化学实验的定义范例6篇

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化学实验的定义

化学实验的定义范文1

一、从小处和基础着手,培养学生的基础实验能力

1.学生的实验能力需要在实验过程中逐步培养提高

学生的实验能力的形成和发展是循序渐进、日积月累的,因此在新课教学中,教师要重视学生实验的基本内容教学。每一个学生实验都应该让学生明确此实验的目的、实验原理和方法、实验所控制的条件、实验所需要的器材及这些器材的使用方法、实验操作步骤、实验的注意事项、实验的数据处理方法和实验结论分析等,并要求学生认真做好每个学生实验。

2.注意培养学生的良好实验习惯,形成科学的实验素养

实验操作具有条理性,实验操作的全过程包括仪器调节、观察操作、仪器整理。教师要有意识地培养学生良好的实验习惯,使之形成科学的实验素养。同时实验操作必须具有可行性和相对准确性。在操作过程中有意识地让学生讨论实验的可行性和可操作性,避免学生以后自己设计实验时纸上谈兵。在测量型实验中逐步让学生学会分析误差来源,认真讨论误差来源,分析如何减小误差。在讨论中活跃思路,在思考中形成严肃认真、一丝不苟的实验风格。

二、培养学生“制订计划与设计实验”的意识与能力

1.放手,让学生经历“制订计划与设计实验”的过程

“制订计划与设计实验”是科学探究过程中重要的环节。它要求探究者从操作的角度把猜想与假设具体化、程序化,为科学探究的具体实施作出规划。传统的物理教材和教学对物理知识和问题的处理多为呈现式和验证式。学生较少经历自主设计实验、探究物理问题的过程。学生便会形成按图索骥、照搬程序、机械实验的习惯,学生的创造力无法萌芽。放手让学生经历“制订计划与设计实验”的过程,已成当务之急。放手,让学生经历,就是培养学生探究设计能力的一项基本策略。设计实验对初学物理的学生来说是很难的。这就像幼儿学走路一样,如果大人担心其跌倒,不放手让其独立行走,那么,幼儿就很难学会走路。“经历”是幼儿学会走路的必然过程,同样也是学生学会设计的必然过程。

2.引导,让学生尝试考虑影响问题的主要因素,建立控制变量的初步意识

“制订计划与设计实验”研究物理问题,需要考虑影响问题的因素,以便确定观察、测量对象等事项。具体的物理学及其相关问题,有的是由多个因素共同造成的,即一个因变量对应着多个自变量,要确认每个自变量的关系就要控制其他变量的变化。这对于初学物理的初中学生来说具有一定的难度,对于教者来说其基本的策略是“引导”。

(1)引导学生进行案例学习,建立控制变量的意识

通过重现他人已进行过的探究案例,使学生得到启示。如伽利略在惯性原理发现之前做的斜槽小球实验,就采用了控制变量的方法,固定第一斜槽的角度,控制同质量的小球滚到斜槽底端时的速度相同,看小球在第二斜槽上运动的距离。改变第二斜槽的坡度使之不断减小,小球会运动得很远;使槽轨更光滑,小球将运动得很远、很远。再如,研究弹簧的弹力大小与哪些因素有关?人们猜想弹力的大小与弹簧被拉伸的长度和弹簧自身的一些条件(材料、形状)有关。这里主要有两方面的因素影响弹簧的弹力大小。设计实验时先控制一个量不变,用相同的弹簧,让其拉伸不同的长度,测量弹力与长度改变的关系;然后选用不同材料和形状的弹簧,控制同样的拉伸长度做实验。弹簧被拉伸和被压缩相同长度时弹力一样吗?探究者还进行了这方面的实验。

(2)引导学生尝试采用列举和归类的方法,寻找影响问题的因素

对表象异样、本质相同的因素进行归类合并,设计实验。如影响蒸发快慢的因素有哪些?教师可让学生利用已有的生活经验进行列举,提出各种猜想。学生可能会提出如下一些猜想:①含有水分的物体运动越快蒸发越快;②向水面吹风,水分蒸发加快;③水温越高水分蒸发越快;④敞口容器中水分蒸发得快;⑤水分暴露在空中的面积越大,水分蒸发越快。针对这些猜想组织学生讨论:这些现象从本质上看有哪些是相同的?在学生讨论的基础上引导学生将影响蒸发快慢的因素归类为三项因素:水面空气流速(①②④);温度(③);水的表面积(④⑤),从而采用控制变量法设计三个实验,进行研究。

三、在筛选猜想中设计实验

化学实验的定义范文2

【关键词】基于网络的虚拟化学实验;合作学习;学习环境设计

化学是一门实验科学,化学实验不仅是推动化学发展的根本源泉,还是化学教学的主要内容和方法。近年来由于学生人数的增加和化学实验设备、环境和资金等方面的限制,使一些化学实验不能让学生进行实际的操作,这已经成为制约化学实验教学质量的一个重要因素。不过,开展基于网络的虚拟化学实验合作学习就有效地解决了这个问题。本文将就基于网络环境下如何进行虚拟化学实验的教学进行大胆探究。

一、基于网络的虚拟化学实验合作学习的定义与特点

虚拟化学实验是指应用虚拟现实技术、人机交互技术,在计算机上提供三维立体近似真实的虚拟化学实验环境,化学实验者通过虚拟化学实验仪器和相关设备对某个化学实验进行观察和操作,确定化学实验的问题,提出化学实验的假设,设计化学实验的方案来完成各类化学实验。

合作学习是指学生以小组的形式参与、为达到共同的教学目标、在一定的激励机制下最大化个人和他人习得成果而合作互助的一切相关行为。

开展基于网络的虚拟化学实验合作学习,克服了传统化学实验中受化学实验设备、环境和资金等方面的限制,解决了一些化学实验不能让学生进行实际操作的问题,其不仅能突破时间和地点限制,有效避免各种实验风险更可以有效地扩充化学实验资源。在虚拟化学实验环境中,可以利用虚拟现实技术、人机交互技术模拟传统化学实验室中的各种仪器、设备进行化学实验,就如同在真实的化学实验室一样,从而扩充了化学实验资源,增加了学生化学实验的机会,提高了学生操作各类化学实验的能力。

二、基于网络的虚拟化学实验合作学习的操作步骤

按照小组合作学习的需要和一般化学实验的操作步骤,虚拟化学实验合作学习的操作步骤大致包括以下几个环节:

1.组建化学实验小组。在进行虚拟化学实验合作学习之前,教师首先要组建化学实验小组,每个小组的人数应该根据不同化学实验的要求来确定。

2.呈现虚拟实验情境。在网络环境下,教师可以利用虚拟现实技术、人机交互技术在计算机上提供一个逼真的、用尽可能接近真实的虚拟化学实验情境,然后通过网络发送给各个化学实验终端。

3.小组解决问题。在这个环节,小组成员要一起分析化学实验目的、要求、注意事项和具体的化学实验步骤,分工合作,充分利用教师提供的学习资源来完成化学实验。

4.小组化学实验汇报。每个小组可以利用不同的形式,比如说,通过写化学实验报告、画化学实验过程流程图和角色扮演等不同的形式来汇报小组化学实验的结论。

三、基于网络的虚拟化学实验合作学习环境设计

建构主义学习理论认为教学要以学习者为中心,学习者是学习的真正主人,学习的发生是学习者与周围的环境相互交互的结果,这充分说明了学习环境对学习的重要性。通过对虚拟化学实验合作学习的定义及对其操作步骤的分析,我们认为基于网络的虚拟化学实验合作学习环境设计应该关注的要素有:

1.化学实验问题情境的设计

创设化学实验问题情境、引导学生质疑思辩是激发学生好奇心、求知欲的重要形式。在化学实验教学中,为了获得良好的实验效果,使学生有身临其境的真实感,教师首先要利用虚拟现实技术、人机交互技术在计算机上创建三维立体虚拟化学实验场景,使学生能从不同的角度观察同一个化学实验对象。

2.教学目标的设计

在虚拟化学实验合作学习中,根据中学化学新课程标准对教学目标的要求,教学目标分为三类即知识类目标、技能类目标和态度类目标。

3.学习资源的设计

在化学实验过程中,学生为了解决化学实验问题,需要掌握一些新知识和额外的信息,为此教师应该通过各种途径包括网络,建立多样化问题解决所必须的知识资源库和相关的化学实验案例给学生,让学生在一个比较宽广的学习资源中,学习解决问题所需要的基础知识,并搜集相关案例,找到解决问题的策略。

4.认知工具的设计

认知工具是用来支持和扩充学习者思维过程的,通常指的是可视化的智能信息处理软件,如知识库、专家系统等。学习者可以从与认知工具的交互中获得认知结构的发展和改变,同时通过认知工具有利于找出化学实验问题解决的最佳方案。

5.小组合作交流的设计

在化学实验的过程中教师要设计一个宽松的、自由的网络交流空间,使小组成员之间、小组之间以及学生和教师之间都能将化学实验中遇到的问题通过网络进行交流。

6.辅导策略的设计

辅导策略介入了学生化学实验的整个过程,从化学实验小组的建立到实验任务的分配、从小组内部成员之间交流到小组之间的交流。

最后,基于网络的虚拟化学实验合作学习环境的设计就是通过强调问题情境的设计、通过强调各种学习资源来支持学生的学而不是教师的教、通过强调学习者之间交流互动的设计等方面来说明该学习环境的设计就是为实验者提供支持和帮助,使其真正成为实验问题的真正解决者,成为学习的真正主人。

【参考文献】

[1]唐清安,韩平,程永敬等编著.网络课程的设计与实践[M].北京:人民邮电出版社,2003.20

[2]魏国生 基于网络的合作学习的教学设计及案例研究[J].中国电化教育,2004,(8):40—42

化学实验的定义范文3

【关键词】化学实验 高效课堂 学生素质 具体措施

【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)36-0141-01

一、初中化学课堂学习现状分析

初中化学知识的特点体现在知识的新和奇。与数学、语文、英语等传统学科不同,初中化学的特殊性在于知识的陌生性,学生在之前对于化学知识缺少认识和了解,也缺乏途径进行深入的接触,导致学科知识专业性较强,初学复杂,初期遇到挫折导致学生的学习兴趣不高,学习任务开展难度较大,容易产生抵触和畏惧情绪。教师在教学中习惯采用传统教学方式,缺乏相关的化学学习技巧,没有充分发挥化学知识学习的实用性和灵活性优势,造成学生学习效率较低。一些教师已经认识到了利用高效课堂的建设以提高学生素养的重要意义,但是实际上教师对高效课堂的理解和应用存在误区,简单把高高效课堂定义为高速度、高知识含量,在授课时急于求成,教学信息量过大,完全没有考虑学生对知识的接受程度和理解程度难以提高课堂质量、实现课堂效益最大化。以上一些问题的存在,造成学生的初中化学学习效率较低,学习效果不明显。

二、利用化学实验对初中课堂教学的重要意义

化学实验对于初中课堂教学的意义重大,主要体现在以下方面:

1.促进课堂效率,提高学习成绩

在枯燥的化学课理论教学中引入实验内容,学生通过实验设计、工具了解、具体操作等过程对教材知识重复记忆,反复练习,加深了对知识的理解,提高了教师课堂教学有效性,对于提高学生的化学成绩、提高整体教学质量有积极作用。如在学习《我们周围的空气》一节时,对于空气的组成、氧气的性质等有了简单的理论认识,但是学生学习印象不深。缺少直观的认识。之后教师如果进行化学实验,如通过蜡烛的燃烧实验、二氧化碳与氧气的比较实验,对气体的性质有了更加充分和全面的了解,不用过分的死记硬背也能达到事半功倍的学习效果。

2.调动学生热情,增强学习兴趣

初中化学教材逻辑性强、知识形式灵活多样,学生掌握困难,理解不通,容易产生疲惫、厌学的心理,甚至可能导致连锁反应。通过课堂实验,多样化的教学形式,可以调动学生学习的积极性,激发学生对于学习的热情;实验中各种奇幻的组合方式,新奇、多变的实验状态,神奇的实验结果,学生对于实验的好奇心被大大激发,增强了学习的兴趣,发掘学生学习的潜力,提高学生的学习主动性和对化学科学的创造性,为学生探索自然、发现真理的学习旅程开辟道路。

3.提高动手能力,提高学生素质

在化学课实验教学中,对于仪器的操作、工具的使用、实验环境的控制、实验条件的掌握都是十分重要的,这些都需要学生的亲自动手。在不断地化学实验中,学生积累了丰富的实验经验,提高学生的动手能力和理论实践能力。一些团队合作的实验,小组内进行分工,界定职责范围;实验时小组内成员根据实验的设计步骤,通力合作,可以培养学生对待事物的责任心和团队合作意识。通过化学实验的过程,提高了学生的动手能力,培养了学生的团队合作意识;学生在实验过程中,需要进行自主探究和思路探索,还需要运用化学知识和解决实验问题,培养了学生的独立自考的探究精神,增强了学生解决问题的综合运用能力,这对学生的成长和综合素质的培养具有积极意义。

三、发挥化学实验在课堂教学中的作用具w措施

1.保障实验课时,注重实验设计

初中化学课程的特殊性,就要求教师充分发挥课堂实验的作用,利用保障化学实验课时,增强学生的理解,提高学生的化学课堂学习效率。教师应该避免过分重理论轻实践的教学思路,做到教材理论与操作实践并重,实现化学课堂的趣味性与扎实性的结合。不能仅依靠随堂练的方式,而是在保证教学进度的前提下,适当增加实验课课时,使学生能够充分体验化学实验的乐趣,做到寓教于乐;在实验开始前,教师应该重视实验设计的作用,针对性提出假设,全面考虑影响实验结果的各种条件,认真对待注意事项;实验过程中,督促学生认真实验,认真提出每一个实验假设,谨慎执行每一个实验环节;实验后教师对学生的实验进行评价和总结,吸取教训,精益求精。在整个过程中,教师发挥专业的指导作用,充分实现实验教学的有效性。

2.重视学生地位,促进化学学习生活化

化学实验在初中高效化学课堂的建设中具有重要意义,教师在充分利用化学实验发挥作用的同时,也要注意提高学生实验学习的参与度,重视学生地位,在促进高效课堂的同时,还可以提高学生的综合素质。

在化学实验课堂中,要尽量避免教师过分主导的现象发生,教师在最初的演练之后,应该指导学生自主参加,让学生自主实验,自行组织,开展实验内容。如在《对蜡烛及其燃烧的探究》实验中,闻气体、药品的取用、加热物质、清洗仪器等操作,尽量让学生自主进行。注意做好实验安全工作,避免因学生的操作失误造成实验伤害。促进高效化学课堂的建设,还可以寻找化学实验与生活现象的关系,促进化学学习的生活化。如碳酸容易分解的特性,以及相关实验,体现在生活中就是碳酸饮料需要密封放置。

四、结语

化学学科作为理论与实验结合、分析与操作并重的学科,不仅要重视课堂上理论教学的重要性,还要促进教学方式的多样性,利用课堂实验,激发学生的学习兴趣,促进学生对理论知识的深入理解,最终实现提高课堂学习效率的目标。以上,笔者针对初中化学课堂中存在的问题进行了阐述,对于化学实验对提高课堂效率、提高学生素质的重要意义进行了分析,并提出了相应的发挥化学实验作用的具体措施,希望带来现实意义。

参考文献:

[1] 姚红林.浅析初中化学高效课堂建设现状调查与对策[J].数理化解题研究:初中版,2014(10).

[2] 宗永学.构建初中化学高效课堂的几点策略[J].中小学教学研究,2011(10).

化学实验的定义范文4

关键词: “发展国际一流大学及顶尖研究中心计划” “985工程” 启示 借鉴

国际一流大学对提高国家竞争力、促进经济产值的研发及缓解就业压力等均有积极作用,同时可以带动国内整体高等教育水准的提升。随着经济全球化进程的不断深入,国际一流大学的渴望促使各国实施一系列项目、计划以迅速提高本国高等教育国际竞争力。为提高高等教育的国际竞争力,台湾地区计划实施“发展国际一流大学及顶尖研究中心计划”。与此同时,大陆地区为建设若干所世界一流国际知名大学实施“985工程”项目。因此,研究台湾地区“发展国际一流大学及顶尖研究中心计划”对完善大陆“985工程”项目具有积极的意义。

一、“发展国际一流大学及顶尖研究中心计划”的背景

1.高等教育资源迅速扩充,生源、就业问题突出。二十世纪五十年代至七十年代,是台湾高等教育高速发展的时期。台湾地区在1955年包括专科学校、独立学院与大学共计15所大专院校,到1975年迅速升为101所。到2010-2011年度,大专院校数量达到162所,学生人数达到1,343,603[1]。对于人口仅有2300万的台湾地区,高等教育资源的发展已经到了严重的“供大于求”的阶段,不仅导致了教育经费紧缩与资源的严重浪费,更随着“少子”现象的产生面临缺少生源的严峻问题。同时,高等教育入学率随着教育资源的扩充而不断提升,大学毕业生数量急速增,高等教育发展与就业市场需求失衡,教育性失业或学非所用的现象更突出。

2.高等教育重规模轻质量,难以跻身国际一流。二十世纪八十年代以后,台湾地区高等教育进入稳步调整、协调发展的阶段。这段时间高等学校的数量增长虽不多,规模却有较大扩充,在校生人数从29.94万人增长到57.66万人,增长1.93倍。研究所从176个增至397个,增长2.26倍;硕士生、博士生人数从4,501人增长到22,372人,增长4.97倍[2]。由于台湾地区高等教育仅关注教育资源量的增长而忽略质的提高,导致高等教育水平参差不齐,这与台湾高度发达的经济状况严重脱节,严重影响台湾高等教育在世界上的地位。

二、“发展国际一流大学及顶尖研究中心计划”的内容

“发展国际一流大学及顶尖研究中心计划”是台湾“教育部”计划5年拨款500亿新台币用以补助台湾地区重点大学成为世界一流教育与研究中心。整个计划共分成两个部分:一是“发展国际一流大学计划”,二是“顶尖研究中心计划”,在第二梯次进行中将“顶尖研究中心”更改为“重点领域研究”。国际一流大学计划的目的是选取台湾地区具有发展潜力的一至两所大学,参照国际一流大学相关的教研人才及设施的标准给予教学、研究资源的补助。“发展国际一流大学及顶尖研究中心计划”以竞争为运作机制,以绩效责任为审核机制,致力于通过机构的转型与跃升,使大学成为国际竞争中的推动力。

“发展国际一流大学及顶尖研究中心计划”采取公开申请,申请该计划的大学均需根据预期实现目标的具体内容撰写发展计划并由审议委员会审核。“国际一流大学或顶尖研究中心”的目标及具体评鉴指标由各校根据自身状况自行订定,再由审议委员会负责审核。在顶尖研究中心部分,审查以组织革新、人事计划、学校设施与产值方面的提升为重点。具体体现在学校支援或配合系统、国内外相关学校或研究机构合作方案、研究人才的编制与延揽、学校配套设备资源、产学合作指标、教学改进指标等。整个审议与课责机制体现了公开竞争、专业客观、学术自主、绩效责任的精神。

针对教育资源普遍不足的情况,投入资金实施“发展国际一流大学及顶尖研究中心计划”引起的争议,该计划从两方面进行了诠释:

1.非高等教育经常性经费支出,旨在不影响正常经费的基础上优先发展部分高校。2000年台湾地区政府部门的高等教育支出经费为4,253亿元(新台币),占整个台湾地区GDP的4.4%,到2003年增加为4,608亿元(新台币),为GDP的4.68%[3]。这四千多亿元是未加上政府以外的其他部门经费的数目,是维持高等教育经常性发展及运作所需。“发展国际一流大学及顶尖研究中心计划”的投入为“特别预算”,与原年度高等教育预算分开。因此,并非动用教育部的经常预算,其他大学及机构仍照常可获得年度正常的预算补助,不会影响学校的正常运作,更不会出现“数所大学坐宾士,其他大学骑牛车”的状况。

2.非排挤资助单位以外的高等教育机构,旨在发展局部以带动整体发展。“发展国际一流大学及顶尖研究中心计划”的目标在于着眼高等教育的国际竞争力,且该项政策并非地区政府唯一的高等教育政策。在改善私立大学、大学教学、研究所教育、基础设施等方面同样设立专案计划并投入经费,如教学改进计划、技职产学合作及师范院校转型计划等。计划目标不同,涉及范围不同,所需经费及管理流程有一定的区别,因此,该计划对未获得资助的高等教育机构无排挤效应。“发展国际一流大学及顶尖研究中心计划”旨在通过该计划提高台湾地区的国际竞争力,任何学校只要通过审核就可以成为获得补助的对象,故该计划非为特定机构所设,而以发展台湾地区整体高等教育水平为核心目标。且从长远来看,这项投资为台湾地区的经济与文化发展,以及国际竞争力都将起到一定的积极作用。

三、“发展国际一流大学及顶尖研究中心计划”的成效与特色

“发展国际一流大学及顶尖研究中心计划”从2005年开始实施至今已进行两个梯次五年期,台湾大学的整体状况得到显著的提高。以台湾大学为例,2004年英国泰晤士报高等教育增刊的“全球200所顶尖大学排名”,台湾大学位列第102,亚洲第15。在2009年该报的评比湾有六所大学进入前400名,台湾大学位居第95名,并且在工程与资讯科技及自然科学领域首次进入前50名,见下表。

“发展国际一流大学及顶尖研究中心计划”令台湾的高等教育在研究拔尖成果、延揽国际优异师资、国际化与国际合作表现、产学合作、基础环境建设等方面都产生了积极的作用。据上表数据显示,上述各方面在该计划执行后都较执行前有幅度较大的提升。毫无疑问,台湾“发展国际一流大学及顶尖研究中心计划”取得成功的原因之一在于其独特的着眼点。

1.积极推进大学“法人化”进程。大学实施“法人化”不仅使大学拥有灵活的人事管理制度,而且在经费支配上享有更大的自,改善学校的科研能力与科研氛围,更调动大学创收的积极性。推动大学“法人化”就是赋予大学自主性,透过大学弹性经营,使大学根据自身目标与条件及外在环境的变化,制定合理的应对措施,提高学校的经营效率,实现经营目标。台湾地区在实施“发展国际一流大学及顶尖研究中心计划”中积极推进“法人化”,这一措施的实行使得大学享有人事、经费等方面的自,令学校更有竞争力,同时也促使大学担负起绩效责任,使得政府投入的补助获得长久的效果。大学“法人化”是大学机构体制的改革,是从根本上提高大学竞争力的有效途径。

2.广泛支持大学“整并”与合作。考虑规模较小的大学竞争力较弱,政府难以倾注大量经费供其发展成为世界一流大学,“发展国际一流大学及顶尖研究中心计划”提出整并与合作提议。两校合并的同时必定可以提高综合竞争力,再加上计划的经费补助,在一定期间内一定可以成为世界一流大学。因此,为了竞争该计划的经费资助,集中资源建设具有竞争力的一流大学,台湾地区清华大学与交通大学通过重重阻碍向地方政府提交了整并计划书,在征求师生校友关于合并程序、校区、人事等具体问题的意见后,原本于2005年2月宣布合并的计划被迫暂缓。“整并”合作无疑是提高两校竞争优势的一个契机,但是两校整并还需要得到各学校师生的认可。

3.公开竞争、严格评审与绩效评估淘汰机制。台湾“发展国际一流大学及顶尖研究中心计划”采取公开竞争的方式,申请该补助的学校均要公开申请,透过竞争机制,遴选受补助的对象。其次,该项目由国内外具有学术声望的专家学者组成审议委员会,以保证审议过程的客观与专业。该计划采取绩效评估淘汰机制,通过定期审核检验受补助单位目标的实现程度,评估小组每年进行实地访评,定期核检验受补助单位目标的实现程度,三年进行整体绩效考评,如果未能实现预期目标则停止补助计划。在“发展国际一流大学及顶尖研究中心计划”中,第一梯次二年期有17所大学获得补助,而第二梯次三年期减少为15所大学,其中有14所大学为第一梯次中曾接受补助的大学,高雄医学大学为新加入该计划的学校,而台北医学大学、中正大学、台湾师范大学三所大学由于整体考核没有通过而没有资格继续接受该计划的补助,由此确保该计划的竞争性,促使补助资金的合理利用。

四、“发展国际一流大学及顶尖研究中心计划”对“985工程”的启示与经验

1.促进资助机会平等,实现学科均衡发展。机会的平等不仅体现在计划补助资金分配的平等上,而且体现在受补助高校和未接受补助高校的平等上。项目、计划的实施不该也不能挪用高校的常规拨款。该计划在政策性文件中明确规定拨款需额外筹措,并不影响教育的常规拨款,因此不会影响高等教育整体的发展。其次,要关注学科的均衡发展。人文、社会科学的知识体系和自然科学的知识体系是互补的、相通的,正是“由于北京大学的计算机科学与中国语言文学、新闻学和传播学的有机结合,才会有举世闻名的北大方正激光照排系统”[4]。因此,有计划、有重点地建设一批对国家和地方经济发展起重要作用的学科是十分必要的,更应该兼顾主流、新兴与基础学科的建设,文理并重、双管发展才是高等教育健康均衡发展的有效途径。

2.改革大学“整并”模式,探寻新的发展契机。大陆地区目前对于大学“整并”褒贬不一,争议较多。“整并”的一个重要的方式就是大学的合并,也是大陆地区目前实行最多的形式,但是实施合并难度较大,不仅需要拟合并的大学具有各校区距离较近、教学科研与行政上易于互动、学校规模较小等特点,还需要各校的院系在性质上具有一定的互补性。因此,合并前的匹配与合并后的正常运行与否都是“整并”计划是否成功的关键。由于各大学对“整并”计划的急功近利导致实行合并的大学目前在运行上呈现诸多问题,令“整并”这一高等教育发展的新方向处在争论的“风口浪尖”。实际上,“整并”对大学竞争有限的公共经费与有限的生源具有积极的作用,对提高大学的运作效率及大学结构的调整都有极大的促进作用。因此,探寻新模式成为“整并”计划新的突破口,“跨校研究中心”为这一视角提供了新的尝试。“跨校研究中心”以尖端领域为导向,以一个或几个大学为主导,结合各校或研究机构的优秀人才及研究资源共同规划成立的,与大学系统有非常密切的关系。“台湾联合大学系统”在成立后的第二个月便规划设立四个跨校研究中心:清华、交大主导的纳米科技研究中心;阳明大学主导的脑科学研究中心;清华大学主导的科技社会研究中心;中央大学主导的教育发展研究中心[5]。各大学机构应积极吸纳其他各类大学的研究中心,结合成某一领域顶尖的“跨校研究中心”,加强大学研究,提高整体竞争力。

3.调整高等教育管理机制,实现大学真正“法人”化。我国高等教育长期以来都接受政府集权式的管理,政府不仅是大学的办学者、资助者、管理者,更担当着大学的监督与评价工作。这不仅导致大学部门的角色不清,高等教育管理者之间权、责、利的错位,政府机构的评价与监督更有失公平性与专业性。因此,我国高教改革的重点在于逐步实现大学“法人化”。真正实行大学“法人化”,首先要落实大学的自,这不仅需要国家法律上的规定,更需要大学管理者实践中的积极争取;其次,应该明确各自的权、责、利,才能改变大学“等、靠、要”的现状,可以借鉴企业经营中“明晰产权、讲求效率”的理念,将绩效的责任承担者转到大学自身,从而改变教育经费浪费及非合理利用问题;最后,介入第三方(中介)组织进行评价与监督,增强大学评价机制的公平性与客观性。如“发展国际一流大学及顶尖研究中心计划”的遴选小组是由权威的专家组成,充分体现了评选的公正与专业性。

4.发展研究中心,与“国家重点实验室”相辅相成。“发展国际一流大学及顶尖研究中心计划”创造性地将“顶尖研究中心”与“发展国际一流大学”并列提出,充分重视研究中心在完善高等教育体系中的重要作用。“顶尖研究中心计划”以大学现有研究中心为基础,以学校为申请单位,与其他大学研究中心或研究机构建立合作关系,通过整合资源,在研究开发、教学创新、产学合作和技术转让方面达到一流。大陆地区高等教育改革同样应将高校建设与研究中心建设共同进行,与“国家重点实验室”项目相互合作应该是一个有效的着眼点。“国家重点实验室”与“985”高校合作对提高大学综合实力产生积极影响,为高校人才与中科院等科研机构开展高层次学术交流提供重要基地。同时,利用“国家重点实验室”与企业的紧密关系,“国家重点实验室”与“985”高校的联合加强高校、科研机构与企业的合作,有效推动“产学研”的紧密合作,有利于提高高校、科研机构与企业三方的综合竞争力。

参考文献:

[1]台湾“教育部”统计处.大专院校概括表(1991-2010学年度)[EB/OL].[2011-11-30]http://edu.tw/STATISTICS/content.aspx?site_content_sn=8869.

[2]罗祥喜.台湾教育与经济发展[M].福州:福建教育出版社,1994:232-242.

[3]台湾“教育部”.近四年来教育经费的分配消长报告[EB/OL].(2004-03-04)[2011-11-30].http://edu.tw/content.aspx?site_content_sn=1768.

化学实验的定义范文5

关键词:高中化学;实验教学;注意事项

在新高考改革的影响和要求下,传统的高中化学教学已经无法完全满足教学中的实际需求,因此,需要对教学内容和教学模式进行有效的调整。在化学实验教学当中,应当注重实验的合理性,采取有效的手段,提高化学实验教学的效果。当前的化学实验教学还没有真正适应新高考改革的要求,也没有充分落实新的教学理念。而化学这门学科又是一门以实验为基础的学科,因此,在高中化学实验教学过程中,应当对以下三种关键事项加以注意,确保化学实验教学的质量和效果。

一、实验教学的目的

化学实验教学是化学教学中不可缺少的重要环节,化学实验的重要性在高中阶段越来越突出。在一些学校,化学实验仅作为高考试题当中的一部分来看待,注重的是理论知识,而且很多教师的教学目的和学生的学习目的缺乏合理性,对化学学科的学习少了实事求是的科学精神。如在实际教学当中,一些学生在进行实验报告填写的时候,对于实验现象、实验数据、实验条件等信息,没有进行仔细的记录,甚至根本没有亲自进行实验就抄袭和编造。在实验过程中遇到错误,学生往往也缺乏应有的基本了解,只是简单地认为进行化学实验就是对前人的研究进行重复。在这样的情况下,学生很难在实验当中获取新的知识。化学实验最基本的是用以强化学生的化学知识,通过实验,希望学生能够理解化学反应的实质,亲身感受化学变化的过程,帮助他们能够自主地建构学科知识网络,并且在动手实践的基础上,了解实事求是和严谨规范的实验作风对科学研究的重要意义,要明确实验目标,敢于让学生动手,进而提高学生解决问题的能力。因此,学校和教师应当对化学实验教学的目的加以注意,切实发挥化学实验教学的作用。

二、实验教学的完成

化学是一门实验科学,实验是科学研究的基本方法之一。实验的标准定义是以科学研究的目的,尽可能排除外界的影响,突出主要因素并利用一些专门的仪器设备,而人为地控制条件发生或再现,从而认识自然现象、自然性质、自然规律。人为即需要人来操作。

在目前的教学工作中,本人发现,由于教学时间的安排,很多教师为了赶进度而教学,有些实验不做了,取而代之的是放放视频,或者带着空的装置去给学生看看,“说”实验过程,“想”实验结果,硬生生地讨论分析,是比较枯燥和乏味的教学方式,导致学生认为化学难学,知识杂乱无序,考试成绩不理想。自课程改革以来,化学实验教学已有很大的突破,绝大多数的学校都有健全的化学实验配套硬件设施,但由于受应试教育的影响,的确存在教师“重讲授,轻实验”,学生实验走走过场、学生背实验的现象。如今,新高考方案中文理不再分科,积极有效地开展化学实验教学从而激发学生对化学学科的学习兴趣,需要每一位化学教育工作者的重视和注意。

三、实验操作的安全

在高中化学实验当中,存在着很大的安全风险。如果缺乏注意,将可能造成巨大的危害。首先,大多数高中生接触化学实验的时间都比较短,仍然沉浸在化学实验所带来的新鲜刺激当中,却没有对实验中的安全风险加以注意。教师应对化学实验安全操作规范进行切实贯彻,要培养学生形成安全、良好实验习惯。并且教师在实验操作的过程中起着表率作用,教师首先要准确安全地进行实验操作。其次,学生在进行实验操作的过程中,实验装置的连接往往缺乏合理性,对于过程中的现象也无法准确观察和记录,因此在每一次的实验操作过程中,都需要教师在学生操作、配合、记录、收尾等过程给予必要的帮助,让学生在安全的前提下,合理正确地进行动手操作,得到理想的实验结果,因此,在高中化学实验教学当中,安全有效地完成实验,达成实验目标需要每一位教师共同努力,要对实验操作的安全事项加以注意。

在高中化学教学当中,化学实验教学发挥着不可忽视的重要作用。要想在高中化学实验教学中取得理想的效果和成绩,就应当对教学过程中的教学目的、实验完成、安全操作等方面的事项加以注意。虽然当前的高中化学实验教学还存在很多的问题,会在一定程度上阻碍实验教学作用的发挥。但充分注意这些问题,采取有效的措施进行应对,高中化学实验教学会取得理想的教学效果。

参考文献:

化学实验的定义范文6

第一节 化学实验的教学功能

一 化学实验是化学科学认识的源泉

人类的社会实践表明,一切真知都来源于实践。而人类的社会实践主要包括生产活动、政治活动、科学实验和艺术活动等。其中,科学实验是人类的不同于生产活动等的一种特殊的实践活动,它的主要功能是认识自然,是人们有目的、有计划地,或者说能动地探索自然、适应自然和利用自然。从这个意义上说,科学实验和科学观测是科学知识的主要源泉,科学实验是人类正确认识自然和有效地利用自然的锐利武器。科学实验和科学观测是适应自然科学本身探索自然的需要而产生并为自然科学研究服务的;是在自然科学自身发展过程中孕育产生,并作为认识手段而包含于自然科学研究过程之中的。许许多多的科学家,以其勤劳献身的精神,孜孜不倦地为建造自然科学大厦呕心沥血,甚至献出宝贵的生命,与此同时,他们以自己的科学实践活动和特有的睿智才华,充实和发展了科学实验这一认识自然的武器。尽管科学研究之路并不平坦,不少科学家遭受挫折、产生失误,但是正反两方面的经验教训,使人们的科学认识更接近于客观真理。有的学者讲得好:“实践在先,理论在后。”“想和做,做和想是人类一切智慧的总和。”人类智慧的积聚和发展,正是基于社会实践——特别是生产实践的推动,促进科学家们不懈地开展科学研究,并进行新的理论概括,以达到新的认识层次上的感性活动与理性活动的统一。

化学实验作为科学实验的一种形式,也是在理性指导下进行的,总是先想后做,想好了再做。想,就是构想实验方案,“就是将理性的东西转化为实验方案,转化成实验方法”①,“归结起来主 要是:实验内容和原理,实验仪器、材料,实验程序和步骤。”①“实验进行中,实验者一方面进行实验操作,同时还要观察实验中产生的现象,并把全部现象准确地描述和记录下来。这时也离不开理性。不仅实验操作和临时处置离不开理性,而且对现象进行观察也离不开理性。”②这些论述是很有道理的。

纳入教学中的化学实验,从理性指导这一原则来看,服从于化学教育教学任务的需要,它的主要任务是,通过生动和直观现象,使学生感知充分的、可信的事实材料,激励学生积极思维,形成观念或概念,达到掌握化学基础知识和基本技能,发展智力,养成科学态度和科学方法,培养解决化学实际问题的能力这一目的。显然,这类化学实验(可简称为教学实验)跟科学实验中的化学实验的功能是不相同的。科学实验的任务是探索人类未知的自然奥秘,是为了直接去发明或发现;而教学实验的功能主要是运用科学实验的成果,扩大学生的认识领域和缩短认识过程。由于教学实验是依据教学认识论来设计的,因此它具有实效性和简约化的特点。

所谓实效性,就是适合教学的需要,实验本身生动直观,容易再现,利于学生观察、操作,且需时不长;所谓简约化,系指实验的典型性强,利于学生理解化学现象的基本特征,容易发挥以简代繁的作用。譬如,在初中化学教材中,选编氧化反应或还原反应的实验,均以典型的金属与可燃物分别跟氧反应,或使典型的氧化物跟氢反应,而尽可能回避其他干扰因素。这样做,利教利学,有利于学生缩短认识物质及其变化规律的过程,从而利于学生扩大认识领域,了解自然界或生产实践中纷繁复杂的化学现象。

由此可知,教学中的化学实验以其自身的实践性和生动性,为学生的认识从感性到理性的飞跃提供了可靠的源泉和推动力,是使学生认识深化发展的最佳途径。

二 化学实验是训练科学方法的有效途径

我们都了解,学生学习化学,不仅要掌握人类从生产实践和科学实验中总结出来的规律性知识,还要在思想观点、意志品德方面受到熏陶,从终身教育的意义看,更为重要的是还必须掌握科学方法(包括正确的思维方法、学习方法和实践行为过程必需的操作方法等)。即如何进行观察,并通过观察来发现和分析问题;如何搜集(查阅和利用)文献资料;如何设计和进行实验;如何整理数据和撰写报告;等等。这都是让学生动脑动手,理论联系实际,经受科学方法的严格训练的重要途径。从培养人才来讲,强调科学方法的训练,从而强调加强化学实验,无论如何强调也不会过分。因为化学实验是化学教学的基础,化学实验对于学生是最有魅力、最具活力的学习对象。国内外教育界的统计表明,中学生因为喜欢做化学实验从而喜爱学习化学的人数占被调查人数的70%以上。

有不少化学家就是在中学学习阶段受到执教老师的感染和化学学科本身特有的魅力的吸引,而走上躬耕化学科学之路的。综观我国的化学教学,实验教学仍是薄弱环节,从认识到实践,较普遍地存在着忽视实验教学、忽视科学方法的培养训练的偏向。应当说,这是违背学生的认识规律,阻抑化学人才的全面成长的。

脑科学研究表明:人脑左右两半球具有不同的功能。左半球是处理言语、进行抽象逻辑思维、集中思维和分析思维的中枢。它主管着人们的说话、阅读、书写、计算、排列、分类、言语回忆和时间感觉,具有连续性、有序性和分析性等机能。右半脑是处理表象、进行具体形象思维、发散思维和直觉思维的中枢。它主管着人们的视知觉、复杂知觉模型再认、形象记忆、认识空间关系、识别几何图形、想象、做梦、理解隐喻、发现隐蔽关系、模仿、音乐、节奏、舞蹈以及态度、情感等,具有不连续性、弥漫性和整体性等机能①。

学习心理学的研究指出:我国今日的学校教育,重左脑轻右脑有种种表现,在课程和教材编制中,注重言语材料、符号材料、抽象材料的介绍,忽视图形材料、形象材料、非言语材料的学习;在教学方法的运用上,过分注重讲授,轻视演示法、实验法和参观法等;在培养能力上,只注重观察力、记忆力、逻辑思维能力,特别是集中思维和分析思维等,而忽视想象力、直觉思维能力和发散思维能力的培养。这种状态十分不利于创造型人才的成长,已为高等学校和高级专门人才的培养带来不良影响。经高等学校入学考试升入高等学校学习的学生,有一些表现出的高分低能现象就是典型的佐证。

我们认为,为了纠正化学教学中的不重视用脑卫生的偏向,应当坚决采取各种有效的办法,包括规范的和简易代用的仪器、试剂,让学生多做实验。只有让学生亲身去做,在做实验的过程中体验实验对学习化学的重要意义和作用,才有可能给他们带来学习化学的情趣,激发进一步学习的志趣,并不断提高学习质量和水平。这里的道理是明晰的:学生的学习活动归根结蒂是获得知识经验和行为变化的过程。而知识经验总是以感性与理性认识的综合体来呈现在或同化于学生的认知结构中;行为变化则是在环境影响下引起学生产生的内在生理和心理变化的外在反应,包括外现的活动、动作、运动、反应或行动。让学生做化学实验恰能自然贯通地使获得知识经验和行为变化协同发展,发挥大脑左右两半球的机能优势,有利于创造思维的发展。这正是对学生进行科学方法训练的理论依据。

从方法论来考察,化学实验方法是最重要的一种科学方法。学生要完成化学实验,从知识和操作上要了解实验本身的要求,要知道并学会控制实验条件、排除某些干扰因素,以尽量保证观测的准确性和全面性;在实验过程中,要随时将观察到的现象和测量出的数据记录下来,并有处置可能出现的问题或临发事件的准备;实验结束后,还要进行计算、处理数据、绘制图表、概括得出结论,以及清洗仪器等工作。这一系列的在理性指导下的选择和安装仪器、使用试剂、观察、操作、简化、强化、对照、分 析、判断、理想化等,都是让学生经受科学方法训练的切实有效的方式和途径。简言之,科学方法对学生的指导作用,一是启迪、引导他们掌握科学的学习方法和研究方法;二是培养、训练他们的正确的思维方法。在这两方面,化学实验具有独特的优势。

三 化学实验是养成科学态度的必由之路

科学态度是人们能够正确对待客观事物的一种持久的内在的反应倾向,是经过实践活动而习得和养成的。科学家之所以取得令人瞩目的各项成就,除去他们具有常人所缺少的勤奋拼搏和优异的才智以外,最基本也是最重要的一点是他们具有为追求真理而不怕牺牲、严谨治学、实事求是的科学态度。这是唯物史观在科学实践活动中的体现,不管科学家本身是否自觉地认识到这一点。为了弘扬这种精神和品格,学校教育应当坚持对学生进行科学态度和科学自然观的教育。

学生学习化学,往往容易单纯从兴趣出发,用某种已习惯了的思维定势去观察问题,去认识复杂的化学现象。也就是说,基于这种思维定势,学生往往受化学实验所给予的强刺激信号的左右,很容易产生错觉,从而得出本末倒置、以偏概全的错误结论。譬如,将发光、放热作为认识化学变化的判据,而忽略新物质生成这一本质特征;根据敞口容器蜡烛燃烧实验的现象来否定质量守恒定律;从多数酸性氧化物可以直接水化生成酸性物质,就断定所有酸性氧化物都具有这种性质;等等。

学生中存在的违背科学态度的另一种表现是,喜欢用个人的猜测、臆断来对待化学实验的结果:当遇到“异常的”实验现象时,不是本着“科学是老老实实的学问,任何一点调皮都是不行的”这一至理名言,去查寻(复核)实验过程中是否出现了新的变动因子。而是依先入为主的知识经验或机械地以书本中给出的结论为依据,来处理问题,甚至将一开始做实验时如实记录在案的数据进行涂改,以得出符合自己需要的数值。这是教师对学生进行科学自然观和科学态度教育最典型的素材。宜结合学生认识上的错误,适时讲述怎样的情境才是科学方法论中提倡的猜想和 想象,哪些做法是先验论的和先入为主的臆想和猜测。

科学家在丰富的科学研究实践的基础上,自觉或不自觉地运用猜测和想象,提出和建立假说,这是科学思维的过程,也是创新的探索过程。但是,这些猜测和想象,以及由此建立的假说必须接受实践的检验,只有在严格的科学实验中证明了假说适用于各种情况,假说才可以上升到理论范畴。由此可见,牛顿等科学家强调的:“没有大胆的猜测就做不出伟大的发现。”“若无某种大胆放肆的猜测,一般是做不出知识的进展的。”①只宜在科学家重视理论与实践相结合,坚持实事求是、不唯书、不唯上这样严谨的科学态度的基础上,才是正确的、可以提倡和仿效的。相反,那种把主观预测和判断作为衡量客观事实正确与否的出发点,让实验来符合这些预测和判断,凡符合主观设想的现象则保留,不符合的就舍去,如此种种,都是与科学态度背道而驰的,是应当防范的。然而,不尊重科学、违反科学态度的现象在教学中仍时有发生,甚至出现全国竞赛参赛选手(这批学生是各省市选派的佼佼者)私下涂改实验记录数据的问题,这不能不说是科学态度的培养训练并未深深在学生心目中扎根造成的苦果。

分析上述问题的根源,从学校教育内部来看,最主要的原因是没有把培养学生的科学态度这一任务提到应有的高度,加之缺乏培养训练的具体措施,难以落到实处。

从化学教学的指导思想看,多数学校在教学要求上,往往忽略对学生进行科学态度的训练,即使明确提出培养学习能力等要求,对科学态度在培养能力中的意义和作用也缺乏细致的研究。

上海市在《当前改进中学化学课堂教学的意见》这一文件②中,曾明确提出过“加强基础、培养能力、发展智力”的思想,促使化学教学在多方面发生了可喜的变化,教学质量逐步提高。我们认为,上海市概括的编写教材从指导思想——兴趣、知识、能力、 观点和方法——较准确地揭示了教材的教学功能及教学时应当着重抓住的主要环节,较好地体现了学生学习化学的认识特点。这一指导思想与科学教育的广域四目的①——态度、过程、知识、技能——是一致的。这里的态度指培养学生学习科学的兴趣、好奇心,激发学生的对客观事物的惊异感、探究的渴望,以及科学态度等积极的反应倾向。

日本学者基于“基础学力”论的思想②,在理科教学中倡导的基础学力构成说③——知识、技能、能力、态度依次深入构成四个层次——基本上也是这样的思路。基础学力将态度视为最重要、最核心的成分是有道理的。结合科学过程来考察,不论是5阶段还是13阶段的划分,无不自始至终贯串着科学态度或科学精神的基本要求,依此来对学生进行培养教育,方有可能切实有效地、让学生通过感觉器官,进行思维加工,以实现教学过程中的两个“飞跃”和两个“转化”④。这里讲到的5阶段包括:搜集数据;探寻规律性与提出定律和理论;进行实验和预见实验结果;根据新的实验证据修正或抛弃某一定理;发表研究成果。13步过程是:①观察,②分类,③数值关系,④测量;⑤空间时间关系,⑥传达,⑦预见,⑧推论,⑨获得操作型定义,⑩形成假说,(11)解释数据,(12)识别和控制变因,(13)实验。定义,⑩形成假说,(11)解释数据,(12)

将上述科学过程作适当变动或直接移植到化学教学中,已有不少成功的实例。关键的环节是精心设计教材中的化学实验内容,从学生实际(知识、经验和能力水平)出发,组织好(始终贯串科学态度和科学方法的培养、训练)实验的实施过程。

总而言之,化学实验的教学功能可以归结为既相互联系又可 以适当分割的几个方面的内容:具有深刻的认识论意义,能深刻影响科学的世界观和方法论的形成,能有力地培养学生的各种学习能力和良好的学风①。

第二节 化学实验教学的目的和内容的选择

一 化学实验教学的目的

化学实验教学的目的是受课程类型、学习阶段和实验设备等因素制约的。不同类型的课程、学生的学习年级不同,以及实验设备齐全与否都会给制订与实施实验教学的目的带来决定性的影响。如果从化学实验教学的基本要求来考察,国际上被广泛接受的教学目的是②:

(1)发展观察、操作和制备技能及使用仪器的技能;

(2)获得、验证并扩展化学知识;

(3)通过解释实验,启迪思维;

(4)认识实验室工作的精确性和局限性;

(5)记录做得准确,结果表达得清楚;

(6)在进行实验时发展个人的责任心和可靠性;

(7)通过有效地利用实验室提供的设备,计划并进一步进行实验室工作。

从上述教学目的涵盖的内容可以得知,化学实验教学实际上是学生在教师的引导下,搜集信息、利用和加工信息,以及评价信息的过程;是了解观察和实验在发展科学理论中的作用,练习着将知识转化为能力、将书面形式的系统知识转换成融会贯通的 完全知识系统的过程;也是学用一致统一、养成科学态度和科学方法的过程。这些基本精神,对于各级各类学校的不同类型的化学课程,从教育方向和教学论原则上都是适用的。只是由于学生学习阶段不同、课程内容和要求不同,在实施时的教学目标达成度不应该也不可能划一。即使同为中等教育阶段,由于各国的教育任务、国情及教育传统的差异,在各自的教学大纲(或课程标准)中规定的化学教学目的(包括实验教学的目的)也不尽相同。譬如,英国普通中等教育证书国家标准化学部分规定①:实验方面的教学目标:①使学生认识准确的实验的科学方法的重要意义;②发展学生完成实验的能力,充分注意安全;③发展学生观察的能力以及记录和解释那些观察的能力;④发展学生形成假设和设计实验以验证这些假设的能力。而日本高级中学教学大纲对普通科中的理科教学目标规定为②:通过观察、实验等,在培养探索自然的能力和态度的同时,加深对自然界事物和现象的基本科学概念的理解,养成科学的自然观。化学的教学目标是:就自然事物、现象中的物质的化学性质,物质的状态及化学反应,进行观察、实验等,使学生理解原理和法则,养成化学的考察能力和态度。

我国国家教委制订的《全日制中学化学教学大纲(修订本)》没有对化学实验教学单独列述教学目的,而是涵盖于“使学生比较系统地掌握化学基础知识和化学基本技能”,及“逐步培养和发展学生的观察能力、思维能力、实验能力和自学能力等,重视科学态度和科学方法的教育……”之中,并在“教学中应该注意的几个问题”的标题下,单独列述了“加强实验教学”的意义、作用及对演示实验与学生实验的基本要求。

国外倡导的重视“过程目的”的教学思想和策略,通过化学实验教学得以自然地落实和体现。

这里讲的过程是指学生的智力探究过程,包括获得知识和运用知识的过程,依据科学的观察、思考并得出结论的过程,按一定的准则对作出的结论进行评价的过程,以及试探着去组织、设计并实施科学探究,获得新的洞察力的过程。

从心理学的角度来分析,包括①激励过程,即动机作用过程;②认识过程;③控制过程;④情感过程①。显然,基于这些观念而展开的化学教学活动——实验教学则是其最具典型性的范例,已远非通常(或传统)教学强调“内容目的”所能涵盖。关于这方面的新鲜经验,还需要努力积累和挖掘。

二 化学实验教学内容的选择

实验内容和实验设备同属于实验教学系统的实体因素。在化学教学系统中,师生双方的认知、情感和动作技能等领域的交互作用,无不以实验内容为基础,并以实验设备为载体而和谐展开,并得以深入发展。这是实施实验教学目的,尤其是实施过程目的的基础环节。可以说,以实验内容为基础展开的化学教学活动,是最为活跃,也是师生的情感最为亢奋的序列。

教学实践证明,实验内容的精选与合理组合是提高化学教学质量和水平的核心环节,而实验内容的合理组合(构成实验教学优化的必需条件)必须以精选实验内容为前提。

精选实验内容的方法论原则主要是,遵循教学的目的对化学实验的科学内容进行改造,删繁就简达到简约化。具体地讲,可以归纳为以下几条②:

(1)应有利于培养和发展学生的实验操作技能,无助于培养操作技能的不选;

(2)应有助于促进学生对化学事实和化学原理的理解、掌握,无助于理解事实和原理的不选;

(3)应有助于学生得出明确的结果并作出科学结论,无助于此的不选;

(4)便于学生安全操作,利于养成科学方法,无助于达成这些要求的不选;

(5)在规定的时间内学生能够完成,时间太长的不选。

选择演示实验时,根据化学教学的目的及教师演示操作的特点,宜遵循以下原则:

(1)必须及时和适当;

(2)应有充分准备并预演过;

(3)必须简明和采用大型仪器;

(4)必须简捷而不杂乱;

(5)必须直接而生动;

(6)必须有鼓动性,能打动学生。

在第8届国际化学教育会议上,有的专家列举出良好的演示实验必须具备诸多条件,从一定意义讲,这些条件也是选择演示实验内容应予以参照的原则。这些条件①是:

(1)勿需太多的时间准备,且以后容易组装;

(2)化学反应的速度适中;

(3)没有危险;

(4)应当有理论依据;

(5)应当有趣;

(6)应当是廉价的。

三 化学实验的内容和基本环节

化学实验的内容可以从不同的尺度进行界定。譬如,从学科分类来划分,可分为无机化学实验与有机化学实验等;还可以按内容的质和量的关系,划分为定性实验与定量实验等等。从中等教育的实际来看,依据实验在教学中的作用与教学特点,可以将 化学实验内容划分为以下几类①:

(1)化学实验基本操作;

(2)物质的性质和制备实验;

(3)论证基本概念和原理的实验;

(4)结合生产和生活实际的实验;

(5)让学生进行独立设计的实验。

化学实验基本操作是各类实验的基础。基本操作的规范、程序和方法,应由易到难、由简及繁地贯串于各类具体实验的过程中,或单独编制以演练单项基本操作为重点的实验内容。例如,粗盐的提纯、配制一定质量百分比浓度的溶液;或结合物质的性质和制备实验,具体运用某项基本操作,达到熟练基本操作、解决某些化学实际问题的目的。无论是哪种情况,都要坚持实施基本操作的规范化。因为这一系列的规定和标准是保证实验安全与获得准确实验结果所必需的基准,不可违反。

物质的性质和制备实验在各类实验中占有重要地位。学生学习物质及其变化、物质的制备和应用,以及有关化学反应的规律性等知识,都直接或间接以物质的性质和制备实验为基础,以实现认识的由表及里、由感性到理性的深化。同时,还对学生使用仪器的技能、实验操作技能以及绘制仪器装置图的技能、观察和记录实验现象的技能等,提供一个练习运用、不断强化的机会。这样的练习运用,对于化学实验基本操作是一种有效的正迁移,可以切合实际地排除学生错误操作的干扰。例如,用试管作反应器进行加热操作,除了练习运用试剂的取用、试管夹的使用及酒精灯的使用等基本操作外,还结合具体物质的性质、反应物的类型以及反应条件等,分别采用不同的操作方法和态势,这就有利于纠正学生习惯于用自己熟悉的某种操作定势去应付不同的实验要求这类偏向。

论证基本概念和原理的实验的首要任务是为学生形成基本概念和理解化学原理提供生动可信的直观。随后,在这一情境中, 教师方有可能引导学生顺利地进行抽象概括,实现认识上的飞跃。这类实验的选择要突出典型性,简明易行,不可失之芜杂。任何节外生枝之举都会分散学生的注意,阻抑科学概念的形成。这类实验有益于培养学生运用所学的基础知识,练习着去分析、阐述实验现象的本质,并进行理论概括,把握具有普遍意义的规律性知识。

结合生产和生活实际的实验是直接联系社会现实的一类实验。这类实验的首要任务应当是揭示有关生产和生活中典型实际的化学反应原理,而不宜去追求其中的技术细节。

让学生进行独立设计的实验是一类带有研究性的实验,它的主要目的是提高、发展学生的认识和实验操作能力。这类实验应尽可能选择那些既能让学生灵活运用基础知识和基本技能,又能让他们发挥主动性和创造性的实验主题。

不言而喻,上述各类实验内容构成化学实验内容的体系。从教学认识论来考察,前三类实验是学生实验或演示实验的主干,是为学生学习化学科学基础知识及形成实验技能打基础的;后二类实验是前三类实验的运用、提高,也是学生运用所学的基础知识和基本技能,探讨或解决化学实际问题的实践活动。

总之,无论是哪类实验,在纳入课程中时或在教学过程中实施时,均应从体现教学目的、充分发挥实验教学的功能着眼,切实抓好实验活动的基本环节的落实。这些基本环节主要是:

(1)让学生学会识别并掌握常用仪器和试剂的名称、性能及用法;

(2)懂得常用实验装置、实验条件与有关反应原理的关系;

(3)学会实验的一般操作程序、操作要领和操作规范;