中学化学实验技能的形成与训练研究

1、 山东理工大学 毕业论文题 目中学化学实验技能的形成与训练研究学 院 化学工程学院 专 业 化学教育 学生姓名 姚 航 指导教师 陈克勋 毕业论文时间二九年三月 一 日六 月 二十 日 共 十六 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 iupac 誉为21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要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

2、一个重要环节但在目前中学化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研究的综合状况来看存在问题表现在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

3、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 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关键词abstractchemistry is the science of studying the compositions structures and properties of matter and its changes on the basis of atoms and molecules among the numerous naturals sciences chemis

4、try has been considered as the central course of study in the 21st century by iupac because of its indispensable role in our daily life and the national economy and its basic function in the development of modern science seen from its features chemistry is a natural science on the basis of experimen

5、ts chemistry experiment maintains an important role in the development of this science it not only is one of the most important and essential means in the scientific researches and discoveries but also is a key link in fostering students of all qualities as well as training talented persons however

6、in the present middle-school chemistry teaching the teachers attach greater importance to imparting chemistry knowledge to students they ignore the training and developing of studentschemistry experimenting skills seen from the comprehensive situations of the researches on skills and chemistry exper

7、iment the existing problems are as follows insufficient quality of being perfect mistaken understanding of the teaching aims and poor systematicness this essay based on the demonstrations and investigations of the present chemistry experiment teaching and the conditions of studentsexperimenting skil

8、ls in middle schools of our country points out the necessity and significance of strengthening the experiment teaching and improving studentsexperimenting skills in accordance with present problems existing in experimenting skill training then proceeding from the fruitful researches of educational p

9、sychology the essay probes into the forming regular pattern of middle-school studentsexperimenting skills by applying experimenting method and brings forth a series of training methods and guiding principles on experimenting skills finally the essay further demonstrates its viewpoints be means of te

10、aching examples and comparing testsone of the main tasks of the teaching aims in middle school chemistry experiment teaching is training studentsexperimenting skills improving experimenting skills is the basis of training studentscreative ability as well as the important element in composing student

11、sscientific qualities as a result this essay probing into the forming regular pattern of middle school studentsexperimenting skills and the training methods is of positive significance for scientific quality education creative ability training the practice of middle-school chemistry teaching and the

12、 research into the forming regular pattern of skills in educational psychologykey words middle-school chemistry experimenting skills forming regular pattern training目录摘要abstract目录 第一章 引言-111 问题的提出-1111 化学是以实验为基础的科学-1112 中学化学实验技能训练研究的现状-112 中学化学实验技能训练中存在的问题及其原因分析-5121 轻视化学实验的心理-5122 忽视化学实验技能的形成和训练-51

13、23 化学实验技能训练过程中尚存在误区-613 中学化学实验技能的内容结构-7131 中学化学实验技能的含义-7132 化学实验技能的内容结构-8第二章 中学化学实验技能的形成过程-1021 化学实验操作技能的形成过程-1022 化学实验心智技能的形成过程-11第三章 中学生化学实验技能训练的途径-1331 化学实验操作技能的训练-13311 训练中的技能准备-13312 学生练习-14313 教师指导-1532 心智技能的训练途径-16321 创拟实践模式-16322 模式定向-19323 分阶段练习-20第四章 训练案例的研究-2341 研究方法-2342 研究结果与讨论-24421 测试

14、结果-24422 结果讨论-25第五章 结论与展望-29参考文献-30致谢-31第一章 引言11 问题的提出111 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间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渊博的知识化学是自然科学的中心学科1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离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合物的合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

15、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普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

16、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的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以探讨112 中学化学实验技能训练研究的现状技能 skill 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23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 活动方式因此按活动方式不同技能可分为操作 或动作 技能 manipulative or motor skill 和心智 或智力 技能 mental or intellectual skil

17、l 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动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4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

18、该项活动的动作方式因此具有某种技能即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从教育史上看5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像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 1 蔡斯模型蔡斯 rachase 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模型表征了听视肌体等感受器接受信息刺激后通过特定神经通道信息朝有关方向传递并做出必

19、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差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 加涅模型美国心理学家加涅 rmgagna 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一r若不按顺序进行是达不到目的的 3 知动协调模型鉴于蔡斯模型较为复杂有些令人眼花缭乱而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动协调模型此外哈罗辛普森拉格斯代尔等1112都对技能的分类和学习方面作了较深入地探讨在国内由于我

20、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19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纶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

21、身知识结构的限制很难把其上升到一定的理论高度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 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多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延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

22、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的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12 中学化学实验技能训练中存在的问题及其原因分析121 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

23、的但所谓黑板实验和叙述实验13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数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122 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

24、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14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题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辛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1

25、23 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以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

26、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抓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以及实验的设计评价创新等实验能力普遍地呈下降趋势11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13 中学化学实验技能的内容结构131 中学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

27、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3-1表示从图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

28、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132 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因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

29、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变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全过程之中16按实验内容我们可把化学实验技能分为 图1-5 第二章 中学化学实验技能的形成过程21 化学实验操作技能的形成过程由 图1-2 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

30、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600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做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17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2

31、-1表示了操作技能中各层次间的相互关系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决条件操作是指学生通过模仿把构成某项实验操作技能的一系列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熟练是指学生在能够独立操作的基础上通过练习把某项实验操作技能的一系列动作在不同条件下都能连贯地达到规范化稳定化和自动化程度的过程它是比操作更高的一个层次该层次只有通过学生独立地顺利地完成多项实验操作实践后才能达到熟练是实验操作技能形成的标志是技能向能

32、力转化的重要环节创新是指在熟练的基础上对某项技能的一系列活动方式已领悟到其真谛与不足能够打破常规进行重新组合推陈出新或独具创造与发明的过程创新是实验操作技能的发展层次标志着实验能力的形成它是以模仿为基础经过操作熟练最后才达到的一个更高层次终上所述化学实验操作技能的形成始于知觉经模仿操作最终达到熟练同时不断带动实验心智技能的形成和实验能力的发展继而达到创新水平由知觉到创新学生实验技能层次逐渐升高达到的难度也逐渐增大22 化学实验心智技能的形成过程心智技能是一种心智活动方式所谓心智活动是指在人脑内部借助于内部语言以简缩的形式对事物的主观表征进行加工改造的过程心智活动是一种高级而复杂的心理活动是人类

33、理性的基础同操作活动不同心智活动具有以下三方面的特点在化学实验教学中心智活动虽不同于操作活动但却来源于操作活动心智活动本身是实验操作活动的反映是一种内化了的动作化学实验的心智技能是由一系列心智活动构成的从纵向上看心智技能的形成过程可分为定向操作内化三个阶段 1 定向阶段是学生掌握操作性知识 即程序性知识 的阶段所谓定向就是了解心智活动的典型样例 即外化或物质化了的心智活动方式或操作活动程序 18了解样例的动作结构即动作构成要素及动作次序从而使学生知道该做哪些动作和怎样完成这些动作明确活动的方向在中学化学实验教学中定向阶段的主要任务首先是要学生明确所学心智技能的实践动作 模式 操作活动程序以及控

34、制策略活动规则 其次是要使这种实践模式的动作结构在学生的头脑中得到清晰的反映 2 操作阶段是操作动作 模式的执行阶段即依据心智技能的实践模式把学生在头脑中应建立起来的活动程序计划以外显的操作方式付诸执行在这一阶段中活动的执行是在物质与物质化水平上进行的学生在操作过程中不仅仅是依据原有的定向映像做出相应的动作而且同时可以使做出的动作在头脑中得以反映从而在感性上获得完备的动觉映像这种完备的感性的动觉映像是心智技能开始形成及内化的基础因而操作阶段在心智技能的形成中十分重要 3 内化阶段是心智活动的实践模式向头脑内部转化的阶段即动作离开实践模式中的物质客体及其外显形式而转向头脑内部借助于言语来作用于观

35、念性对像从而对事物的主观表征进行加工改造并使其发生变化学生 在 本 阶段所展现的心智技能的主要特点是活动是在言语水平上执行的动作方式已由感性水平上升至理论水平动作方式逐步定型化简缩化和自动化第三章 中学生化学实验技能训练的途径31 化学实验操作技能的训练教学实践和研究均已表明化学实验操作技能作为一个整体让学生来学习具有一定的阶段性和递进性在教学中必须遵循由简单到复杂由易到难的原则和程序通常化学实验操作技能的训练大体上可分为三个阶段基本操作训练阶段单元操作的交替训练阶段结合实验内容的综合训练阶段 见表3-1 中学化学实验教学中对学生各阶段的操作技能训练要把握好以下几个关键环节311 训练中的技能

36、准备学生在学习一个新的操作技能以前已具备的操作技能和生活技能都对新的操作技能的学习有直接影响即迁移 transfer of learning 其中既有有利于新技能学习的影响即正迁移 positive transfer 又有对新技能的学习起于扰作用的影响即负迁移 negative transfer 教师在操作技能的训练过程中要善于强化正迁移防止负迁移例如学习学会使用酒精灯后再学习加热单元操作就较容易这即正迁移然而生活中手持杯子的动作对学习试管的持拿就是负迁移学生容易对试管也一把抓另外如果学生将要学习的单元单项基本操作或使用的仪器药品在此之前已基本上学习过那么新技能的学习就有了一定的保证否则学生行

37、为中缺乏的基础单元过多或使用的新仪器过多所进行的新技能的学习活动就不能顺利完成也就不可能很好的掌握新的操作技能因此在进行某项操作技能的训练之前首先要使学生具备必需的单元基础知识和基本操作技能并明确该项技能的培训目的操作原理操作程序注意事项以及动作之间的迁移与联系以便学生对该技能有一个较全面的了解做到心中有数312 学生练习技能学习不同于知识学习必须通过练习来完成但练习又不同于机械重复而是学生有目的有步骤在教师指导下的积极的学习活动因此在练习过程中师生应根据具体情况不断调整练习方法确定合适的练习次数遵循练习的规律在学生练习过程中通常可采取集中练习与分散练习相结合整体练习与部分练习相结合的训练方法

38、集中练习与分散练习相结合集中练习是指在实验操作技能的学习中练习采取连续进行的方法持续一段时间中间没有休息分散练习是指在反复练习中适当穿插休息间隔而持续一段时间的练习方法有实验表明在学生练习初期分散练习优于集中练习分散练习不仅在时间上较为经济合理而且还能防止学生疲劳增强每次的练习效果当学生具有一定的操作技能水平学习能力已相当高时每次练习的时间就可以稍长一些趋向于集中练习这样一方面有利于操作技能的系统培养另一方面因为结合某单元知识的系统实验需要较长时间如此安排也有利于学生全面系统地学习和理解知识体系以排水集气法的学习为例学生第一次接触是在氧气 o2 的制备实验中用到的接着于氢气 h2 的制备实验中

39、再一次用到通过这两个实验的练习学生的实验技能便可逐步达到操作的层次而在此之后的一氧化氮no 甲烷 ch4 的制备实验中这一操作技能又进一步得到巩固练习从而使之达到了较为熟练的程度整体练习与部分练习相结合学生对某项实验操作技能的模仿常常需要反复练习才能掌握操作要领尤其是复杂的实验操作技能通常都是由一系列单元操作构成的各个单元操作虽彼此联系但又各有一定的独立性要使每一个单元操作都达到一定的精确性和定时性就必须注意部分练习与整体练习相结合整体练习有助于掌握动作之间的联系与协调部分练习则有助于确切掌握各个动作方式的要领在初学某项实验操作技能时应各个击破采用部分练习法然后再进行整体练习但单元内部的各个单

40、项由于彼此相互紧密联系应作为一个整体进行练习只有让学生反复进行部分练习与整体练习并给学生提供适当的反馈信息才能强化训练效果减少练习次数例如食盐 nacl 和石灰石 caco3 混合物的分离的实验操作可分为溶解过滤结晶三个单元而其中过滤这一单元操作又可分为过滤器的装配过滤沉淀的洗涤三个单项结晶亦可分为蒸发结晶烘干等三个单项因此在培训过程中教师应先要求学生学会各个单项操作并连成一体为一个单元每个单元操作练习熟练后再将三个单元连成一个完整的操作系统并要求学生进行全面练习最后要强调的一点是在学生练习过程中尽可能地创造条件让学生亲自动手去做实验是十分必要的因为只有增加练习次数才能使学生的实验操作技能尽快

41、形成313 教师指导由于学生对一项新的实验操作技能的内容及其形成规律缺乏了解甚至一无所知因此训练过程中教师对学生的指导是十分必要的在教学中教师的指导应遵循以下原则深入分析技能教学的内容使学生的技能学习有计划有步骤地完成充分了解学生使技能的训练和教学更有针对性创造条件让学生亲自动手练习使学生明确练习目的充分发挥学生的主体作用在教师指导过程中具体指导方法上常用的有以下方式示范与讲解相结合从构成化学实验操作技能的层次结构可以看出任何一项技能的形成首先要让学生知道做什么和怎么做以在头脑中形成动作映像示范与讲解相结合能加强两种信号系统的协同活动从而促进动作映像的形成让学生知道做什么的目的在于提高学生对整

42、个操作过程的认识水平了解整个操作的法则与原理这时要先讲解后示范示范配合讲解进行以示范来引证讲解提出的原理与法则让学生知道怎么做的目的在于使学生了解活动方式的结构这时要先示范后讲解讲解配合示范进行用讲解来提示观察要点分析所示范的各个动作的顺序及其联系例如在酸碱滴定实验的第2步装液和排气泡操作中19对于碱式滴定管在首先明确了碱式滴定管的构造之后讲解装液之后滴定管的尖嘴部分常存留一些气泡这些气泡的存在将导致最终的实验误差因此必须排除碱式滴定管的气泡排除方法是将橡皮管稍向上弯曲挤压玻璃球使溶液从玻璃球和橡皮管之间的缝隙中流出气泡即被逐出同时配合讲解展示碱式滴定管的结构并做出排气泡的示范之后再进行讲解总

43、结整体示范与分解示范相结合教师对实验操作技能的示范操作是学生模仿的范例是学生籍以形成动作映像的重要来源整体示范有助于学生了解该项技能的全貌分解示范有助于学生了解各个动作形成的幅度顺序力量等方面的特点有利于学生进行模仿为此在学生操作技能的训练中教师要注意这两种示范方式的结合整体示范与分解示范相结合一般的程序是由整体到分解再由分解到整体这样不仅有助于了解整个活动方式的结构而且也有助于了解各个动作的特点从而使学生建立起较清晰完备的动作映像例如在培训托盘天平的使用的技能时教师可首先作整体示范让学生了解使用托盘天平的整体过程然后再分解成天平调整称重物上盘称量和记录天平还原四个步骤进行示范19让学生了解各

44、操作步骤的特点最后再整体示范用托盘天平称重的全过程从而使学生对托盘天平的使用程序结构特点等有一较完备的映像再指导学生模仿练习另外即使是对某单元操作中的某一项重要的单项操作运用整体与部分相结合的训练方法亦能促进学生了解动作结构强化模仿练习的准确度从而迅速掌握这一技能达到良好的训练效果仍以酸碱滴定为例在教学实践中我们对其中的关键操作滴定所进行的整体与分解示范相结合的训练方法便取得了良好的效果32 心智技能的训练途径根据心智技能形成的规律对学生心智技能的培养可按以下几个步骤进行321 创拟实践模式心智活动是实践活动的反映为了使学生掌握一种心智活动方式首先必须确定这种活动方式的实际内容揭示这一活动的基

45、本操作成分及其结构将其外化实践模式的创拟是实现自觉教学的必要前提确定心智技能的实践模式必须对活动进行系统分析首先对系统做功能分析分析系统对环境的作用其中包括作用的对像条件及结果然后再对系统做结构分析分析系统的组成要素之间的相互关系最后将功能分析和结构分析有机地结合起来创拟实践模式在确定化学实验问题的解决模式时先进行功能分析化学实验的目标是通过实验手段使化学问题得到正确解决这必须要求学生首先有基本的实验操作知识实验观察方法和化学基础知识以及简单的化学推理能力为基础同时实验问题多种多样我们所确定的实践模式其适用的广泛性能否为学生理解并独立执行以及其对学生今后实验活动所产生的影响等也都是我们要在功能

46、分析中涉及的然后进行结构分析分析化学实验过程中包括那些典型的心智活动诸如化学实验的审题技能问题的解析技能实验的设计技能实验的操作技能以及实验的观察记录和数据处理技能等其中每一项活动的复杂性不尽相同都须我们正确把握心智动作的实质是实践动作的反映因此任何新的心智动作的形成原则上必须经过心智技能形成的三个基本阶段才能实现化学实验心智技能的训练即主要是针对心智技能中新的化学实验特别需要的学生未经掌握的动作成分而言的但一种心智技能往往是由许多心智动作构成的如果某种心智技能 如审题技能 其动作成分是由学生已掌握了的一些动作构成的则此心智技能的形成就可利用已有动作经验的迁移得以实现 如数学问题的审题技能化学

47、问题的审题技能化学一般问题的审题技能化学实验问题的审题技能 而不必按心智技能形成的三个基本阶段分别进行严格地训练在化学实验技能的训练中特别需要学生掌握的是化学实验的观察技能化学实验的设计技能以及实验的记录与数据处理技能等其中对中学化学实验心智技能中的实验观察技能实验设计技能的训练我们创拟了如流程图所示的实践模式图4-1 实验观察技能形成过程的实践模式图4-2 实验设计技能形成过程的实践模式322 模式定向在开始执行一种新的心智活动 如实验观察技能 前必须使学生对这 一活动的结构和整体有一定的了解知道做什么和怎样做从而建立起初步的定向映像形成一个关于未来活动的初步调节机制在定向环节中教师不仅要向

48、学生提供心智活动模式而且要使学生了解活动的目的客体操作要求并应以典型样例18的物质化形式将其完整的展开现在我们以演示实验镁条在二氧化碳中燃烧为例来说明对学生化学实验观察技能的培训中模式定向过程明确观察任务及目的即知道学生要弄清楚看什么而后再观察在演示实验式如果不加以指导有的学生常常出现无目的无要求无方法漫不经心的进行观察的现象他们常常只注意那些感觉新奇或有强烈刺激的化学现象而放过了实验索要观察的主要内容从而达不到试验应有的目标和要求镁条在二氧化碳中燃烧的实验任务是使学生通过实验得出a在特定条件下co2也能支持燃烧b镁在二氧化碳中燃烧的产物氧化镁单质碳实验目的得出镁是活泼金属还原性强于碳的结论确

49、定观察实验的类型中学化学实验常分为性质实验制备实验理论验证试验及化学定量实验等不同的实验类型有不同的观察方法观察路线和观察手段镁条在二氧化碳中燃烧的实验应属于无志性质实验设计观察计划和手段观察既要全面又要分清主次全面观察是只对物质及其变化的过程和结果以及实现物质变化所需的仪器装置等都进行观察只有全面观察才有助于获得完整的感性认识才有助于从中找出事物的内在联系和本质特征对于物质性质实验的观察计划通常包括a反应条件b反应中的现象c反应物生成物的颜色光泽状态d反应物的质的变化化学实验过程中要善于综合运用多种感官去进行观察不仅用眼看用鼻闻用手摸用耳听还要用嘴尝应是在已知安全的情况下只有多方面观察感受物

50、质才能更正确更深刻的认识物质的性质及其变化规律例如对稀h2so4稀naoh溶液的观察简单地看都是无色液体但稀naoh有滑腻感有涩味而稀h2so4无滑腻感有酸味稀naoh使紫色石蕊试液变蓝稀h2so4是紫色石蕊试液变红实施观察过程物质实验的观察过程可分为三个阶段a变化前要明晰有几种物质参加反应其颜色状态光泽气味等物理性质b变化过程中要注意观察反应发生的条件反应过程中伴随的现象诸如发光火焰热量的变化颜色的改变气味的变化沉淀的生成或气体的放出等c变化后有几种物质生成其颜色状态气味等在镁条在二氧化碳中燃烧的试验中我们可观察到a将表面洁净有银白色光泽的镁条直接伸入盛有无色无味的co2气体的集气瓶中无现象

51、b空气中点燃镁条再伸入盛co2的集气瓶中镁条继续剧烈燃烧发出耀眼的白光火焰上方有白烟手触摸瓶壁时有烫手的感觉c集气瓶有黑色小点固体和白色粉末状固体生成思考观察结果并得出结论观察结束后应准确及时地记录实验现象并将观察结果与观察目的对照深入思考由表及里的分析合理推断得出正确结论镁条在二氧化碳中燃烧的试验中通过观察我们可得出如下结论镁在二氧化碳中燃烧的化学方程式2mgco2点燃2mgoc镁是活泼金属还原性要强于碳深化了燃烧的概念即物质的燃烧不一定需要氧气co2能用来灭火但不宜用在镁着火上因此通过典型样例的示范和学习可以将解决问题的正确途径直接呈现在学生面前使学生体会到一种心智技能的习得所必要的信息和

52、步骤而将一些无关的信息排除在学生的知觉范围之外最终形成解决问题的模式定向当然在完成这一任务的过程中要求我们教师的示范必须正确清晰讲解要确切动作指令要明确以使学生了解构成活动的各个动作及动作之间的执行顺序并了解动作的执行方式及有关法则提高学生学习的自觉性同时还应采取多种有效措施发挥学生的主动性和独立性并用复述动作要领心智活动过程的方法来巩固检查模式定向的学习成效323 分阶段练习心智技能是按一定的阶段逐步形成的因此在培训方面必须分阶段进行练习才能获得良好的教学成效为了确保练习的质量各阶段活动应遵循一定的原则学生对按各阶段活动做自觉练习的过程中各阶段的过渡是渐进的上一阶段应为下一阶段的转化做准备从

53、教学实践来看由物质活动向大声言语活动过渡一般会遇到困难因此为提高分阶段练习的成效在培养工作方面必须充分依据心智技能的形成规律在以下两点采取有效措施正确使用言语心智技能作为一种心智活动方式是借助于内部言语默默进行的而内部言语必须以外部言语为基础因此言语在心智技能形成中具有十分重要的作用言语在不同阶段上其作用是不同的在定向和操作阶段言语只起动作的标志作用与组织作用所以此时培训工作重点在于使学生了解动作本身利用言语标志动作并巩固对动作的认知实践证明在边做边说的情况下活动更易于向言语执行水平转化但要注意的是一定要在学生熟悉动作的基础上提出言语要求并以表现力强学生又能接受的词来标志动作来组织动作的进行切

54、不可忽视对动作的认识而片面强调言语标志练习言语在内化阶段其作用在于巩固形成中的动作表象并使动作表象得以进一步概括从而向概念性动作映像转化此时言语已转变成为动作的体现者通过选择性联想机制成为对动作对象的加工工具所以这一阶段培训的重点要放在考察言语的动作效应上不仅要注意学生的言语动作是否正确而且要检查动作的结果是否使观念性对象发生了应有的变化例如我们在用酸化高锰酸钾溴水等试剂区别苯甲苯两瓶已失去标签的无色试液的学生演示实验教学过程中采取了教师表述实验过程学生依言操作 学生操作教师表述学生的操作过程 学生边说边做教师纠正 学生不操作复述实验操作过程等动作执行与言语结合的训练方法使学生心智活动适时顺利

55、地完成向下一阶段的转化最终完成了实践模式的内化注意学生个体差异激发学习积极性实验技能的训练过程也是学生重建经验结构的过程在这一心理结构的构建过程中学生必须处于十分主动的状态积极进行一系列复杂的生理和心理水平的变换即能动地去反映活动才能实现因此训练的成效如何学生所具有的一系列的主观因素及其参与程度是重要的决定因素之一例如在阶段学生的主要学习任务可归结为首先要确定所学心智技能的时间模式 操作活动程序 其次要使这种实践模式的动作结构在头脑中得到清晰的反映等同时在学生实验心智技能的训练过程中还应充分尊重学生个体差异考虑到不同学生所面临的主客观条件不同针对在每一阶段上心智技能形成的质量与时间有异的特点采

56、取某些有针对性的辅助措施把握学生学习的身心特点才能激发学生的学习动机充分调动其学习的积极性顺利完成心智技能的进程第四章 训练案例的研究41 研究方法 1 测试样本2001届高中二年级学生取两个平行班班为实验班班为对比班均分别为30人 2 施测过程班 实验班 按本研究所述将化学实验技能分为操作技能和心智技能在学生训练过程中遵循心智技能和实验技能的形成过程和阶段的规律特点采取讲解与示范相结合整体示范与分解示范相结合单项练习与综合练习相结合集中练习与分散练习相结合的方式并注意各阶段练习中言语的适时正确使用的训练方法班 对比班 则只要求严格遵循教材和教参上的要求做好演示实验和学生实验在教学训练实践期间

57、分阶段对两班学生要求通过笔试或实验操作分别完成3道题目的测试评定者观察受试学生的实验过程实验记录实验结果和所用时间并给以正确评价20 3 测试题目用98的浓h2so4 密度184gcm3 配制l00mlo01mollh2so4溶液用0lmo1l naoh标准液滴定未知浓度的盐酸溶液 nmet1999化学一262 nmet2000化学一24 nmet1999图表示50ml滴定管中液面的位置如果液面处的读数是a则滴定管中液体的体积 填代号 a a ml b 50一a ml c一定大于a ml d一定大于 50一a mlnmet2000实验室可用氯气与金属铁反应制备无水三氯化铁该化合物呈棕红色易潮解100左右时升华下图是两个学生设计的实验装置左边的反应装置相同而右边的产品收集装置则不同分别如和所示试回答1b中反应的化学方程式2d中的反应开始前需排除装置中的空气应采取的方法3d中反应的化学方程式4装置的主要缺点5装置的主要缺点如果选用此装置来完成实验则必须采取的改进措施图4-1 nmet1999化学262和nmet2000化学24其中实验测试题目中为实验操作题为笔试题42 研究结果与讨论421 测试结果实验测试题1结果统计实验测试题2统计结果表4-2 实验班班和对比班班对试题2的测试结果比较实验测试题3统计结果表4-6 实验班班和对比班班对测试结果比较422 结果讨论本实验研究中三道实