高三化學(xué)“實驗設(shè)計與評價”復(fù)習(xí)的教學(xué)實踐研究

鄭潔

摘要：高三復(fù)習(xí)課，教師如何創(chuàng)設(shè)真實、綜合、連鎖式的探究情境，提升學(xué)生對實驗方案的設(shè)計、評價和優(yōu)化能力，具有重要的研究價值和實踐意義。課例基于Fe3+與I-反應(yīng)的實驗情境，整合了原電池裝置、常見微粒檢驗方案、化學(xué)平衡移動方案的設(shè)計與評價3個核心學(xué)習(xí)任務(wù)。結(jié)合教學(xué)后學(xué)生認知測試結(jié)果、學(xué)生和聽課教師對教學(xué)過程的評價，對教學(xué)效果和學(xué)習(xí)目標達成情況進行論述，以期為高三備考復(fù)習(xí)提供案例參考和研究建議。

關(guān)鍵詞：實驗設(shè)計與評價；Fe3+和I-反應(yīng)；高三實驗復(fù)習(xí)；原電池；平衡移動

文章編號：1008-0546（2017）01-0066-04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.01.020

一、問題提出

實驗?zāi)芰Φ脑u價與測量，已成為近年來高考化學(xué)的研究熱點之一，其中實驗方案的設(shè)計與評價是高考化學(xué)測查的重要內(nèi)容，相關(guān)專題也是高三復(fù)習(xí)備考的學(xué)習(xí)重點和教學(xué)難點。實驗方案的設(shè)計與評價能力是學(xué)生實驗?zāi)芰χ械母唠A認知與操作技能，具體包括對實驗課題、目的及原理的理解，對實驗過程的設(shè)計、決策、評價和優(yōu)化，對實驗現(xiàn)象與結(jié)果的認知、判斷、分析和處理的綜合能力。

一方面，通過文獻分析，筆者發(fā)現(xiàn)目前相關(guān)研究集中在高考評價型實驗題的分析[1]、實驗設(shè)計課程的教學(xué)策略[2]、實驗?zāi)芰Y(jié)構(gòu)的評價測量[3]等，較少對具體教學(xué)實踐進行探討。另一方面，通過研究近三年的高考化學(xué)試題，“實驗方案的設(shè)計與評價”這類試題的難度介于0.3至0.6，顯示多年來全省學(xué)生整體上在這類試題中只有一般的表現(xiàn)，值得引起廣大高三化學(xué)教師的反思。但一些高中因班數(shù)較多或?qū)嶒灄l件有限，無論在新課學(xué)習(xí)還是高中實驗復(fù)習(xí)階段，都無法讓學(xué)生進行實驗設(shè)計與操作活動，而教師主要通過一定量的實驗報告書寫訓(xùn)練題目來培養(yǎng)、強化學(xué)生的實驗方案設(shè)計能力，導(dǎo)致學(xué)生在實驗設(shè)計與評價上存在突出問題——不能將所學(xué)知識理論融會貫通、遇到新情境不能迅速辨析并進行有效遷移、實驗設(shè)計不夠嚴謹合理、實驗評價無從下手。比較有效的教學(xué)策略是教師創(chuàng)設(shè)真實、綜合、連鎖式情境，激發(fā)學(xué)生的探究熱情，促使學(xué)生利用已有的知識儲備解決問題，進而實現(xiàn)知識的綜合運用與能力提升。

綜上所述，本研究基于Fe3+與I-反應(yīng)的實驗情境，整合了原電池裝置、常見微粒檢驗方案、化學(xué)平衡移動方案的設(shè)計與評價3個核心學(xué)習(xí)任務(wù)，以驅(qū)動學(xué)生對實驗方案進行設(shè)計、決策、評價和優(yōu)化。基于此，本研究主要解決以下4個問題：（1）如何創(chuàng)設(shè)真實、綜合、連鎖式的實驗探究情境，以驅(qū)動學(xué)生設(shè)計與評價實驗方案？（2）學(xué)生對本課教學(xué)過程有怎樣的態(tài)度與評價？（3）教學(xué)后，學(xué)生在化學(xué)實驗方案的設(shè)計與評價上的認知測試結(jié)果如何？（4）參與課堂觀摩的教師對本課教學(xué)活動有怎樣的評價？

二、研究方法

1. 研究對象的選取

以廣州市某高中44名高三理科班學(xué)生為研究對象，其中男生24人，女生20人。

2. 研究工具的設(shè)計

（1）導(dǎo)學(xué)案

筆者整合了教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)教學(xué)目標自編導(dǎo)學(xué)案，在課堂上基于Fe3+與I-反應(yīng)的陌生情境，創(chuàng)設(shè)3個真實、綜合、連鎖式的探究任務(wù)，驅(qū)動學(xué)生進行實驗方案的設(shè)計與評價。

（2）學(xué)生問卷

為了解學(xué)生對教學(xué)活動的態(tài)度，筆者咨詢過化學(xué)教育專家后使用Likert 5點量表形式自編問卷（見后文表3），量表的Cronbach α值是0.903，具有較高信度，符合量表編制要求；并發(fā)放“實驗方案的設(shè)計與評價能力”測試題。回收有效問卷44份，有效問卷回收率100%。

（3）聽課教師評價量表

由于本課同時是“國培觀摩課”，為了解參與觀摩課的教師們對本課教學(xué)效果的評價，本研究采用自編Likert 5點量表進行調(diào)查（見后文表4）。整份量表的Cronbach α值是0.895，符合量表編制的要求。共發(fā)放問卷56份，回收有效問卷56份，有效問卷回收率100%。

3. 研究流程的說明

本研究的實施流程如下：（1）進行教學(xué)實踐的前期準備（設(shè)計導(dǎo)學(xué)案、量表、測試題）；（2）正式開展課堂教學(xué)活動，對參與課堂觀摩的教師進行調(diào)查和訪談；（3） 授課后第二天對學(xué)生發(fā)放“教學(xué)活動態(tài)度量表”和“實驗方案的設(shè)計與評價能力”測試題；（4）分析整合資料。

三、教學(xué)實踐

1. 教學(xué)內(nèi)容的整合

本節(jié)課的問題主線、知識主線及能力主線的內(nèi)在聯(lián)系，如圖1所示。

2. 教學(xué)目標的確立

3. 教學(xué)過程的實錄

課堂上，通過“1+3”教學(xué)，圍繞同一個反應(yīng)情境，設(shè)計出3個教學(xué)環(huán)節(jié)（教學(xué)實錄見表2）。

4. 教學(xué)效果的分析

（1）學(xué)生對教學(xué)過程的態(tài)度與評價

在授課后向?qū)W生發(fā)放問卷以評價本課教學(xué)效果，量表Cronbach α值是0.903，具有較高信度。由表3可知：①題目的平均分均在4.46以上，學(xué)生對學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計意圖的認同度比較高，對陌生情境融入真實、綜合、連鎖式探究任務(wù)的教學(xué)過程評價較高；③題目2、3的平均分較高，表明學(xué)生對本節(jié)課的教學(xué)重點——原電池裝置的設(shè)計和微粒檢驗方案加深了理解；（3）題目10、14的平均分較高，學(xué)生的認同度較高，表明本節(jié)課有利于學(xué)生更好地優(yōu)化和改進實驗方案，落實表達的規(guī)范和嚴謹性。

（2）聽課教師的評價分析

教學(xué)后發(fā)放問卷，調(diào)查聽課教師對本次教學(xué)效果的評價，量表Cronbach α值是0.895，具有較高的信度。表4中數(shù)據(jù)表明：（1）教師們對教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計的認可度較高，有較正向的態(tài)度（平均分均在4.20以上）；（2）教師們對本課教學(xué)目標達成程度的正向評價較高。

（3）學(xué)生教學(xué)后測的認知分析

在授課后發(fā)放“實驗方案的設(shè)計與評價能力”測試問卷，包含3道綜合型實驗探究題目，分別賦分10分，每道題目平均得分依次為8.5、8.4、8.0，得分均較高，說明學(xué)生掌握情況良好。進一步分析測查結(jié)果，學(xué)生在實驗?zāi)康?、原理、方法及過程等維度的得分較高，但在分析現(xiàn)象、論證猜想、推導(dǎo)結(jié)論及操作細節(jié)上得分較低，可能原因是學(xué)生對陌生情境仍缺乏快速辨別、分析和遷移的能力，同時真實的實驗經(jīng)歷積累不足，這些有待在后續(xù)的復(fù)習(xí)備考中進一步加強。

四、教學(xué)反思與研究建議

反思此課例的教學(xué)，仍存在有待改進之處，如留給學(xué)生討論和展示的時間應(yīng)更多一些，應(yīng)創(chuàng)設(shè)一些學(xué)生動手實驗的機會等。對于如何創(chuàng)設(shè)真實、綜合、連鎖式的探究情境進行實驗方案設(shè)計與評價的高三實驗復(fù)習(xí)教學(xué)，筆者有以下建議：

1. 精心選題

實驗設(shè)計與評價專題復(fù)習(xí)的選題十分重要，好的題目一要有綜合性，能促使學(xué)生聯(lián)系復(fù)習(xí)過的實驗基礎(chǔ)知識、元素化合物知識和反應(yīng)原理的知識來解決實際問題，二要符合學(xué)生的認知實際，適合學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，但又有一定的挑戰(zhàn)性，學(xué)生參與積極性高同時又能使所學(xué)內(nèi)容得到鞏固和提升。

2. 保證時間

實驗方案的設(shè)計和評價都需要學(xué)生經(jīng)過深入的思考、討論后得出，教師要事先分析學(xué)生可能存在的疑難點，課堂實施時要留足夠的時間給學(xué)生思考、討論和表達，在這過程中提升學(xué)生的分析、表達、遷移和創(chuàng)新能力。若安排的時間過緊，各個環(huán)節(jié)匆匆忙忙走過場，實驗方案和設(shè)計都由老師牽著學(xué)生的鼻子走，這樣教學(xué)的效果就會大打折扣。

3. 落實實驗

將真實的實驗帶入高三的復(fù)習(xí)課堂，不僅體現(xiàn)了實驗設(shè)計與評價的目的——用更優(yōu)化的實驗方案解決實際問題，同時也激發(fā)了學(xué)生參與的積極性和熱情，在方案的實現(xiàn)過程中獲得成就感，再者也讓學(xué)生在真實的實驗操作中鞏固了實驗的基礎(chǔ)知識。教師要盡量給學(xué)生創(chuàng)設(shè)參與實驗、動手實踐的機會，能分組的盡量分組，受條件限制的可采用教師或?qū)W生代表演示實驗，實現(xiàn)“紙上寫實驗”到“動手做實驗”的轉(zhuǎn)變[4-5]。

參考文獻

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