以學(xué)生為主體的“化學(xué)教學(xué)論實(shí)驗(yàn)”課程“十步”教學(xué)法

李玲 鄭璐茜 嚴(yán)桂云 劉曉光

關(guān)鍵詞：“化學(xué)教學(xué)論實(shí)驗(yàn)”課程;“十步”實(shí)驗(yàn)教學(xué)法;以學(xué)生為主體

“化學(xué)教學(xué)論實(shí)驗(yàn)”課程是化學(xué)師范專業(yè)學(xué)生的必修課程，目的是培養(yǎng)學(xué)生掌握基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作、獨(dú)立從事中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的技能和研究實(shí)驗(yàn)教學(xué)的能力，提高學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性。通過本課程的學(xué)習(xí)力圖使化學(xué)師范類學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能、實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力得到全面提高，為成為高素質(zhì)的化學(xué)教師打好基礎(chǔ)。

一、“化學(xué)教學(xué)論實(shí)驗(yàn)”課程的教學(xué)現(xiàn)狀

化學(xué)實(shí)驗(yàn)在初、高中化學(xué)學(xué)習(xí)中具有非常重要的地位。[1-4]《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》中指出：要開展以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)，重視教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，并要求學(xué)生能發(fā)現(xiàn)和提出有探究價(jià)值的化學(xué)問題，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，所以化學(xué)師范專業(yè)應(yīng)加強(qiáng)“化學(xué)教學(xué)論實(shí)驗(yàn)”課程的教學(xué)[5-9]。

大多數(shù)“化學(xué)教學(xué)論實(shí)驗(yàn)”課程的教學(xué)模式是：學(xué)生課前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，教師準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)的儀器和藥品;上課時(shí)，教師對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行講解，然后學(xué)生“照方抓藥”式地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)[6-8，10-12];實(shí)驗(yàn)完成后學(xué)生們填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種教學(xué)模式的“優(yōu)點(diǎn)”是：老師省心、學(xué)生放心，老師們只要把實(shí)驗(yàn)的所有實(shí)驗(yàn)步驟、注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵操作都詳細(xì)地告訴學(xué)生們，而學(xué)生們只需要嚴(yán)格按照老師的要求做就能完成實(shí)驗(yàn)。該教學(xué)模式枯燥單調(diào)，不能調(diào)動(dòng)學(xué)生們的主動(dòng)性，培養(yǎng)的師范生嚴(yán)重缺少主動(dòng)思考和創(chuàng)新性;磨滅了學(xué)生的創(chuàng)造力和興趣，不利于創(chuàng)新素質(zhì)和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

在課程改革的浪潮中，化學(xué)師范類的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革工作也在如火如荼地開展著，新的教學(xué)模式像雨后春筍般出現(xiàn)，大多數(shù)模式的共同特點(diǎn)是：先觀摩化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作視頻，給學(xué)生們講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理和注意事項(xiàng)，接著全體學(xué)生開始實(shí)驗(yàn)操作，最后安排學(xué)生以教師身份模擬課堂演示實(shí)驗(yàn)。這種教學(xué)模式優(yōu)點(diǎn)是：實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生為主體的教學(xué)，變學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)生在教態(tài)、板書、口語等教學(xué)技能方面得到鍛煉，有效地提升了實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平[3，6，7，12-17]。該教學(xué)模式也存在弊端：準(zhǔn)教師的講課依據(jù)是他人的教學(xué)視頻、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，并非自己的切身體會(huì)。這種教學(xué)是“照頻宣課”，跟“照本宣科”一樣，不能充分抓住實(shí)驗(yàn)的根本和靈魂——探究和創(chuàng)新，因此實(shí)驗(yàn)仍停留在傳統(tǒng)模式的陰影中，不能更好地提升師范生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)和操作水平。

針對這些問題，2019-2020 年第二學(xué)期，我們對“化學(xué)教學(xué)論實(shí)驗(yàn)”課程的教學(xué)進(jìn)行了改革，在我們創(chuàng)新的教學(xué)模式中，完全以學(xué)生為中心，以“小老師”為代表，工作包括查找文獻(xiàn)，探索實(shí)驗(yàn)方案，尋找實(shí)驗(yàn)材料，拍攝視頻，準(zhǔn)備講稿和板書，上課，課程反思。整個(gè)過程精彩刺激、充滿挑戰(zhàn)，一環(huán)套著一環(huán)，環(huán)環(huán)相扣，師范生們在滿足好奇心的同時(shí)也享受了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的樂趣，探索精神和創(chuàng)造力被調(diào)動(dòng)起來，課程給學(xué)生們帶來了終生難忘的實(shí)驗(yàn)和教學(xué)體會(huì)，得到了學(xué)生們的一致認(rèn)可。

二、“化學(xué)教學(xué)論實(shí)驗(yàn)”課程的教學(xué)形式

我們將2018級化學(xué)師范類學(xué)生分成7組，每4人一組，學(xué)生自由組合，每組推選一個(gè)組長。課程包括7次實(shí)驗(yàn)，每組負(fù)責(zé)講解一個(gè)實(shí)驗(yàn)，輪流進(jìn)行，每組的4名同學(xué)合作完成實(shí)驗(yàn)相關(guān)的教學(xué)工作。下面對“化學(xué)教學(xué)論實(shí)驗(yàn)”課程的主要改革進(jìn)行詳細(xì)說明。

1.教學(xué)三角色以及分工

教學(xué)人物分三種角色：本課程的指導(dǎo)老師為“老師”，正式講課的老師稱為“小老師”，除了“小老師”之外的師范生稱為“學(xué)生”。給師范生們提供最接近初高中課堂教學(xué)的環(huán)境，整個(gè)教學(xué)過程中老師是助教，“小老師”主講，學(xué)生們共同參與完成，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生們的主動(dòng)參與意識，讓每位學(xué)生都能夠有滿滿的成就感和終生難忘的教學(xué)經(jīng)歷。在學(xué)習(xí)過程中老師不會(huì)施加任何壓力，沒有任何不平等，讓每位學(xué)生都能夠參與到課堂教學(xué)中，能夠有機(jī)會(huì)展示自己。

教學(xué)中的三個(gè)角色都有明確的工作任務(wù)（見圖1）。課程教師充當(dāng)助教，負(fù)責(zé)指定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材和藥品，對“小老師”們進(jìn)行安全教育，輔助“小老師”們完成視頻拍攝、視頻制作、備課以及板書，拍攝“小老師”們的上課視頻，引導(dǎo)大家進(jìn)行教學(xué)反思。

負(fù)責(zé)講課的7名學(xué)生為“小老師”，在課程中負(fù)責(zé)教學(xué)的整個(gè)過程，模擬真實(shí)教學(xué)中老師的角色。在正式上課前，“小老師”與本組的組員合作完成查資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、確定實(shí)驗(yàn)藥品和器材、演示實(shí)驗(yàn)、拍攝視頻、制作視頻、準(zhǔn)備講稿和板書、最后試講。上課時(shí)，“小老師”們負(fù)責(zé)上課，巡邏指導(dǎo)學(xué)生們完成實(shí)驗(yàn)，所有學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，“小老師”們當(dāng)場和其他學(xué)生討論教學(xué)體會(huì)和優(yōu)缺點(diǎn)。

除“小老師”之外的師范生充當(dāng)學(xué)生，這些學(xué)生的任務(wù)是預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)、觀看演示實(shí)驗(yàn)、聽課、完成實(shí)驗(yàn)操作、和“小老師”們一起討論上課后的學(xué)習(xí)體會(huì)。

2.創(chuàng)新“化學(xué)教學(xué)論實(shí)驗(yàn)”課程的教學(xué)流程

在整個(gè)教學(xué)過程中，我們以提高學(xué)生真正的實(shí)驗(yàn)和教學(xué)能力為使命，不惜花費(fèi)更多的時(shí)間來改革教學(xué)方法，不放過任何一個(gè)困難，堅(jiān)持做到以學(xué)生為中心，利用信息化手段，實(shí)事求是地選擇最有利于學(xué)生的教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)。

下面以“小老師”的工作流程為主線介紹教學(xué)過程?！靶±蠋煛眰兊墓ぷ髁鞒倘鐖D2所示。

第一步，“小老師”們上課之前根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的要求完成預(yù)習(xí)。指導(dǎo)老師設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告沒有明確告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)步驟。圖3 是從“氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法與性質(zhì)”的實(shí)驗(yàn)報(bào)告中截取的一部分，在“實(shí)驗(yàn)內(nèi)容”一欄中，要求學(xué)生用加熱氯酸鉀的方法制取氧氣，但是具體的實(shí)驗(yàn)藥品、用量、實(shí)驗(yàn)儀器等都需要學(xué)生自己查資料來確定。實(shí)驗(yàn)室按類別擺放不同的藥品，儀器也按照實(shí)驗(yàn)室規(guī)定放在實(shí)驗(yàn)柜中。學(xué)生們自己要在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)尋找需要的儀器，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置。

在這步教學(xué)改革過程中，培養(yǎng)了學(xué)生的自助式實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α约禾暨x藥品、自己設(shè)計(jì)儀器、自己搭建裝置。學(xué)生很有主動(dòng)性，更愿意去嘗試，更有興趣完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。這區(qū)別于以往的傳統(tǒng)教學(xué)：老師將實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)步驟完全告訴學(xué)生。

進(jìn)行自助式實(shí)驗(yàn)時(shí)，指導(dǎo)老師在準(zhǔn)備藥品和儀器時(shí)需要注意以下技巧：

1.同類藥品放在一起。例如：硫酸、硝酸、鹽酸等放在一起。學(xué)生需要酸的時(shí)候，就會(huì)去分析如何選擇酸性溶液的問題。

2.同一種溶液，準(zhǔn)備多種濃度。比如：學(xué)生們在做“氫氣的制備與性質(zhì)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要用金屬和酸反應(yīng)制備氫氣，酸的濃度就需要學(xué)生們自己確定，在思考這個(gè)問題的過程中，學(xué)生的興趣和主動(dòng)性被充分調(diào)動(dòng)起來。

3.同一種儀器，準(zhǔn)備不同的規(guī)格。比如：試管、燒杯、量筒，提前準(zhǔn)備好不同規(guī)格的。學(xué)生在選擇儀器的過程中就會(huì)有意識地思考挑選哪種規(guī)格的儀器更合適。又比如：稱量的儀器有托盤天平和分析天平，在稱量的過程中根據(jù)不同的需要來選擇不同的天平，選擇的過程就是學(xué)習(xí)思考的過程。

圖4是“小老師”們在“氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法與性質(zhì)”實(shí)驗(yàn)前選定的藥品。

第二步，學(xué)生們搭建裝置。裝置搭建的過程中，可能會(huì)出現(xiàn)儀器不合適，高矮不當(dāng)，是選擇橡皮塞還是玻璃塞，以及會(huì)否出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象等問題。帶著問題去搭建裝置，需要克服一個(gè)個(gè)困難，解決一個(gè)個(gè)難題，其樂無窮。圖5是學(xué)生搭建的“氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法與性質(zhì)”實(shí)驗(yàn)裝置。

第三步，做演示實(shí)驗(yàn)。這一步“小老師”需要完成實(shí)驗(yàn)過程，獲得想要的結(jié)果。在做實(shí)驗(yàn)的過程中，常有失敗。學(xué)生在做準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)的過程中經(jīng)歷了失敗，再去查資料，找到問題，重新實(shí)驗(yàn)，最終成功。這才是實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該具有的精神品質(zhì)與常態(tài)，是應(yīng)該具有的科學(xué)素養(yǎng)，這種素養(yǎng)的培養(yǎng)不是一朝一夕，而是日積月累的，需要特殊訓(xùn)練才能獲得。圖6是學(xué)生在做演示實(shí)驗(yàn)。

第四步，拍攝視頻，供學(xué)生們預(yù)習(xí)使用。拍攝視頻的過程重要又有趣?！靶±蠋煛睘榱顺尸F(xiàn)優(yōu)質(zhì)的視頻，他們會(huì)花更多的時(shí)間去查資料、練習(xí)，把操作中的每一個(gè)動(dòng)作，每一個(gè)注意事項(xiàng)都弄得清清楚楚。這種主動(dòng)探索和主動(dòng)學(xué)習(xí)的過程多么有趣，老師們怎么會(huì)擔(dān)心學(xué)生們記不?。繉W(xué)生還需要花時(shí)間去記憶實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)嗎？這些東西深深地刻在了記憶里，拍攝過程給同學(xué)們留下了美好的回憶，除了展示實(shí)驗(yàn)視頻，他們也制作了花絮視頻，學(xué)生將該部分的題目定為“Happy Time（快樂時(shí)光）”，也可以看出他們在享受實(shí)驗(yàn)的備課過程。

第五步，制作視頻和PPT文件，將視頻和PPT文件上傳到學(xué)習(xí)通軟件平臺。制作視頻和PPT是學(xué)生需要學(xué)習(xí)的一門技術(shù)，在將來的教學(xué)中會(huì)用得到。制作出的視頻也是一項(xiàng)藝術(shù)品，大家希望給其他學(xué)生營造一種快樂的學(xué)習(xí)氛圍，留下美好的記憶，所以學(xué)生會(huì)根據(jù)自己的愛好及視頻節(jié)奏加入優(yōu)美的音樂，使得制作出來的視頻獨(dú)具一格。圖7（a）是學(xué)生楊仕遠(yuǎn)正在剪輯視頻。在剪輯視頻的過程中偶爾會(huì)發(fā)現(xiàn)問題不得不重新拍攝。剪輯的效果還要經(jīng)過同組成員的一致同意才能最終確定下來。圖7（b）是小組成員正在認(rèn)真討論剪輯效果。最后會(huì)在視頻末尾加上自己的名字。于是一個(gè)單調(diào)的實(shí)驗(yàn)課程，因?yàn)槿谌肓恕靶±蠋煛眰兊男难兊糜袦囟?、有味道，讓“小老師”們回味無窮。

第六步，書寫教案、板書，試講。這一步鍛煉了學(xué)生的教學(xué)基本功?！靶±蠋煛眰兘?jīng)歷了前面五步的歷練后，講出來的課更有深度和溫度，更能抓住問題、拓展思維，從而教出更優(yōu)秀的學(xué)生。圖8是學(xué)生正在試講。

第七步，給學(xué)生們準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料和儀器。正式上課時(shí)，指導(dǎo)老師需要給學(xué)生們準(zhǔn)備儀器和藥品，“小老師”也需要經(jīng)歷管理能力的訓(xùn)練，特別是對儀器和藥品的管理，準(zhǔn)備要細(xì)心，有些儀器還要提前烘干。

第八步，上課。“小老師”輪流講解分配好的知識點(diǎn)，每位學(xué)生必須參加課堂教學(xué)，所有學(xué)生都是平等的，通過嚴(yán)格訓(xùn)練，每位“小老師”都能成為合格而優(yōu)秀的教師。在講解實(shí)驗(yàn)的過程中，需要“小老師”當(dāng)場演示給學(xué)生看，大家只有團(tuán)結(jié)合作才能更好地完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

第九步，學(xué)生們實(shí)驗(yàn)。學(xué)生們以組為單位在各自的實(shí)驗(yàn)臺上開始實(shí)驗(yàn)，“小老師”在教室巡視指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，盡管大家在以前都學(xué)習(xí)了無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)、物化實(shí)驗(yàn)、有機(jī)實(shí)驗(yàn)等，但是在課堂上學(xué)生們依然會(huì)遇到很多實(shí)驗(yàn)問題。這個(gè)時(shí)候“小老師”就會(huì)出來指導(dǎo)，這一步對“小老師”很重要，通過觀察學(xué)生的操作，可以知道哪些知識點(diǎn)講到了哪些沒有講到。在以前的教學(xué)中，忽視了這步，“小老師”上完課后沒有巡視，而是做其他的事情。殊不知，錯(cuò)失了最好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，“小老師”們錯(cuò)過了檢驗(yàn)自己教學(xué)效果的時(shí)機(jī)。改革教學(xué)后，“小老師”需要在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中認(rèn)真觀察學(xué)生們的操作，記錄學(xué)生們的問題，這對他們今后的教學(xué)具有非常好的指導(dǎo)價(jià)值。

第十步，教學(xué)反思。所有學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，老師引導(dǎo)“小老師”和學(xué)生們當(dāng)場做教學(xué)反思。大家對教育教學(xué)實(shí)驗(yàn)過程再認(rèn)識、再思考，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，進(jìn)一步提升教學(xué)水平?！靶±蠋煛睍?huì)跟學(xué)生們討論教學(xué)中遇到的所有問題，學(xué)生們也在這里談自己聽課和實(shí)驗(yàn)過程中的體會(huì)。

三、“十步”教學(xué)法的教學(xué)效果

“十步”教學(xué)法，是我們開創(chuàng)的化學(xué)教學(xué)論實(shí)驗(yàn)教學(xué)法，經(jīng)過初步探索實(shí)踐，證明該方法能夠有效開展和實(shí)施。

經(jīng)過“十步”教學(xué)法學(xué)習(xí)的學(xué)生，對“化學(xué)教學(xué)論實(shí)驗(yàn)”課程學(xué)得的內(nèi)容終生難忘，知識和技能被深深刻在他們的大腦中。長期訓(xùn)練，這些學(xué)生必將更具有探索精神和創(chuàng)造力。

課程結(jié)束后，我們會(huì)要求每位參與的學(xué)生寫一份自己上課的真實(shí)體會(huì)。我們特別強(qiáng)調(diào)的是“真實(shí)”，目的是為了改進(jìn)課程的教學(xué)，以便讓學(xué)生們獲得更好的上課體驗(yàn)。