初中優(yōu)秀生化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的個(gè)案研究

吳晗清 李琳娜 夏國(guó)俊

摘 ? 要?化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神形成的重要途徑。本研究對(duì)9名優(yōu)秀初中生進(jìn)行個(gè)案分析，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)猜想與假設(shè)、結(jié)果預(yù)測(cè)不夠重視，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理理解不夠透徹，對(duì)科學(xué)方法的運(yùn)用不夠嚴(yán)謹(jǐn)，難以兼顧創(chuàng)新性與可行性，未養(yǎng)成書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的習(xí)慣?；诖耍疚奶岢隽艘龑?dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)建議。

關(guān)鍵詞?實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力 化學(xué)教學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，它總是強(qiáng)烈地依賴獨(dú)具特色的實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段而不斷進(jìn)步的。在教學(xué)活動(dòng)中關(guān)注實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且可以在主動(dòng)體驗(yàn)探究的過(guò)程中養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度，習(xí)得科學(xué)方法，從而培養(yǎng)其創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。課程標(biāo)準(zhǔn)中也強(qiáng)調(diào)，學(xué)生需要形成基本的化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)并能完成一些簡(jiǎn)單的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，從而養(yǎng)成勤于思考、敢于質(zhì)疑、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、樂(lè)于實(shí)踐、善于合作、勇于創(chuàng)新等科學(xué)品質(zhì)。

一、研究背景

實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)是學(xué)生積極主動(dòng)地獲取化學(xué)知識(shí)、認(rèn)識(shí)和解決化學(xué)問(wèn)題的重要實(shí)踐活動(dòng)。一般來(lái)說(shuō)，涉及探究問(wèn)題（問(wèn)題情境、明確問(wèn)題）、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（猜想與假設(shè)、儀器藥品、科學(xué)性、創(chuàng)新性、可操作性）、實(shí)施設(shè)計(jì)（進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)）、總結(jié)反思（結(jié)論與解釋、反思與評(píng)價(jià)、表達(dá)與交流）等四個(gè)環(huán)節(jié)。其中，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)的重要環(huán)節(jié)，它需要學(xué)生具有很強(qiáng)的思維能力，以便解決真實(shí)情境中的復(fù)雜問(wèn)題。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，是指面臨一個(gè)化學(xué)問(wèn)題情境，能夠提出合理的猜想與假設(shè)，從而選擇合適的儀器和藥品，根據(jù)科學(xué)性和可操作性統(tǒng)籌設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)完整的方案，去檢驗(yàn)假設(shè)或獲取新知的探究能力[1]。它不僅是一種實(shí)踐活動(dòng)的方式，更重要的是一種理性思維的過(guò)程。它需要學(xué)生憑借已有的化學(xué)知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，對(duì)相關(guān)化學(xué)問(wèn)題呈現(xiàn)的眾多信息進(jìn)行概括凝練、分析綜合等一系列復(fù)雜的加工處理，以把握實(shí)驗(yàn)主題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、獲得化學(xué)概念、揭示化學(xué)規(guī)律等的內(nèi)在認(rèn)知過(guò)程?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程實(shí)質(zhì)上是一個(gè)實(shí)踐創(chuàng)新的過(guò)程。它不僅需要一定的知識(shí)基礎(chǔ)、常規(guī)思維能力，還需要在此基礎(chǔ)上通過(guò)獨(dú)立思考和頭腦風(fēng)暴，進(jìn)行嫁接、整合，解構(gòu)、結(jié)構(gòu)，對(duì)簡(jiǎn)單模仿進(jìn)行超越，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性意識(shí)和習(xí)慣，為后續(xù)卓越發(fā)展奠定基礎(chǔ)[2]。

然而化學(xué)教學(xué)實(shí)踐中，更多的是由教師先講解實(shí)驗(yàn)原理、步驟、注意事項(xiàng)，接下來(lái)演示關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)操作，最后學(xué)生動(dòng)手按實(shí)驗(yàn)報(bào)告既定程序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這種機(jī)械被動(dòng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式導(dǎo)致學(xué)生主動(dòng)性的喪失，從而沒(méi)有興趣，毫無(wú)創(chuàng)新可言。不僅創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力成了空洞的口號(hào)，就連基本的化學(xué)知識(shí)也難以掌握[3]。因此從學(xué)生接觸化學(xué)學(xué)科開(kāi)始，就要有意識(shí)有目的地逐步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，指向真實(shí)問(wèn)題的解決，最終養(yǎng)成化學(xué)核心素養(yǎng)。

二、研究設(shè)計(jì)

1.研究對(duì)象與研究方法

本研究是對(duì)初中生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的案例分析。挑選的是北京市海淀區(qū)某示范中學(xué)科技創(chuàng)新班中選修化學(xué)研究性學(xué)習(xí)的9名學(xué)生。他們均為初三優(yōu)秀學(xué)生，由于保送高中，沒(méi)有升學(xué)壓力，創(chuàng)造性等思維受應(yīng)試影響較小。同時(shí)由于已經(jīng)進(jìn)行了一學(xué)期的化學(xué)研究性學(xué)習(xí)，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方面有過(guò)一定的鍛煉，且動(dòng)手能力較強(qiáng)。本研究采用的是測(cè)試法、案例分析法和訪談法。

2.研究工具

本研究一共采用三道題目考察九年級(jí)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力（見(jiàn)表1）。由于第一題的實(shí)驗(yàn)原理是在學(xué)生已掌握知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展，所以考查重點(diǎn)側(cè)重于對(duì)學(xué)生的猜想與假設(shè)、結(jié)果預(yù)測(cè)、儀器藥品的選擇和實(shí)驗(yàn)嚴(yán)謹(jǐn)性的考察。第二題為創(chuàng)新題，作為全新的實(shí)驗(yàn)，考察的是學(xué)生對(duì)新實(shí)驗(yàn)原理的分析、儀器藥品的選擇、實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性、實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新性和可實(shí)施性等，題目較難。第三題出題背景為學(xué)生已在研究性學(xué)習(xí)中對(duì)該課題進(jìn)行過(guò)研究，但是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)存在嚴(yán)謹(jǐn)性不足等問(wèn)題，所以再次進(jìn)行設(shè)計(jì)，考察的是學(xué)生能否在原設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新和完善。

三、結(jié)論分析

1.學(xué)生對(duì)猜想與假設(shè)、結(jié)果預(yù)測(cè)不夠重視

猜想與假設(shè)是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的前奏，而結(jié)果預(yù)測(cè)和猜想與假設(shè)又緊密聯(lián)系，即根據(jù)猜想來(lái)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這方面的測(cè)試情況見(jiàn)表2。根據(jù)第一題的題干分析，一共存在四種可能性，即起催化作用的粒子分別是Fe3+、Cl-、Fe3+和Cl-、H2O，但因?yàn)镠2O2溶液中本身就存在有水即排除水分子。而學(xué)生大都只能寫(xiě)出其中一種可能性，僅2位學(xué)生寫(xiě)出三種猜測(cè)，且沒(méi)有注意到水分子的影響。之后兩道題學(xué)生均未寫(xiě)出猜想與假設(shè)，說(shuō)明學(xué)生并不重視猜想與假設(shè)這一環(huán)節(jié)。在結(jié)果預(yù)測(cè)部分，大部分被測(cè)學(xué)生都受制于猜想。如只寫(xiě)出一種猜想的學(xué)生預(yù)測(cè)也只能想出一種，與猜想相對(duì)應(yīng)，只有1位學(xué)生寫(xiě)出了3種預(yù)測(cè)。測(cè)試之后對(duì)被測(cè)學(xué)生進(jìn)行訪談，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在結(jié)果預(yù)測(cè)時(shí)主要考慮實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的變化，即若沒(méi)有現(xiàn)象變化則被視為沒(méi)有發(fā)生反應(yīng)。

綜上分析發(fā)現(xiàn)：學(xué)生往往只猜想一種可能，對(duì)于其他的可能并不做思考。猜想大都直接來(lái)自題目的提示，而很少自行分析。由此看到學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)中到底存在多少變量、多少結(jié)果并不清楚。這也間接影響到學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)，只能針對(duì)猜想有一說(shuō)一，無(wú)法根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件綜合分析。

2.學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理理解不夠透徹

實(shí)驗(yàn)原理是學(xué)生正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的前提，而儀器和藥品的選擇必須充分結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行，這兩方面的測(cè)試情況見(jiàn)表3。在實(shí)驗(yàn)原理方面，由于初中生接觸化學(xué)時(shí)間短，故學(xué)生對(duì)離子的了解僅依靠老師零星的提及，有5位學(xué)生以為可以直接加入某種離子，而不清楚離子不能離開(kāi)溶液?jiǎn)为?dú)存在。第二題是信息題，學(xué)生對(duì)于信息的利用和理解較弱，題目中強(qiáng)調(diào)了低溫環(huán)境，但是在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)僅有2位學(xué)生設(shè)計(jì)了低溫環(huán)境，其他7位學(xué)生或是不會(huì)設(shè)計(jì)，或是錯(cuò)理解為是燃燒產(chǎn)物的低溫處理。在儀器和藥品的選擇上，學(xué)生較少?gòu)纳罱?jīng)驗(yàn)出發(fā)來(lái)考慮問(wèn)題。如第二題提及的低溫環(huán)境可以利用生活中常見(jiàn)的冰塊，但沒(méi)有任何學(xué)生想到這一點(diǎn)。有2個(gè)學(xué)生分別想到液氮、溶解吸熱來(lái)降溫，這僅是單純知識(shí)點(diǎn)，此處沒(méi)有實(shí)際意義。第三題中，只有2位學(xué)生選擇使用注射器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)訪談得知因老師曾經(jīng)在實(shí)驗(yàn)中利用注射器控制藥品加入，所以學(xué)生聯(lián)想到了注射器。只有1位學(xué)生設(shè)計(jì)利用氣球的大小區(qū)別H2O2分解情況。這些均表明，化學(xué)知識(shí)與生活經(jīng)驗(yàn)脫節(jié)，應(yīng)加強(qiáng)聯(lián)系。

分析發(fā)現(xiàn)：學(xué)生在面對(duì)一個(gè)新實(shí)驗(yàn)原理時(shí)的分析能力較弱，很難在短時(shí)間內(nèi)把握住實(shí)驗(yàn)原理，同時(shí)不能夠很好的與學(xué)科知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)結(jié)合用于解決問(wèn)題。在儀器和藥品的選擇上更加立足于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部，將已掌握的實(shí)驗(yàn)儀器和學(xué)科知識(shí)進(jìn)行重新組合，很少主動(dòng)將生活經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)之中。學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)被隔離，主動(dòng)性不強(qiáng)，需要教師提醒，如上述設(shè)計(jì)中有學(xué)生提到氣球和注射器，這都是教師在課上經(jīng)常會(huì)用到的生活用品。因此，亟需加強(qiáng)學(xué)科教學(xué)與生活經(jīng)驗(yàn)的結(jié)合。

3.學(xué)生對(duì)科學(xué)方法的運(yùn)用不夠嚴(yán)謹(jǐn)

保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行且數(shù)據(jù)可靠的關(guān)鍵在于實(shí)驗(yàn)嚴(yán)謹(jǐn)有效，這方面的的測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表4?？紤]到初中涉及到的化學(xué)實(shí)驗(yàn)較少，設(shè)計(jì)題目時(shí)采用的都是較為簡(jiǎn)單的科學(xué)方法。第一題和第三題考察的是簡(jiǎn)單的控制變量法的使用，而第二題中涉及易爆氣體氫氣，考察學(xué)生是否關(guān)注到實(shí)驗(yàn)過(guò)程中各物質(zhì)的變化與注意事項(xiàng)。

第一題和第三題中皆僅有1人設(shè)置了空白對(duì)照，而在藥品濃度的控制上，大多數(shù)學(xué)生僅能控制其中一種的用量。第一題中，9人均控制了加入藥品的用量，而對(duì)于H2O2的用量和濃度并未提及。第三題中，7人注意到H2O2的用量，僅有2人注意到H2O2的濃度問(wèn)題，未有人控制加入藥品的用量。對(duì)于反應(yīng)時(shí)間兩道題中僅有1人注意到。在H2O2分解中有3人選擇通過(guò)粗略地觀察氣泡多少、快慢來(lái)進(jìn)行判斷，有5人選擇準(zhǔn)確地觀察液面差的變化進(jìn)行判斷，如利用U形管連通器的原理或利用排水法收集氧氣的方式。由于第二題涉及點(diǎn)燃?xì)錃猓孕枰紤]氫氣的爆炸極限，而僅有1人考慮到驗(yàn)純。同時(shí)在第二題中隱藏著一個(gè)注意事項(xiàng)：因生成的H2O2由為氣態(tài)，而檢驗(yàn)使用的是淀粉碘化鉀溶液，所以學(xué)生在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮將H2O2由氣體變?yōu)橐簯B(tài)。在9人之中，僅有2位學(xué)生設(shè)計(jì)了冷凝裝置，用于將H2O2氣體液化。

分析可得：學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)科學(xué)方法的使用不嚴(yán)謹(jǐn)，而化學(xué)實(shí)驗(yàn)涉及變量較多，學(xué)生初次接觸對(duì)于實(shí)驗(yàn)中存在的變量查找不全，導(dǎo)致設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)缺少相應(yīng)的控制。實(shí)驗(yàn)條件可能發(fā)生變化，學(xué)生不能很好地辨別和控制實(shí)驗(yàn)條件的變化。化學(xué)物質(zhì)都有各自不同的化學(xué)性質(zhì)，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)需要充分分析和考慮不同物質(zhì)的性質(zhì)以及狀態(tài)的變化，以保證實(shí)驗(yàn)的安全和順利進(jìn)行。

4.學(xué)生未養(yǎng)成書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的習(xí)慣

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神形成的重要渠道和載體，但是創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)需要可操作為底線，無(wú)法實(shí)施的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是毫無(wú)意義的，而書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告是化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中的重要記錄，這三方面的測(cè)試見(jiàn)表5。創(chuàng)新性主要在第二題中反映，僅有2人進(jìn)行了創(chuàng)新，分別是方法創(chuàng)新和儀器創(chuàng)新。方法創(chuàng)新是利用物理中的凸透鏡聚焦點(diǎn)燃白磷進(jìn)而點(diǎn)燃?xì)錃?，同時(shí)利用硝酸銨溶解吸熱進(jìn)行降溫，該生將物理知識(shí)和溶解度進(jìn)行融合，具有跨學(xué)科的能力，但是并未考慮氫氣在不含有氧氣的條件下無(wú)法點(diǎn)燃，無(wú)可實(shí)施性。儀器創(chuàng)新是自行設(shè)計(jì)了一個(gè)三口容器，分別用于通入氫氣和氧氣、排除空氣，利用液氮進(jìn)行降溫，利用電火花點(diǎn)燃?xì)錃?，該方法類似于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，將生活與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，打破了化學(xué)實(shí)驗(yàn)室常規(guī)的實(shí)驗(yàn)儀器，但由于實(shí)驗(yàn)需要控制精準(zhǔn)的反應(yīng)時(shí)間和氫氣的驗(yàn)純，所以可實(shí)施性不強(qiáng)。在書(shū)寫(xiě)的完整性上，學(xué)生只重視實(shí)驗(yàn)步驟，其余都是題目要求才會(huì)書(shū)寫(xiě)，每道題都只有2～3人書(shū)寫(xiě)完全，可見(jiàn)學(xué)生并沒(méi)有養(yǎng)成良好的書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的習(xí)慣。

分析可知：少部分學(xué)生設(shè)計(jì)時(shí)具有一定的創(chuàng)新性，可以進(jìn)行跨學(xué)科知識(shí)應(yīng)用，對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，但是可實(shí)施性普遍不強(qiáng)。學(xué)生在設(shè)計(jì)時(shí)更多設(shè)想理想狀況下，并不會(huì)考慮清楚實(shí)驗(yàn)條件、物質(zhì)性質(zhì)等。而多數(shù)學(xué)生可能因接觸化學(xué)時(shí)間短，對(duì)于實(shí)驗(yàn)儀器了解不多，經(jīng)驗(yàn)不足，從而創(chuàng)新性弱。同時(shí)學(xué)生并沒(méi)有形成良好的書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的習(xí)慣，存在儀器不全、步驟不全、原理不寫(xiě)等問(wèn)題，說(shuō)明學(xué)生書(shū)寫(xiě)較少且自身不重視。

四、教學(xué)建議

1.引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行基于證據(jù)的猜想與假設(shè)

學(xué)生很少會(huì)在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前進(jìn)行猜想與假設(shè)，也不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)期分析，造成學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前無(wú)法充分調(diào)動(dòng)已有的知識(shí)。由于對(duì)實(shí)驗(yàn)并不了解，多數(shù)師生做實(shí)驗(yàn)只為驗(yàn)證課本知識(shí)或者便于記憶實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，忽視和低估了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)價(jià)值。杜威認(rèn)為學(xué)生在思考一個(gè)從未經(jīng)歷和認(rèn)識(shí)過(guò)的新事物時(shí)，他們的經(jīng)驗(yàn)和思維都會(huì)有所提高。猜想與假設(shè)作為科學(xué)探究的重要組成部分，教師應(yīng)當(dāng)在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究以前，組織學(xué)生進(jìn)行猜想與假設(shè)，并引導(dǎo)學(xué)生思考所有可能存在的情況，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)捏w系化思維，并應(yīng)當(dāng)組織學(xué)生結(jié)合自身的生活經(jīng)驗(yàn)和學(xué)科知識(shí)，對(duì)假設(shè)進(jìn)行分析解釋。一是判斷假設(shè)是否合理，便于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析;二是排除無(wú)用的假設(shè)，使實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)化;三是證據(jù)推理也是學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的重要組成部分，學(xué)生可以利用已有的證據(jù)，通過(guò)層層分析推理證實(shí)自己的觀點(diǎn)，發(fā)展學(xué)生的綜合思維能力。由于學(xué)生的結(jié)果預(yù)測(cè)會(huì)依據(jù)猜想假設(shè)，因此教師要引導(dǎo)學(xué)生思考，把好猜想與假設(shè)這一關(guān)，讓學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行整體把握，從實(shí)驗(yàn)原理、條件、方法、物質(zhì)性質(zhì)等方面考慮，最后對(duì)比設(shè)計(jì)前分析猜想的理由，提出合理的預(yù)測(cè)。

2.引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)科學(xué)地分析實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)變量

學(xué)生面對(duì)陌生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，往往不知所措，不能從中抓取有用的化學(xué)信息并據(jù)此解決問(wèn)題。教師需要結(jié)合學(xué)科前沿、生活經(jīng)驗(yàn)等在學(xué)生最近發(fā)展區(qū)內(nèi)為其創(chuàng)造新的化學(xué)實(shí)驗(yàn)情境，這樣不僅可以克服學(xué)生的畏懼心理，而且可以幫助學(xué)生學(xué)會(huì)利用已有知識(shí)全面分析實(shí)驗(yàn)原理，為順利解決問(wèn)題提供理論依據(jù)。初中學(xué)生剛開(kāi)始接觸化學(xué)，對(duì)于化學(xué)中不斷變化的實(shí)驗(yàn)條件，短時(shí)間內(nèi)并不能很好的消化和把握，這就影響到實(shí)驗(yàn)探究時(shí)科學(xué)方法的使用以及實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性。教師需要引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)中存在的化學(xué)變量、化學(xué)物質(zhì)和化學(xué)條件，讓學(xué)生學(xué)會(huì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)叵到y(tǒng)地分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)，在養(yǎng)成一定的化學(xué)實(shí)驗(yàn)思維之后，即可逐漸讓學(xué)生自己分析、自行設(shè)計(jì)。由于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)陳述性知識(shí)應(yīng)用較好，而缺乏程序性知識(shí)和策略性知識(shí)，所以教師在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要注重對(duì)程序性知識(shí)和策略性知識(shí)的培養(yǎng)，為學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究奠定基礎(chǔ)?！扒蓩D難為無(wú)米之炊”，學(xué)生想要自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)需要擁有一定的知識(shí)、能力和方法，否則實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)很容易成為紙上談兵、空中樓閣，難以激發(fā)學(xué)生持續(xù)的探究熱情。

3.鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)創(chuàng)新并具有可行性

化學(xué)核心素養(yǎng)強(qiáng)調(diào)注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。學(xué)生在進(jìn)行科學(xué)探究時(shí)可將自己已有知識(shí)進(jìn)行重新組合、利用，同化新的認(rèn)知。初中生思維活躍，可以在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)進(jìn)行跨學(xué)科知識(shí)的應(yīng)用和綜合，學(xué)生思維的開(kāi)放性又可推動(dòng)學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)盡可能的創(chuàng)新。陶行知先生說(shuō)，人人可以創(chuàng)造，時(shí)時(shí)可以創(chuàng)造。教師應(yīng)當(dāng)創(chuàng)設(shè)良好的氛圍，并對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新給予鼓勵(lì)。學(xué)生由于知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的限制常常會(huì)考慮不周，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的可行性不強(qiáng)。教師在學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)之后需要引導(dǎo)學(xué)生分析自己的實(shí)驗(yàn)是否可行，陳述性知識(shí)、程序性知識(shí)和策略性知識(shí)是否應(yīng)用得當(dāng)，從而保證學(xué)生在進(jìn)行操作之前對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)有充分的了解，促進(jìn)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)性思維的發(fā)展，提高其系統(tǒng)的統(tǒng)籌能力。訪談表明，學(xué)生不會(huì)書(shū)寫(xiě)完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告是因?yàn)樗麄儗?duì)于化學(xué)探究的環(huán)節(jié)并不清楚，思維和行為不能序列化和結(jié)構(gòu)化。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，教師需要引導(dǎo)學(xué)生明確探究問(wèn)題是什么，原理、目的、方法與步驟分別是什么，促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成自覺(jué)、完整書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的良好習(xí)慣。

參考文獻(xiàn)

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[作者：吳晗清（1981-），男，安徽宿松人，首都師范大學(xué)教師教育學(xué)院，副教授（教授崗），北京師范大學(xué)教育學(xué)部，兼職教授，博士;李琳娜（1995-），女，山西古交人，首都師范大學(xué)化學(xué)教育研究所，研究生;夏國(guó)?。?981-），男，重慶秀山人，重慶市黔江中學(xué)校，中學(xué)一級(jí)教師。]

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