項(xiàng)目式化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新力提升的實(shí)證研究

湯小梅

摘? ? 要：高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生掌握化學(xué)學(xué)科基本知識(shí)和技能的重要途徑，有效的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ娇梢蕴釤捇瘜W(xué)學(xué)科的核心思想，發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新的能力。研究發(fā)現(xiàn)，項(xiàng)目式化學(xué)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生在好奇心、冒險(xiǎn)性、想象力、挑戰(zhàn)性四個(gè)維度上均有提高，可以彌補(bǔ)常規(guī)教學(xué)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新力提升的限制。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目式;化學(xué)實(shí)驗(yàn);創(chuàng)新力;創(chuàng)造性傾向量表

一、研究背景

高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生掌握化學(xué)學(xué)科基本知識(shí)和技能的重要途徑，有效的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ娇梢蕴釤捇瘜W(xué)學(xué)科的核心思想，發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新的能力。

項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式讓學(xué)生以解決問(wèn)題為導(dǎo)向參與所有實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過(guò)程，建構(gòu)隱含在問(wèn)題中的學(xué)科知識(shí)，教師起現(xiàn)場(chǎng)輔助作用。

本研究設(shè)計(jì)了項(xiàng)目式化學(xué)實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新力測(cè)試，以觀察項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生的思維干預(yù)，檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)課程的開(kāi)設(shè)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新力的干預(yù)效果。

二、研究方法

（一）測(cè)試對(duì)象

隨機(jī)選取高一學(xué)生76名，經(jīng)過(guò)測(cè)試在體現(xiàn)創(chuàng)新力的冒險(xiǎn)性、好奇性、挑戰(zhàn)性及想象力四個(gè)維度上無(wú)顯著性差異。38名對(duì)照組學(xué)生修習(xí)高一全日制高中化學(xué)課程，38名試驗(yàn)組學(xué)生在修習(xí)高一全日制高中化學(xué)課程的同時(shí)完成項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)課程。

（二）試驗(yàn)干預(yù)模式

實(shí)驗(yàn)課程中，對(duì)照組學(xué)生兩學(xué)期完成《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)·化學(xué)1》中要求的“活動(dòng)與探究”10項(xiàng)（3項(xiàng)為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)）、“觀察與思考”8項(xiàng)，《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)·化學(xué)2》中“活動(dòng)與探究”10項(xiàng)、“觀察與思考”6項(xiàng)。

試驗(yàn)組學(xué)生兩學(xué)期除了完成與對(duì)照組相同的常規(guī)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)以外，還增加包括“鑒別離子化合物和共價(jià)化合物”“果汁和軟飲料中的含酸量”“藥店出售的雙氧水中H2O2的含量”等16個(gè)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容，四人一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，共同完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。每次實(shí)驗(yàn)時(shí)間為80min。

（三）測(cè)量設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)為期一年。前后均采用“威廉姆斯創(chuàng)造性傾向量表”（Williams Prefer Measurement Forms，簡(jiǎn)稱WPMF）測(cè)試學(xué)生創(chuàng)造性傾向，了解其傾向性變化。

（四）測(cè)量工具

WPMF用于測(cè)量創(chuàng)造性人格，包含冒險(xiǎn)性、好奇心、想象力和挑戰(zhàn)性四個(gè)維度。該量表在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用廣泛，具有較好的信度和效度[1]。研究中總量表及分量表的克朗巴哈系數(shù)（Cronbach α）在0.74～0.89之間，其分半信度在0.81～0.90之間[2]53。

（五）數(shù)據(jù)處理與分析

研究數(shù)據(jù)使用SPSS22.0分析，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)方法分析教學(xué)路徑不同對(duì)各組學(xué)生創(chuàng)新力的影響。

三、結(jié)果與分析

（一）冒險(xiǎn)性干預(yù)結(jié)果

冒險(xiǎn)性包括勇于面對(duì)失敗和批評(píng)、在雜亂的情境中完成任務(wù)和為自己的觀點(diǎn)辯護(hù)的能力[3]。對(duì)學(xué)生進(jìn)行冒險(xiǎn)性前測(cè)，方差齊性檢驗(yàn)（F檢驗(yàn)）結(jié)果為顯著性0.875，>0.05，表明方差齊性，即所有參與測(cè)試的兩組學(xué)生在冒險(xiǎn)性上無(wú)顯著性差異。

基于方差齊性檢驗(yàn)，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)前后進(jìn)行的冒險(xiǎn)性雙樣本t檢驗(yàn)（見(jiàn)表1），其中試驗(yàn)組學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)，在冒險(xiǎn)性的維度上，干預(yù)出現(xiàn)顯著性差異（Sig為0.020，<0.05），而對(duì)照組則沒(méi)有出現(xiàn)顯著性差異（0.815，>0.05）。

（二）好奇性干預(yù)結(jié)果

好奇性包括富有追根到底的精神、樂(lè)于接觸曖昧迷離的情景、肯深入思索事物的奧妙等能力[2]51。方差齊性檢驗(yàn)結(jié)果表明在學(xué)習(xí)課程前，兩組學(xué)生的好奇心無(wú)顯著性差異（顯著性0.659，>0.05）。

通過(guò)課程學(xué)習(xí)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行的前后測(cè)t檢驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)（見(jiàn)表2），兩組學(xué)生通過(guò)干預(yù)在好奇心維度上均有顯著性差異（Sig均<0.05）。

（三）想象力干預(yù)結(jié)果

想象力包括視覺(jué)化和建立心像、幻想尚未發(fā)生過(guò)的事情等[4]619。兩組學(xué)生在學(xué)習(xí)前想象力表現(xiàn)無(wú)明顯差異（顯著性0.786，>0.05）。

基于無(wú)差異的前后測(cè)t檢驗(yàn)（見(jiàn)表3），發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)，試驗(yàn)組學(xué)生在想象力上有了顯著性差異（Sig為0.004，<0.05），對(duì)照組學(xué)生無(wú)顯著變化。

（四）挑戰(zhàn)性干預(yù)結(jié)果

挑戰(zhàn)性包括尋找各種可能性、能夠從雜亂中理出秩序和愿意探究復(fù)雜的問(wèn)題等[4]619。前測(cè)方差齊性檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)兩組學(xué)生在挑戰(zhàn)性方面無(wú)顯著性差異（Sig為0.733，>0.05）。

基于無(wú)差異的前后測(cè)t檢驗(yàn)（見(jiàn)表4），發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)，試驗(yàn)組學(xué)生在挑戰(zhàn)性上顯著性有差異（Sig為0.060，略>0.05），對(duì)照組學(xué)生則無(wú)顯著變化（Sig為0.550，>0.05）。

四、分析與討論

創(chuàng)造性傾向F檢驗(yàn)結(jié)果，所有參與測(cè)試的學(xué)生在冒險(xiǎn)性、好奇心、想象力、挑戰(zhàn)性四個(gè)維度上均無(wú)顯著性差異，說(shuō)明參與測(cè)試的學(xué)生在未干預(yù)前均具有相似的創(chuàng)造性傾向。經(jīng)過(guò)一年的項(xiàng)目化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，試驗(yàn)組學(xué)生在冒險(xiǎn)性、想象力兩個(gè)維度有明顯的干預(yù)效果，挑戰(zhàn)性維度有一定的干預(yù)效果，而對(duì)照組學(xué)生在三個(gè)維度上均無(wú)顯著性變化。高中生的年齡特征使學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)始終保持著好奇心，通過(guò)檢測(cè)也發(fā)現(xiàn)兩組學(xué)生在好奇心上都有明顯變化。

從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來(lái)看，以物質(zhì)鑒別為例的高中教材 “鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉固體”，內(nèi)容為“根據(jù)提供信息：相同溫度下兩種物質(zhì)的溶解度、NaHCO3熱穩(wěn)定性等等，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉固體”。根據(jù)教材要求學(xué)生只需要完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，不要求實(shí)驗(yàn)操作。項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的“物質(zhì)檢驗(yàn)”教學(xué)內(nèi)容為：用導(dǎo)電性傳感器、溶解性、熔點(diǎn)、酸堿性等實(shí)驗(yàn)手段鑒別四種物質(zhì)，所選物質(zhì)為表5中的任意四種，學(xué)生需要在得出結(jié)論的同時(shí)，描述得出結(jié)論的手段和理由。

從教學(xué)結(jié)果與評(píng)價(jià)來(lái)看，常規(guī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有些需要撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，格式固定;有些使用實(shí)驗(yàn)手冊(cè)，按固定格式填空，有標(biāo)準(zhǔn)答案;有些實(shí)驗(yàn)只需設(shè)計(jì)，無(wú)須撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，小組合作完成實(shí)驗(yàn)，教師對(duì)整個(gè)小組進(jìn)行統(tǒng)一評(píng)價(jià)。完成實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生可以借助網(wǎng)絡(luò)查詢物質(zhì)特性。實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及記錄占30%，操作過(guò)程安全占20%，鑒別結(jié)果正確性占10%，實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論開(kāi)放式評(píng)價(jià)（與分析路徑及理由相關(guān)）占40%。以試驗(yàn)組兩組學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告為例進(jìn)行分析（見(jiàn)表6）。

通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容、要求及評(píng)價(jià)進(jìn)行對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有下列特點(diǎn)，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新力的培養(yǎng)是有幫助的。

（一）略高于知識(shí)結(jié)構(gòu)平均水平的教學(xué)有利于學(xué)生創(chuàng)新力的提升

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是知識(shí)教學(xué)的輔助，通常按部就班將知識(shí)具化為實(shí)驗(yàn)。而項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)教學(xué)在實(shí)驗(yàn)對(duì)象的選擇上可以略高于學(xué)生的學(xué)

（滿分100） 第一組 石蠟、膽礬、鋅、氯化銨 操作正確，記錄準(zhǔn)確，結(jié)果正確 判斷物質(zhì)B為石蠟：“物質(zhì)B在室溫下呈白色立方體，無(wú)氣味，不能溶于水，且不導(dǎo)電。沒(méi)有熔點(diǎn)，因?yàn)楫?dāng)它融化時(shí)溫度不斷變化。它在相對(duì)較低的溫度下融化和沸騰，液體為不透明無(wú)色。根據(jù)以上證據(jù)，B物質(zhì)是蠟。”

判斷W為鋅粉：“當(dāng)猜測(cè)W是哪種物質(zhì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)有兩種可能的物質(zhì)，鋅或鋁。網(wǎng)上搜索每種物質(zhì)的特性。發(fā)現(xiàn)這兩種物質(zhì)具有不同的熔點(diǎn)，并且鋁的熔點(diǎn)高于酒精燈外火焰的溫度。所以確定W是鋅。因此認(rèn)為，當(dāng)我們測(cè)試一種物質(zhì)時(shí)，必須清楚地知道它的性質(zhì)。” 96 第二組 水楊酸、膽礬、銅粉、固體碘 操作正確，記錄正確，結(jié)果正確 討論水楊酸的判斷時(shí)“我們認(rèn)為水楊酸的性質(zhì)是令人驚訝的，把它倒入水中，傳統(tǒng)上，我們認(rèn)為酸可以溶解在水中;然而，水楊酸只溶解在油中，油是有機(jī)溶劑”。（注：學(xué)生忽略了苯甲酸也具有相似性質(zhì)） 79 ]

習(xí)內(nèi)容，但又和學(xué)習(xí)內(nèi)容密切相關(guān)。在物質(zhì)檢驗(yàn)中將水楊酸、石蠟、苯甲酸作為研究對(duì)象，超過(guò)高中學(xué)生常規(guī)實(shí)驗(yàn)研究范疇?；诳烧J(rèn)識(shí)

的更高層次的教學(xué)內(nèi)容，豐富了學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，因此對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)挑戰(zhàn)性更強(qiáng)，提升學(xué)生的認(rèn)知冒險(xiǎn)性。

（二）基于合作性學(xué)習(xí)的教學(xué)有利于學(xué)生個(gè)體創(chuàng)新力的提升

在項(xiàng)目式教學(xué)中，由于學(xué)生合作完成實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)報(bào)告，因此小組中每個(gè)成員可以在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作或是在對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、判斷中發(fā)揮不同作用。同時(shí)完成高要求實(shí)驗(yàn)，涉及知識(shí)綜合性強(qiáng)，不同組員的思維方式和解決問(wèn)題的手段，有利于學(xué)生得出更準(zhǔn)確的結(jié)論，團(tuán)隊(duì)合作性強(qiáng)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自發(fā)學(xué)習(xí)的興趣。這是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)無(wú)法達(dá)成的目標(biāo)。

（三）鼓勵(lì)多種獲得知識(shí)構(gòu)建途徑的教學(xué)有利于學(xué)生挑戰(zhàn)能力的提升

在“物質(zhì)鑒定”實(shí)驗(yàn)中學(xué)生認(rèn)為“測(cè)試一種物質(zhì)時(shí)，必須清楚地知道它的性質(zhì)”。常規(guī)的學(xué)習(xí)，解決問(wèn)題的方法可以由教師邊講邊實(shí)驗(yàn)，或是依照書(shū)本操作步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，或從書(shū)本上直接得到答案。但項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)必須由學(xué)生自己設(shè)計(jì)、操作并做出判斷，勢(shì)必需要尋找教師、課本以外的知識(shí)獲得途徑，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、信息的處理、結(jié)論的判斷提出了新的挑戰(zhàn)。

（四）自主完成完整的實(shí)驗(yàn)過(guò)程有利于學(xué)生思考獨(dú)立性的提升

實(shí)施項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，希望通過(guò)教學(xué)由學(xué)生團(tuán)隊(duì)完成觀察→討論→檢索→討論→設(shè)計(jì)→討論→驗(yàn)算→討論→展示→優(yōu)化的過(guò)程[5]。其中“設(shè)計(jì)”環(huán)節(jié)將指向不同的展示結(jié)果，因此每個(gè)小組可以在展示過(guò)程中通過(guò)“成功”或“失敗”的結(jié)果，對(duì)自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。如果將設(shè)計(jì)從實(shí)驗(yàn)過(guò)程中割裂出來(lái)，學(xué)生只能建立理想模型，從書(shū)本中得到現(xiàn)有的知識(shí)，很難處理實(shí)際問(wèn)題，泛式思考不利于獨(dú)立性的提升。

（五）科學(xué)性評(píng)價(jià)有利于學(xué)生好奇心的提升

科學(xué)性評(píng)價(jià)在新實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不是簡(jiǎn)單評(píng)判結(jié)論對(duì)錯(cuò)，是按照實(shí)驗(yàn)操作和過(guò)程對(duì)高中學(xué)生思維邏輯性的評(píng)價(jià)，是一種隱性的過(guò)程評(píng)價(jià)。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求描述實(shí)驗(yàn)結(jié)果判斷依據(jù)。文字描述準(zhǔn)確表達(dá)了情感因素中的好奇。

項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)教學(xué)通過(guò)學(xué)生解決問(wèn)題建構(gòu)知識(shí)，強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)合作，社會(huì)性互動(dòng)是認(rèn)知發(fā)展的基礎(chǔ)。教學(xué)中合理的評(píng)價(jià)方式可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)建構(gòu)完整的考慮，鼓勵(lì)學(xué)生表達(dá)實(shí)驗(yàn)思考過(guò)程有助于教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)思路，既能給學(xué)生的學(xué)習(xí)提供幫助，也有助于教師在教學(xué)中對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的把握。

高中化學(xué)新課標(biāo)在課程目標(biāo)中明確指出，讓學(xué)生“能發(fā)現(xiàn)和提出有探究?jī)r(jià)值的化學(xué)問(wèn)題，能依據(jù)探究目的設(shè)計(jì)并優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)操作，能對(duì)觀察記錄的實(shí)驗(yàn)信息進(jìn)行加工并獲得結(jié)論;能和同學(xué)交流實(shí)驗(yàn)探究的成果，提出進(jìn)一步探究或改進(jìn)的設(shè)想”。因此采用項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式無(wú)疑可以彌補(bǔ)一些常規(guī)教學(xué)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新力提升的限制，對(duì)常規(guī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有很好的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅曉路，林崇德.大學(xué)生心理健康、創(chuàng)造性人格與創(chuàng)造力關(guān)系的模型建構(gòu)[J].心理科學(xué)，2006（5）：1031-1034.

[2]張洪家，汪玲，張敏.創(chuàng)造性認(rèn)知風(fēng)格、創(chuàng)造性人格與創(chuàng)造性思維的關(guān)系[J].心理與行為研究，2018，16（1）.

[3]聶衍剛，鄭雪.兒童青少年的創(chuàng)造性人格發(fā)展特點(diǎn)的研究[J].心理科學(xué)，2005（2）：356-361.

[4]朱海雪，張慶林.創(chuàng)造性傾向?qū)茖W(xué)問(wèn)題解決中原型位置效應(yīng)的影響[J].心理與行為研究，2014，12（5）.

[5]余勝泉，胡翔.STEM教育理念與跨學(xué)科整合模式[J].開(kāi)放教育研究，2015，21（4）：13-22.