指向?qū)嵶C研究的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)路徑與方法

李細(xì)妹

摘要：本研究旨在探討高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的評(píng)價(jià)路徑與方法，重點(diǎn)指向?qū)嵶C研究.通過文獻(xiàn)綜述和實(shí)驗(yàn)觀察，本文提出了一套系統(tǒng)化的評(píng)價(jià)框架，結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)，旨在提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、科學(xué)思維水平和創(chuàng)新意識(shí).研究結(jié)果表明，采用指向?qū)嵶C研究的評(píng)價(jià)方法，可以更好地促進(jìn)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)技能提升.

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；評(píng)價(jià)路徑；實(shí)證研究

中圖分類號(hào)：G632文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1008-0333（2024）12-0113-03

高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和實(shí)踐能力方面起著重要作用.然而，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)方法存在單一性和主觀性的問題，無法全面反映學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)思維水平.因此，本研究旨在構(gòu)建一種更為科學(xué)、全面、客觀的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)路徑與方法，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)證研究，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果.

1 高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)路徑的構(gòu)建

1.1 文獻(xiàn)綜述與理論分析

通過對(duì)多篇權(quán)威期刊和學(xué)術(shù)著作的梳理和比較，我們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)方法普遍存在著主觀性強(qiáng)、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)單一的問題［1］.這些問題嚴(yán)重制約了學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)思維的全面發(fā)展，也影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量與效果［2］.為了解決這一問題，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)的基本原則和方法進(jìn)行了深入研究，借鑒了國內(nèi)外先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)理念［3］.在文獻(xiàn)綜述的基礎(chǔ)上，我們認(rèn)識(shí)到構(gòu)建多維度、全面客觀的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系對(duì)于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量至關(guān)重要［4］.

1.2 指向?qū)嵶C研究的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

在文獻(xiàn)綜述的基礎(chǔ)上，我們精心制定了一個(gè)包含多個(gè)維度的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系.具體而言，我們明確定義了三個(gè)關(guān)鍵維度，即實(shí)驗(yàn)操作能力、數(shù)據(jù)分析能力和實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫能力，這三個(gè)方面被確定為評(píng)價(jià)的重點(diǎn).

實(shí)驗(yàn)操作能力是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中熟練掌握實(shí)驗(yàn)儀器、操作規(guī)程以及實(shí)驗(yàn)技能的能力.我們將實(shí)驗(yàn)操作能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)分為基礎(chǔ)操作、實(shí)驗(yàn)儀器使用和實(shí)驗(yàn)技能三個(gè)子維度.其中在基礎(chǔ)操作方面，我們關(guān)注學(xué)生是否熟練掌握基本的實(shí)驗(yàn)操作步驟，包括試劑的配制、儀器的調(diào)試等.實(shí)驗(yàn)儀器使用方面，我們?cè)u(píng)估學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的正確使用和維護(hù)能力.

數(shù)據(jù)分析能力是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)后能夠準(zhǔn)確、系統(tǒng)地分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并得出科學(xué)結(jié)論的能力.我們將數(shù)據(jù)分析能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)劃分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)整理和數(shù)據(jù)分析三個(gè)子維度.其中數(shù)據(jù)采集方面，我們關(guān)注學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中是否能夠準(zhǔn)確地采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的可靠性.數(shù)據(jù)整理方面，我們?cè)u(píng)估學(xué)生是否能夠?qū)⒉杉降臄?shù)據(jù)進(jìn)行整理、分類，并編制成合適的數(shù)據(jù)表格.

實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫能力是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)后能夠清晰、準(zhǔn)確地將實(shí)驗(yàn)過程、結(jié)果和結(jié)論進(jìn)行書面表達(dá)的能力.我們將實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)分為實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、結(jié)果分析和結(jié)論等五個(gè)子維度.實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆矫?，我們?cè)u(píng)估學(xué)生是否能夠明確、清晰地表達(dá)實(shí)驗(yàn)的目的和意義；實(shí)驗(yàn)步驟方面，我們關(guān)注學(xué)生是否能夠詳細(xì)描述實(shí)驗(yàn)的操作步驟，確保他人能夠根據(jù)報(bào)告復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn).

2 高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)方法的設(shè)計(jì)

2.1 定量評(píng)價(jià)方法

為了明確定量評(píng)價(jià)方法的應(yīng)用，我們選擇了一種常見的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)——“酸堿中和滴定的定量分析”作為例子.學(xué)生們的任務(wù)是測(cè)量氫氧化鈉的濃度.

HCl（aq）+NaOH（aq）→NaCl（aq）+H2O（l）

在定量評(píng)價(jià)中，我們使用統(tǒng)計(jì)分析方法.假設(shè)學(xué)生A算出的NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為0.025 mol/L，學(xué)生B的計(jì)算結(jié)果為0.024 mol/L，學(xué)生C的計(jì)算結(jié)果為0.026 mol/L.通過計(jì)算平均值，我們得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的平均濃度為0.025 mol/L，標(biāo)準(zhǔn)差為0.001.這些數(shù)據(jù)可以用來比較學(xué)生之間的實(shí)驗(yàn)水平差異，從而客觀地評(píng)價(jià)他們的實(shí)驗(yàn)操作能力.

此外，我們還可以運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，如聚類分析.通過聚類分析，我們將學(xué)生分成不同的組別，根據(jù)他們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)特點(diǎn)，找出在實(shí)驗(yàn)中常見的誤差類型和改進(jìn)方法.這種數(shù)據(jù)挖掘分析為評(píng)價(jià)提供了更加深入和全面的依據(jù)，使得評(píng)價(jià)結(jié)果更為科學(xué)準(zhǔn)確.

2.2 實(shí)證研究設(shè)計(jì)

這個(gè)實(shí)驗(yàn)旨在讓學(xué)生了解滴定實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，培養(yǎng)其實(shí)驗(yàn)操作技能和觀察能力.

2.2.1 實(shí)驗(yàn)步驟

準(zhǔn)備好0.025 mol/L鹽酸（HCl）溶液和未知濃度的氫氧化鈉（NaOH）溶液，同時(shí)準(zhǔn)備好酸式、堿式滴定管和甲基橙溶液等實(shí)驗(yàn)藥品和儀器.在對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行必要的洗滌、檢漏之后，使用酸式滴定管量取25.00 mL的鹽酸（HCl），將其放入干凈的錐形瓶中，并往燒杯中滴加1～2滴甲基橙溶液.再將未知濃度的氫氧化鈉（NaOH）溶液裝入堿式滴定管.將堿式滴定管固定在滴定管夾上之后，右手握住錐形瓶，左手控制滴液速度.滴加時(shí)要緩慢，確保每滴液體均勻地混合在一起.眼睛注意觀察錐形瓶中顏色的變化.當(dāng)溶液的顏色從紅色變?yōu)辄S色，且30 s不變色時(shí)，已經(jīng)達(dá)到滴定終點(diǎn).注意重復(fù)實(shí)驗(yàn)2～3次.

2.2.2 實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法

在本研究中，我們采用了詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的方法，以深入評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果.以下是具體的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法：

（1）實(shí)驗(yàn)操作的記錄：

在實(shí)驗(yàn)操作的記錄中，我們將對(duì)實(shí)驗(yàn)組學(xué)生的操作步驟、滴加速度、滴加量等進(jìn)行詳細(xì)記錄，以確保評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性和客觀性.記錄學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作，包括清洗實(shí)驗(yàn)器具、準(zhǔn)備試劑、調(diào)配溶液等.詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)操作的步驟，包括試劑的使用方法、操作順序等操作細(xì)節(jié).特別關(guān)注學(xué)生是否按照安全操作規(guī)程進(jìn)行操作，確保實(shí)驗(yàn)操作的安全性.對(duì)學(xué)生進(jìn)行滴加氫氧化鈉（NaOH）溶液的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行記錄，包括滴加的速度和滴加的量.滴加速度的記錄可以幫助我們了解學(xué)生的操作技能，快速而準(zhǔn)確的滴加速度通常反映了學(xué)生的操作熟練度.滴加量的記錄則可以幫助我們?cè)u(píng)估學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作的精準(zhǔn)度，是否符合實(shí)驗(yàn)要求.

（2）實(shí)驗(yàn)報(bào)告的記錄：

為了全面評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，我們將詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容，包括但不限于這幾個(gè)方面：

我們要求學(xué)生明確陳述他們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的目的和預(yù)期結(jié)果.這有助于了解學(xué)生是否能夠設(shè)定清晰的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，以及他們是否具備科學(xué)預(yù)測(cè)的能力.學(xué)生在實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟糠挚赡鼙硎觯骸氨緦?shí)驗(yàn)的目的是通過酸堿滴定實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)測(cè)量未知溶液濃度的實(shí)驗(yàn)方法.”學(xué)生需要提供詳盡的實(shí)驗(yàn)步驟，包括試劑的使用、操作順序以及任何特殊的操作注意事項(xiàng).這有助于評(píng)估學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)的準(zhǔn)確性.例如，學(xué)生可能描述：“首先，取一個(gè)錐形瓶，倒入25.00 mL的鹽酸溶液.然后，使用堿式滴定管將氫氧化鈉溶液緩慢滴加到鹽酸溶液中，直至指示劑從紅色變成黃色，且30 s內(nèi)不變色.”學(xué)生需要記錄實(shí)驗(yàn)過程中觀察到的現(xiàn)象，包括任何顏色變化、氣體釋放或其他相關(guān)觀察.這有助于評(píng)估學(xué)生是否能夠仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄重要細(xì)節(jié).如，學(xué)生可能寫道：“在滴加氫氧化鈉的過程中，我們觀察到溶液的酸性逐漸減弱，伴隨著指示劑的顏色變化，可以知道反應(yīng)趨近完全.”

最后，學(xué)生需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論，包括酸堿中和反應(yīng)是否徹底以及產(chǎn)物的性質(zhì).這部分反映了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)思維和推理能力.例如，學(xué)生可能總結(jié)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們可以得出結(jié)論，通過滴定實(shí)驗(yàn)，可以準(zhǔn)確測(cè)定未知溶液的濃度.

3 實(shí)證高中化學(xué)研究的實(shí)施與結(jié)果分析

3.1 實(shí)施過程與數(shù)據(jù)收集

在實(shí)證研究中，我們選取了兩個(gè)高中化學(xué)班級(jí)，分別作為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組.實(shí)驗(yàn)組學(xué)生接受了采用新評(píng)價(jià)路徑的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，而對(duì)照組學(xué)生則按照傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué).實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組各包括30名同年級(jí)學(xué)生，且認(rèn)知程度相似.

實(shí)施過程中，每位學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中要記錄具體操作步驟、使用的實(shí)驗(yàn)儀器、操作時(shí)間等詳細(xì)信息和實(shí)驗(yàn)中測(cè)量到的數(shù)據(jù)，如溶液體積等.教師要對(duì)每位學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量，包括結(jié)構(gòu)、邏輯、科學(xué)性等方面進(jìn)行評(píng)價(jià).學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)路徑的意見和建議，以了解他們的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和感受.

在實(shí)驗(yàn)過程中，我們通過攝像和錄音設(shè)備對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作過程進(jìn)行記錄，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可追溯性.同時(shí)，實(shí)驗(yàn)后，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理和分析.

3.2 實(shí)證研究結(jié)果分析

通過對(duì)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，我們得出了以下結(jié)論：

首先，在實(shí)驗(yàn)操作能力方面，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)平均值相對(duì)穩(wěn)定，標(biāo)準(zhǔn)差較小，表明他們的實(shí)驗(yàn)操作具有較高的準(zhǔn)確性和一致性.實(shí)驗(yàn)組的NaOH溶液平均濃度為0.023 mol/L，標(biāo)準(zhǔn)差為0.001.而對(duì)照組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)波動(dòng)較大，標(biāo)準(zhǔn)差為0.003，表明他們的實(shí)驗(yàn)操作存在較大的誤差.

其次，在數(shù)據(jù)分析能力方面，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生能夠準(zhǔn)確地對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并得出合理的結(jié)論.對(duì)照組學(xué)生在數(shù)據(jù)分析中常常出現(xiàn)錯(cuò)誤，無法準(zhǔn)確把握實(shí)驗(yàn)結(jié)果.這表明新的評(píng)價(jià)路徑能夠有效提高學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力，使他們能夠更好地理解和運(yùn)用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).

最后，在實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫能力方面，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告結(jié)構(gòu)更為清晰，邏輯性較強(qiáng)，科學(xué)性和嚴(yán)密性得到提高.實(shí)驗(yàn)報(bào)告的評(píng)分平均分為85分.而對(duì)照組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告常常存在邏輯不清晰、表述含糊等問題，評(píng)分平均分為75分.這說明新的評(píng)價(jià)路徑不僅能夠促進(jìn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和數(shù)據(jù)分析能力的提高，也能夠培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫能力，使其具備更好的科學(xué)表達(dá)能力.

4 結(jié)束語

通過本研究，我們構(gòu)建了一套指向?qū)嵶C研究的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)路徑與方法.該評(píng)價(jià)路徑充分考慮了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、科學(xué)思維和創(chuàng)新意識(shí)，具有很好的可操作性和實(shí)用性.實(shí)證研究結(jié)果表明，采用這種評(píng)價(jià)方法，可以更好地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，為高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了科學(xué)依據(jù).

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［責(zé)任編輯：季春陽］