t a n d i n go ft h et e a c h i n ga i m sa n dp o o r s y s t e m a t i c n e s s t h i s e s s a y , b a s e d o nt h ed e m o n s t r a t i o n sa n di n v e s t i g a t i o n so ft h ep r e s e n t c h e m i s t r ye x p e r i m e n tt e a c h i n ga n d t h ec o n d i t i o n so fs t u d e n t s e x p e r i m e n t i n gs k i l l si n m i d d l es c h o o i so fo t l r c o u n t r y ，p o i n t s o u tt h e n e c e s s i t y a n d s i g n i f i c a n c e o f s t r e n g t h e n i n gt h ee x p e r i m e n tt e a c h i n ga n di m p r o v i n gs t u d e n t s e x p e r i m e n t i n gs k i l l s i na c c o r d a n c ew i t hp r e s e n tp r o b l e m se x i s t i n gi ne x p e r i m e n t i n gs k i l lt r a i n i n g ；t h e n ， p r o c e e d i n gf r o mt h ef r u i t f u lr e s e a r c h e so fe d u c a t i o n a lp s y c h o l o g y ，t h ee s s a yp r o b e s i n t ot h ef o r m i n gr e g u l a rp a t t e r no fm i d d l e s c h o o ls t u d e n t s e x p e r i m e n t i n gs k i l l sb y a p p l y i n ge x p e r i m e n t i n gm e t h o da n db r i n g sf o r t h as e r i e so ft r a i n i n gm e t h o d sa n d g u i d i n gp r i n c i p l e so ne x p e r i m e n t i n gs k i l l s ；f i n a l l yt h ee s s a y f u r t h e rd e m o n s t r a t e si t s v i e w p o i n t sb em e a n s o ft e a c h i n ge x a m p l e sa n dc o m p a r i n g t e s t s o n eo ft h em a i nt a s k so ft h e t e a c h i n g a i m si nm i d d l es c h o o l c h e m i s t r y e x p e r i m e n t t e a c h i n g i s t r a i n i n gs t u d e n t s e x p e r i m e n t i n g s k i l l s - i m p r o v i n g -1h-_k e x p e r i m e n t i n gs k i l l s i st h eb a s i so ft r a i n i n gs t u d e n t s c r e a t i v e a b i l i t y a sw e l la st h e a m p o r t a n te l e m e n ti nc o m p o s i n gs t u d e t l t s s c i e n t i f i cq u a l i t i e s a sar e s u l t ，t h i se s s a y p r o b i n gi n t ot h ef o r m i n gr e g u l a rp a t t e r no fm i d d l es c h o o l s t u d e n t s e x p e r i m e n t i n g s k i l l sa n dt h e t r a i n i n gm e t h o d s ，i so fp o s i t i v es i g n i f i c a n c ef o rs c i e n t i f i c q u a l i t y e d u c a t i o n ，c r e a t i v ea b i l i t yt r a i n i n g ，t h ep r a c t i c eo fm i d d l e s c h o o lc h e m i s t r yt e a c h i n g a n dt h er e s e a r c hi n t ot h ef o r m i n g r e g u l a rp a t t e r no f s k i l l si ne d u c a t i o n a l p s y c h o l o g y k e yw o r d s ：m i d d l e - s c h o o lc h e m i s t r ye x p e r i m e n t i n gs k i l l s f o r m i n gr e g u l a r p a t t e r nt r a i n i n g 引言 2 0 0 0 年1 月9 日至1 5 日全国高中生奥林匹克化学竞赛壁冬令营在杭州举 行，我市4 名选手：杨菁毅( 郑州一中) 、张永林( 郑州九中) 、谢昊( 郑铁一 中) 、吕丰( 郑州一中) 组建的河南代表队参加了本届竞赛活动喜讯传来：郑 州一中的橱菁毅【；上理论竞赛9 4 5 分( 满分1 0 0 分，第一名：9 5 分) 、实验竞赛 3 6 5 分( 满分4 0 分，第一名：3 6 7 5 分) 的优异成绩荣获一等奖( 第二名) 进 入国家集训队 回顾本届竟赛历程，橱菁教的优异成绩的确令人可喜可贺、值得欣慰，但 其他三位选手在实验竞赛中的失误，却亦不无遗憾、令人深思1 月1 0 甘，理 论竞赛成绩揭晓时，我省4 位选手分获：9 4 5 、8 5 5 、8 8 5 、8 0 5 的高分荣居 榜首，但实验竞赛中除插菁毅正常发挥外，其他三位选手则纷纷落马，均屈居 二等奖：张永椿先是将滴定蕾滚落在地，接着在取用烧瓶时，又将烧瓶打翻， 产品损失过半，仅得2 5 分；谢昊则在洗涤滴定菅时将标准溶液( 定量配给1 0 0 m l ) 用去3 0 多毫升，使得3 次平行操作无法完成，导致测定的数据达不到应有的准 确度和精密度，仅得2 3 5 分；而吕丰虽无重大失误，却因表现平平，也只得了 2 8 分，终于3 位选手抱憾而还， 2 0 0 0 年全国化学竞赛早巳落下帷幕，但留给我们的思考却久久的不能停止 一我省化学特长生的实验技能水平如此，代表中国参加国际化学奥林匹克竞 赛的选手的实验技能水平又何尝不是如此呢? 1 9 9 9 年7 月在曼谷举行的第3 1 届国际化学舆林匹克竞赛中，我国4 名选手虽取得了“二金二银”的较好成绩， 但是在占总分4 0 分的实验竞赛中，4 名选手却无一人达到3 0 分 无怪手中国代 表队的科学观察员、北京师范大学的吴国庆教授再发“实验仍是我队的弱项。 的感慨 而更与笔者有切身之憾的是，1 9 9 5 年全国化学竞赛河南赛区选拔赛中，我 辅导的学生陈丁，在理论成绩名列河南省第4 名的优势下，却在实验竞赛。马 来酸酐的制备”中因忘加“沸石”这一基本操作的失误，导致产率降低，从而 使得总成绩下滑至第9 名，终于痛失全国竟赛的参赛权! 沉痛教训使我此后一 直关注和探讨。中学生化学实验技能的形成与训练”的研究并致力于训练提高 学生实验技能水平的工作现如今，在全面推进以“创新精神和实践能力”为 重点的素质教育的大趋势下，我想，系统地研究和阐述“中学生化学实验技能 的形成规律和训练方法”将更具有其深刻的现实意义和长远意义。 一、问题的提出 ( 一) 化学是以实验为基础的科学 现代科技的发展日新月异，各学科问的渗透交叉日益增加，一个人要想在 科学事业上有所建树，就必须有广阔的视野、j l 博的知识化学是自然科学的 中心学科，无论是作为基础知识。研究问题的方法，还是作为其他学科的基 础用于解决难题的特殊手段，都是其他任何学科无法代替的可以说，现代社 会几乎所有领域都高不开化学，很难想象一个没有现代化学基础知识的人能成 为一个全面发展的出色人才 化学是一门以实验为基础的科学，从新元素的发现，新化奋物的各成，到 化学反应规律的研究，各种假设，理论的证实，都离不开化学实验：同时，实 验亦是自然科学研究问题的最重要最基本的方法之一，近代科学史表明，化学 科学中的重大发现，往往直接来自于实验这一环节。化学实验是人们研究和认 识物质及其变化规律的一种重要的科学方法，通过化学实验，我们能熟悉常用 的化学仪器。试剂，掌握基本的实验操作技能，使化学知识进一步与实践相结 合：同时，又能以化学实验操作技能为载体，培养观察、设计、思维、探究知 识和解决问题等实验心智技能，从而培养我们严谨求实、勇于探索创新的科学 精神和科学素养。 然而，在“化学以实验为基础”的教学观已昔遍为大家所接受的同时，人 们对“以实验为基础”及“化学实验技能的形成”的理解还没有完全上升到理 性的高度，实验教学仍是中学化学教学中最薄弱的环节，大多数师生还没有从 科学方法论和科学素养的培育的高度认识实验教学，轻视化学实验技能的训练、 不注重化学实验能力的培养韵现象还普遍存在，对形成化学实验能力的基础一 一化学实验技能的形成规律尚缺乏深入的研究分析，正基于此，本文拟对化学 实验技能的学习过程、培训原则及方法作阻探讨 ( 二) 中学化学实验技能训练研究的现状 技能( s k i l l ) 是通过学习而获得的一种动作经验，是一种合乎法则要求 的活动方式本身的动作执行经验“川技能作为一种动作经验，有时表现为一 种操作( 动作) 活动方式，有时表现为一种心智( 智力) 活动方武。因此，按 活动方式不同，技能可分为操作( 或动作) 技能( m a n i p u l a t i wo f m o t o rs k i i ) 和心智( 或智力) 技能( m e n t a l0 1 7 i n t e l l e c t u a ls k i l l ) 化学实验技能是 措顺利完成化学实验任务，由一连串动作( 包括心智动作和操作动作) 组成的， 经练习而达到自动化的心智和操作活动方武。其本质是一种通过学习训练而形 成的奢乎法则的活动方式【5 1 技能不同于知识从本质上来讲，知识是人类在实践经验的基础上对自身 生活环境( 包括自然环境和社会环境) 以及人类活动规律认识的结果，因此， 知识是人类活动经验的概括和总结，对于个体来说通过亲身实践获得的知识是 极为有限的，个体对自然、社会及人类活动规律的了解绝大部分是通过接受和 学习前人和他人的活动经验及其概括总结的形式文化科学知识一一而实现 的，因此，知识又常被称为间接经验而技能则是个体亲身活动的经验个体 具有某种活动技能，即说明他已具有了该项活动的经验，掌握了该项活动的动 作方式，因此，具有某种技能印表示“能够”或“会做”某种事情 另外，从存在形式和掌握方式的角度看，知识可以脱离活的人体而存在于 书本、磁盘、微机等某种物质媒体中；同时，也可以通过语言、图像等为媒介， 从一个人传递给另一个人，甚至在某种程度上，可以用灌输的方式将知识从一 个人的脑袋中搬到另一个人的脑袋中相反，技能则不能脱离活的人体而存在 和保存，它是人的身心机能因此，技能的掌握方式不能象知识那样从一个人 直接传到另一个人，而只能通过主体亲身活动来训练获得。 从教育史上看“1 ，相对于知识，技能往往是被忽视的，这也许与学校主要 兴起于传授知识的目标有关，学校一开始就没有象对待知识一样将技能列为它 的任务在中外教育史上，也许是因为读、写、算技能是与掌握知识有直接关 联的缘故，读、写、算技能是唯一受到重视的 在西方早期的教育中，虽有重视身体活动技能( 如：骑马、击箭等) 的传 统，但仅是以培养身体活动技能为目的真正技能教育的兴起，则出现在工业 革命以后一实科教育和职业技术教育的出现为技能教育搭起了舞台”“要 培养实用的、能利用人类科技发明创造做事的人，就必须学会操作生产设备， 掌握从事相应的生产活动的技能，这就形成了教育的一项新的使命继而，在 4 教育上才广正展开了对技能学习的研究这其中较典型的有： ( 1 ) 蔡斯模型m 蔡斯( r a c h a s e ) 认为技能的学习和训练主要是一种信息加工过程， 并针对动作技能的学习，设想了如下模型： 过妒向竺竺兰兰 卤戛瓣圈1 孵 + 传谜 演算 + 下彳r 一一+ i 囊金选择盏棼翥黼终木通路 ：一 图卜1 蔡斯的动作技鳇学习的控制模型 模型表征了听、视、肌体等感受器接受信息刺澉后，通过特定神经通道， 将信息朝有关方向传递，并作出必要选择。然后，将输入的信息与内部标准比 较，检索出误差，继而通过误羞修改程序订正误差，并进行过滤、反馈，同时， 使订正的信息经效应器，成为肌体运动的输出功率运动输出功率对感受器进 行反馈，控制输入信息 ( 2 ) 加涅模型1 1 0 ) 美国心理学家加涅( r lg a g n a ) 通过儿童学会“用钥匙开门”这一简 单、形象的范例，创建模型，并用“连锁反应的形成原理”解释了动作技能的 学习过程( 如图) ，并指出，模型中每一动作“s r ”若不按顺序进行，是达不 到目的的。 s 一一r s 一一r s 一一r s 一一r 就对准朝着锁孔插入插入的旋转被麓转推门 赫孔的朝匙钥匙钥匙钥匙的钥匙 图1 2 加涅横型示意图 ( 3 ) 知动协调模型 1 l l 鉴于纂斯模型较为复杂，有些令人眼花缘乱；雨加涅模型则又过于简单， 后来的心理学家便取长补短，在二者基础上构建了如下的“知祜协调模型” s 1 ( 刺馓i 坐整oc 中枢0 鱼f 1 ( 反应) 比较1 l 矫正 此较1 l 矫正 ( 反应砘了。气面s 2 一r 标准反应 图1 - 3 知动协调模型 此外，哈罗、辛普森、拉格斯代尔等“2 ”1 都对技能的分类和学习方面做了 较深入地探讨。 在国内，由于我国传统教育是在传统文化的氛围中生长的。教育的最高目 的是培养有道德修养的士人和君子一一他们是修心养性之人，所追求的理想形 象是：“文质彬彬”，c c 君子动口不动手”，“好静不好动”，因此就不可能重视技 能的学习和训练直到近代，西方国家已制造出坚船利炮、先进的机器设备时， 我们还有许多人不屑一顾，鄙之为“雕虫小技”，因此，自然科学和西艺的教育， 在我国，直到1 9 世纪末才算开始了 随着科学技术的高度发达和科技产品在人类生活中的广泛应用，我们才真 正意识到，教育不可能再是培养只有知识没有技能，生而论道，满腹经沦，只 会说而不会做的人，于是逐渐开始重视了技能的教育，并以邵瑞珍、冯忠良等 国内学者为代表，相继展开了对技能的形成及分类等较深入的探讨和研究，这 些研究对我们研究化学实验技能具有重要的、直接的借鉴价值。 对化学实验技能的研究，由于从事化学教育的教师，更多的是重视化学知 识和实验内容的研究，而很少涉及和借鉴化学以外的技能研究成果，因此，虽 也认识到对化学实验技能研究的重要性，但受本身知识结构的限制很难把其上 升到一定的理论高度；而搞技能研究的专冢，又因缺少化学实验方面的知识， 多只能从一般意义上展开对技能研究，从而导致了化学实验技能研究，目前几 乎是从零开始。 从目前对技能研究和化学实验研究的综合状况来看，存在的问题主要表现 在： 1 完善性不够目前，国内外学者对技能的研究重点，多侧重于操作( 动 作) 技能学习模式的探讨，而对心智技能形成规律的研究则略显不足，理论上 还不完善，显现了一定的片面性 2 针对性不强。国内外学者乡是从纯粹的教育心理学角度出发，以主体 学习的生理和心理机制为理论依据，来探讨技能的形成规律，虽然这些规律对 中学化学实验技能形成有一定的借鉴意义，但其理论外廷则要广泛得多，针对 性不强，同时这些理论的文字表述专业强，语言晦涩难懂，不利于广大中学师 生接受，因而在实验教学的指导中实践性不强 3 系统性差长期以来，国内外研究人员虽对中学化学实验技能形成的 研究亦有广泛涉及，但研究方向上多是针对某个实验的设计、某些实验的改进 或新型实验教学方法的尝试等方面而进行的，而对实验技能的获得机制和形成 规律曲研究，则鲜有涉及虽然这些研究成果对学生实验动手能力及创新精神 的培养和形成有一定的促进作用，但基本上仍处于零散的、不系统的状态，对 于探讨中学生实验技能的形成规律上仍显理论性、系统性不足。 基于此，本文作者才以“中学生化学实验技能的形成和训练”为课题，拟 对化学实验技能的学习过程、培训原则及方法作深入探讨，以使广大教学一线 的中学教师在实验教学中，有章可循，准确把握学生实验技能的层次特点，科 学训练，正确评价，从而更有利于学生实验能力的提高。 二、中学化学实验技能训练中存在的问题及其原因分析 ( 一) 中学化学实验教学现状及呈现的主要问题 为了较全面地了解中学化学实验教学现状，我们首先在河南省、郑州市 ( 县) ，从学生的高考成绩以及各类实验完成情况、教师对中学化学实验教学作 用的认识、中学生化学实验技能现状等几力面进行了调查研究： 1 调查报告i ：2 0 0 0 年河南省考生全国高考化学第卷得分情况统计 ( 1 ) 统计人数：7 6 4 67 0 人 ( 2 ) 试卷结构：四一一实验题( 2 3 、2 4 ) ，五一一无机填空题( 2 5 、2 6 ) ， 六一一有机题( 2 7 、2 8 ) ，七一一计_ 葺题( 2 9 、3 0 ) 表2 12 0 年河南省考生高考化学( 第卷) 得分情况统计 l趣号满分人数满分率零分人数 零分睾 l 2 33 9 5 45 17 5 6 3 2 67 3 6 6 2 49 6 01 2 6 *3 2 4 7 4 2 5 x 2 52 9 53 53 8 6 2 6 5 3 2 8 5 4 2 62 3 3 9 43 0 5 9 3 l5 34 1 2 2 74 7 3 7 86 1 9 6 2 5 6 03 3 5 * 2 s4 0 2 2 15 2 6 “ 7 0 9 89 2 3 * 2 9 5 5 6 4 07 2 7 6 8 7 261 1 4 1 3 03 17 5 8 4 1 5 3 5 4 9 27 1 8 * ( 3 ) 调查中呈现的问题： 学生在基本理论、基本概念及化学计算等方面掌握较好：2 7 、2 8 、2 9 题均 有较高的满分率，2 6 、2 7 题的零分率则最低；学生在实验方面的劣势尤为明显， 实验2 3 题的零分率高达7 3 6 6 ，2 4 题的满分率则只有1 2 6 y , 2 调查报告1 1 ：初中化学各类实验学生完成隋况 ( 1 ) 调查对象：郑州市巩义2 4 所初( 完) 中，涉及10 4 个教学班，学生6 3 3 6 人。 8 ( 2 ) 时间：1 9 9 8 年5 月 ( 3 ) 问卷回收率：7 3 33 。 表 2 学生实验部分各实验的完成率( 共1 0 个) 表2 - 3 学生选做实验部分各实验的完成率( 共9 个) ( 4 ) 调查中呈现的问题： 师资配备不足，部分学校没有专门的化学实验员；后勤保障不足，部分化 学仪器长期得不到应有的配置；课时安排不够，应试教育是导致选做实验完成 事低的隐性原因；学生对实验的参与意识不强，对化学实验的重要意义缺乏深 刻的认识 3 调查报告i l l ：中学生化学实验技能状况 ( 1 ) 调查对象：郑州一中2 0 0 2 届高一新生( 注：郑州一中为河南省重点中学) ( 2 ) 时间：1 9 9 9 年9 月 ( 3 ) 实验操作考查试题： 实验一：稀硫酸跟氧化铜反应； 稀硫酸跟氯化钡溶液反应 实验二：氢气的制取；检验氢气的纯度 实验三：粗盐的称量( 5 克) ；粗盐的溶解( 溶于1 0 毫升水中) ； 表2 _ 4 实验技能测试原始记录( 实验一为倒) ： 考生 固体 液体 滴管 加热 实验 实验考查 编号取用取用操作操作记录结论褥舟 i ( 4 ) 调查结果统计 表 5 化学实验技能状况统计表 操作项目有效人数正确人数错误人数错误率 粉束状固体取用 3 5 13 0 74 41 2 5 4 颗粒状固体取用1 6 91 6 363 5 5 称量中固体取用1 7 28 09 25 3 a 9 液体试剂取用 5 2 04 5 46 61 2 6 9 液体加热操作3 5 12 9 25 91 6 8 1 排水法收集氢气 1 3 41 1 81 61 1 9 4 氢气验纯操作 1 6 91 3 13 82 2 4 9 天平称量操作 1 7 21 1 75 53 1 - 量筒量取操作1 7 21 1 65 63 2 5 6 胶头滴管操作2 8 62 2 16 52 2 7 3 洗涤试管1 6 91 5 71 27 1 0 ( 5 ) 调查中呈现的问题： 测试结果显示了重点高中学生较好的群体实验技能素质，但同时，从中也 反映出了学生在实验操作中呈现出的各种问题，主要归纳如下： 实验一 对试剂取用“量”的概念不清，一般表现在对药品的取用多少随意，用量 过大者偏多；固体取用操作不规范，有的学生甚至用纸槽当纸匙，直接伸进试 剂瓶内取药品；加热操作不规范，表现在手持试管夹的方法不对，不是用外焰 加热，试管口对人等方面；胶头滴管操作不规范 实验二 制取氢气装置随意放置；试题未对气密性检查作要求，多数学生也就末做 气密性检查。不少学生做氢气验纯时有恐惧感，以致影响规范操作整个实验 操作过程不少学生紧张无序、丢三落四，不熟练 实验三 天平称量操作不规范，普遍表现在用手指( 而不是用镊子) 移动游码；不 少学生不会用药匙添加少量粉末状( 食盐) 晶体，错误率高达5 3 4 9 j l ；用量倚 取1 0m l 水时，少数学生未用胶头滴管加水至刻度线，且使用胶头滴管的方法 1 0 也不规范。 4 调查报告：中学化学教师对实验教学作用的认识 ( 1 ) 调查对象：初( 完) 中5 0 位化学教师，涉及1 2 所中学 ( 2 ) 时问：1 9 9 9 年1 月 表2 - 8 初中化学教师对实验教学某些作用的重要程度的认识 所排 岔嚣 关系 尘螂 很重要重要一般不重要 不大 实验途 培养和发展学生的观察593 1 31 0 能_ 打和宴驻能力( 1 “)( 1 8 )( 16 )( 3 6 )( 2 0 ) 培养严谨的科学态度和 2041 33 l 进行科擘方浩的训练( 4 )f0 ：1 )( 8 )( 2 6 5 )( 6 2 * ) 莰得化学基础知识，化 1 12 01 53l 学实验技能( 2 2 5 )( 4 0 s )( 3 甜)f6 x )( 2 * ) ( 3 ) 调查中呈现的闸题： 重在将化学实验作为验证化学知识的佐证和巩固化学知识的手段：重化学 实验在获得“双基”方面的功能，忽视其在能力培养方面的作用；重化学实验 中操作技能的掌握，忽视心智技能的培养 ( 二) 中学化学实验技能训练存在问题的原因分析 1 轻视化学实验的心理 造成中学化学教学中轻视实验的因素是多方面的：从学校角度考虑。化学 试剂、玻璃仪器均属于损耗品，开支太，且于学校创建工作无补，如：不象购 置物理仪器、装配计算机房那样可供参观，展示学校实力等再加上眼下多数 学校教育经费紧张等因素，因而使得某些实验试剂、仪器设备长期得不到应有 的配备和补充；从教师角度考虑，一方面，许多学校园课时工作量或师资问题， 没有配备专职实验员，化学教师在繁重的教学压力下，又要担负实验员工作， 因而对实验教学产生马虎对待的心理；另一方面，多数教师认为考试时又不考 具体实验操作，况且课时计划安排得又紧，“做实验”还不如“讲述实验”或“黑 板实验”来的实在、省事和有针对性；而在学生方面，则认为：化学实验可做 可不做，到考试时背背记记就会考得出，在他们看来做实验还不如看实验，看 实验不如讲实验、背实验，因而产生敷衍实验的心理，把实验课当成紧张的学 习生活之余的放松、休息或换脑筋，根本谈不上严谨的、规范的实验态度和作 风。 但所谓“黑板实验”和“叙述实验”n n ，其实并不是实验，它只是利用了 学生的想象力，其实验结果不是学生亲自操作、观察得到的，因而具有间接经 验的性质，而从实践方面来说，如果学生缺乏化学直接经验的训练操作，那么 他对化学实验的想象就难免走样、变形事实证明，不做或敷衍实验，学生的 化学经验结构是有缺陷的，其对化学事物的认识只能停留于抽象的，概括的文 字描写；他们可能熟记各种定义、原理、规则、公式，却难以承受实际问题的 考验，缺乏从具体化学事物的形成获得有关认识的经验；他们对化学事物的形 象感知和形象思维也不能达到应有的水平，头脑中的化学事物意象比较粗糙、 模糊和呆板，不生动；甚至有错误之处他们可能头头是道地“描述”菜些现 象，而在实际操作时却频频出错见拙。就如没有做过卤化银性质实验的学生， 根本不会知道溴化银的淡黄色是什么样的，当然也就无从根据颜色判断沉淀物 是溴化银还是碘化银。 2 忽视化学实验技能的形成和训练 受“应试”思想的影响，师生在实验的评价方面，往往将十分生动、具体 的实验技能硬目标变性为知识性的软目标，而忽视了化学实验中动手操作、使 用药品、观察、记录、实验设计等多种技能的形成和发展部分学生做实验只 是抱着凭兴趣、好玩的心理倾向，实验时主要表现为随意盲动、注意力不集中， 操作不熟练、不规范甚至错误等实验的单纯兴趣心理，具有不稳定性、盲目 性，因而不可能成为发挥学生实验能动性的稳定动力，不可能培养出学生良好 的、科学的、严谨的、规范的实验技能和实验作风。 同时，实验教学现状还表明“”，不仅某些化学教师在教学中很不注重学生 良好实验技能的训练和养成，甚至学生身上所反映出的某些实验操作的随意性、 不规范等问趣，许多根子就在任课教师身上化学实验技能具有很强的科学性 和规范性，学生的掌握决非一朝一夕之事，需要通过长期的训练才能达到，因 而教师应加强实验操作的教学研究，提高自身实验技能素质，以规范的操作示 教，以科学的方法示范，才能加强学生实验技能的意识，让学生在实验中充分 1 2 一_ _ _ - - _ - _ 发挥大脑左右两半球的优势，促进化学实验技能的形成和化学知识经验的不断 内化 3 化学实验技能训练过程中尚存在误区 化学实验技能涵盖操作技能和心智技能两个方面，其中，操作技能是形成 化学实验技能的基础，心智技能则作为一种心理调控机制，贯穿于化学实验的 全过程。但长期以来，中学化学实验教学中，人们只注重知识的传授、操作技 能的训练，空谈能力的培养，而对学生实验操作过程中的实验理性或心智技能 的研究和训练，却还存在相当严重的忽视倾向诚然，中学生在接触化学实验 的初期，由于不熟悉实验操作，教学过程中将注意力集中到学生操作技能的学 习、训练和考核上是完全必要的，因为掌握正确、规范的操作技能是保证实验 顺利、有效进行的不可缺少的条件之一，但如果仅阻此为实验教学的最终目的， 或者仅仅将化学实验技能归结为实验操作技能，而不注意培养学生顺利完成化 学实验活动所需要的观察、设计、数据处理等心智技能，势必会造成学生“照 方亩l f 药”、“书上怎么说，我就怎么做”等不求甚解的实验习惯，进而导致了学 生实验技能阻及实验的设计、评价、创新等实验能力普遍地呈下降趋势1 1 2 。因 此，作为中学化学教师，首先应对“实验教学在培养学生独立地设计实验步骤， 选择合适的仪器、试剂，进行正确地操作，观察，获得相应的数据并从中得出 结论等方面的作用”有充分的意识，并在此基础上设计教学、制定培训计划， 才能使化学实验充分发挥其在培养学生实验能力、科学方法、科学态度等方面 应有的作用。但遗憾的是，绝大多数教师却忽视了这一点。 三、中学生化学实验技能的内容结构和形成规律 ( 一) 中学生化学实验技能的含义 化学实验技能是指顺利完成化学实验任务，由一连串动作( 包括心智动作 和操作动作) 组成的，经练习而达到自动化的心智和操作活萄方式。其本质是 一种通过学习训练而形成的合乎法则的活动方式。其中，所谓合乎法则的活动 方式，是指实验活动的动作构成要素及其执行顺序应体现化学实验活动本身的 客观法则的要求，而不是随意的只有合乎法则要求的实验活动方式才能对活 动本身具有广泛的自我调节功能 化学实验技能涵盖化学实验心智( 智力) 技能和化学实验操作( 动作) 技 能两个方面化学实验心智技能，是经过练习而巩固下来的、顺利完成化学实 验任务的智力活动方式；而化学实验动作技能，印通常所说的化学实验操作技 能是指在一定的化学知识和经验的基础上，经过实验操作练习而巩固下来的、 自动化的、完善的动作活动方式“。其中，实验操作技能是形成化学实验能力 的基础，实验心智技能是调节心智及实验活动的经验和行为方式起始年级的 学生做化学实验，由于不熟悉实验操作，往往将注意力集中到操作技能的学习 上。随着练习次数的增多和动觉控制的增强，心智技能水平逐渐提高，实验操 作才逐渐趋于自动化，学生的注意力逐渐转到运用学得的化学知识，通过化学 实验，来分析解块化学实验问题上。在学习化学实验技能过程中，学生注意力 成分分布的变化情况可用下图3 - 1 表示： 初学者化学工作者 圈3 - 1学习者注意力分配变化国 从图3 1 中可以看出，操作技能和心智技能虽然是实验技能的两个方面， 但二者是相互促进、相互依存的，并且总是同时寓于任何一个实验过程之中的， 只是在不同的实验中或学习阶段有所侧重罢了。在化学实验过程中，心智技能 需通过操作技能的执行得以展现，而操作技能的执行又需要心智技能来不断调 控，因此，只有把操作技能和心智技能有机地结合起来，才能更有效地培养学 生的实验技能，并不断地向实验能力转化 ( 二) 化学实验技能的内容结构 从横向上看，化学实验中操作技能和心智技能均是由许多子目素按一定的 逻辑和层次关系构成的复杂系统，系统内各子因素相互关联、相互依存 化学实验操作技能一般包括使用仪器、使用药品和基本操作等几个方面 化学实验都离不开药品和仪器，二者是基本操作的工具和物质基础，实践中没 有游离于仪器和药品之外的基本操作训练，而仪器、药品的使用技能的形成则 必须通过基本操作的训练来完成。使用仪器、药品的技能一般只局限于仪器或 药品的用途、性能、使用方法和必要的注意事项，而实验基本操作除了要借助 实验仪器、药品实施之外，还要根据操作的原理，涉及一系列具体动作的交换 和配合，派生出一套规则因此，构成化学实验操作技能的各个方面是相互依 存、密不可分的同样，化学实验的心智技能亦是如此，其组成的各要素，诸 如实验的设计、观察和数据处理等技能都是相互联系、缺一不可，统一于任一 实验的垒过程之中“” 按实验内容，我们可把化学实验技能分为： 化 学 实 验 技 能 r 1 观察技能 心智技能 2 数据统计、处理技能 o 3 实验设计技能 1 使用仪器 操作技能2 使用药品 广细口瓶 r 容器 滴瓶 l 水槽 r 托盘天平 测量器j 量筒 lp h 计( 纸) l 温度计 广铁架台、试管夹 夹持剥 l 满斗架；坩埚钳 广试管；酒精灯 。反应器_ l 平底烧瓶；蒸发皿 固体试剂 液体试剂 指示剂 浓酸：浓碱 r 药品取用；称量；搅拌；过滤 f 仪器的连接r 向上 3 - 赫操憾慧秽黔 l 加热；蒸发；气体收集1 排 o 闻气体；仪器洗涤 ( 三) 中学生化学实验技能的形成过程 1 化学实验操作技能的形成过程 由上圈中可以看出，刚接触到化学的中学生，他们学习化学实验技能的活 动主要是遵循化学实验操作技能的学习规律而产生和发展的，因而分析和研究 化学实验操作技能形成过程及其规律对于中学生化学实验技能的培养具有重要 意义。 化学实验操作技能是指通过学习、训练而形成的合乎法则的操作活动方 式它是由一连串动作组成的经练习而达到“自动化”的活动方式。生理学研 究表明：“人体用以进行各种活动的骨骼肌有6 0 0 多条，在中枢神经系统的统一 调节下，相互配合完成各种动作”。仅人的双手就能作出多达几亿种动作。实验 操作技能就是通过骨骼肌的运动和与之相适应的神经系统的活动来实现的。实 验操作技能形成的过程从生理机制上来说，“就是在大脑皮层上建立相应的巩固 的动作定型过程“”。 从纵向上分析化学实验操作技能的形成过程，按技能的熟练程度，我们可 以把化学实验操作技能分为知觉、模仿、操作、熟练、创新五个层次其中由 操作技能的获得所涉及的认知心理因素上分析，知觉是操作技能获得的最低层 次图3 - 2 表示了操作技能中各层次间的相互关系： 图3 _ 2实验操作技能的形成过程图 知觉，是指学生通过感觉器官的观察，了解操作活动的结构，获得技术上 的领悟，在头脑中建立起操作活动的定向映象的过程，印知道做什么和如何做 其中，操作活动的结构主要包括活动的构成要素、执行方式及其操作要领等 任何技能的获得都是在知道做什么和如何做以后经练习而形成的。这是实验操 作技能掌握过程中的一个基础层次，也是一个重要环节。从我们对学生实验操 作技能的培训情况来看，学生对某项操作技能的领悟程度，直接决定着模仿的 正确性和稳定性，而且对别人的操作经验、某项技能的操作程序领悟得越深刻， 模仿时的正确性、稳定性就越大 模仿，是指学生在知道做什么和怎么做的基础上，仿效特定的动作方式或 行为模式的过程模仿是掌握动作方式或行为模式的过程中所特有一种学习方 式它是掌握实验操作技能的开端，是实验操作技能形成的一个先央条件。模 仿时，学生外显的动作有以下特征：( 1 ) 在动作的速度与品质方面，表现为动 作迟缓，且动作形成的正确性、稳定性与灵活性较差；( 2 ) 在动作问的相互联 系方面，表现为不够协调，常有顾此失彼现象；( 3 ) 在动作的控制方面，表现 为动作的执行往往是在视觉的监督下完成的，动觉的监督作用不明显；( 4 ) 在 动作的自我感觉方面，常常感到紧张，容易产生疲劳。这些特点在我们培训学 生演示实验技能的初期，表现得非常明显。 操作，是指学生通过模仿，把构成某项实验操作技能的一系歹i j 动作依其内 在联系，联结成为一个整体，即不仅知道先做什么，而且能够进行程序操作的 过程。在操作的过程中，学生通常表现出以下特点：( 1 ) 在操作的速度和品质 方面，表现为动作时快时慢、不稳定，各个动作在联结点上时有停顿现象；( 2 ) 在操作的结构方面，动作趋于协调，能有意识地将分解动作联系为整体，动作 问的相互干扰减少，多余葡作逐渐消失；( 3 ) 在操作的控制方面，视觉控制不 再起主导作用，逐渐让位于动觉控制，但动觉控制尚不稳定，条件变化时视觉 控制仍会起先导作用；( 4 ) 在操作时的自我感觉方面，紧张感、疲劳感逐渐降 低，但并没有完全消失总的来看，操作是在模仿的基础上，能够去做，但还 没有达到；l | | 练或自动化的程度 熟