前言:中文期刊網精心挑選了化學實驗的定義范文供你參考和學習,希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感,歡迎閱讀。
化學實驗的定義范文1
一、從小處和基礎著手,培養學生的基礎實驗能力
1.學生的實驗能力需要在實驗過程中逐步培養提高
學生的實驗能力的形成和發展是循序漸進、日積月累的,因此在新課教學中,教師要重視學生實驗的基本內容教學。每一個學生實驗都應該讓學生明確此實驗的目的、實驗原理和方法、實驗所控制的條件、實驗所需要的器材及這些器材的使用方法、實驗操作步驟、實驗的注意事項、實驗的數據處理方法和實驗結論分析等,并要求學生認真做好每個學生實驗。
2.注意培養學生的良好實驗習慣,形成科學的實驗素養
實驗操作具有條理性,實驗操作的全過程包括儀器調節、觀察操作、儀器整理。教師要有意識地培養學生良好的實驗習慣,使之形成科學的實驗素養。同時實驗操作必須具有可行性和相對準確性。在操作過程中有意識地讓學生討論實驗的可行性和可操作性,避免學生以后自己設計實驗時紙上談兵。在測量型實驗中逐步讓學生學會分析誤差來源,認真討論誤差來源,分析如何減小誤差。在討論中活躍思路,在思考中形成嚴肅認真、一絲不茍的實驗風格。
二、培養學生“制訂計劃與設計實驗”的意識與能力
1.放手,讓學生經歷“制訂計劃與設計實驗”的過程
“制訂計劃與設計實驗”是科學探究過程中重要的環節。它要求探究者從操作的角度把猜想與假設具體化、程序化,為科學探究的具體實施作出規劃。傳統的物理教材和教學對物理知識和問題的處理多為呈現式和驗證式。學生較少經歷自主設計實驗、探究物理問題的過程。學生便會形成按圖索驥、照搬程序、機械實驗的習慣,學生的創造力無法萌芽。放手讓學生經歷“制訂計劃與設計實驗”的過程,已成當務之急。放手,讓學生經歷,就是培養學生探究設計能力的一項基本策略。設計實驗對初學物理的學生來說是很難的。這就像幼兒學走路一樣,如果大人擔心其跌倒,不放手讓其獨立行走,那么,幼兒就很難學會走路?!敖洑v”是幼兒學會走路的必然過程,同樣也是學生學會設計的必然過程。
2.引導,讓學生嘗試考慮影響問題的主要因素,建立控制變量的初步意識
“制訂計劃與設計實驗”研究物理問題,需要考慮影響問題的因素,以便確定觀察、測量對象等事項。具體的物理學及其相關問題,有的是由多個因素共同造成的,即一個因變量對應著多個自變量,要確認每個自變量的關系就要控制其他變量的變化。這對于初學物理的初中學生來說具有一定的難度,對于教者來說其基本的策略是“引導”。
(1)引導學生進行案例學習,建立控制變量的意識
通過重現他人已進行過的探究案例,使學生得到啟示。如伽利略在慣性原理發現之前做的斜槽小球實驗,就采用了控制變量的方法,固定第一斜槽的角度,控制同質量的小球滾到斜槽底端時的速度相同,看小球在第二斜槽上運動的距離。改變第二斜槽的坡度使之不斷減小,小球會運動得很遠;使槽軌更光滑,小球將運動得很遠、很遠。再如,研究彈簧的彈力大小與哪些因素有關?人們猜想彈力的大小與彈簧被拉伸的長度和彈簧自身的一些條件(材料、形狀)有關。這里主要有兩方面的因素影響彈簧的彈力大小。設計實驗時先控制一個量不變,用相同的彈簧,讓其拉伸不同的長度,測量彈力與長度改變的關系;然后選用不同材料和形狀的彈簧,控制同樣的拉伸長度做實驗。彈簧被拉伸和被壓縮相同長度時彈力一樣嗎?探究者還進行了這方面的實驗。
(2)引導學生嘗試采用列舉和歸類的方法,尋找影響問題的因素
對表象異樣、本質相同的因素進行歸類合并,設計實驗。如影響蒸發快慢的因素有哪些?教師可讓學生利用已有的生活經驗進行列舉,提出各種猜想。學生可能會提出如下一些猜想:①含有水分的物體運動越快蒸發越快;②向水面吹風,水分蒸發加快;③水溫越高水分蒸發越快;④敞口容器中水分蒸發得快;⑤水分暴露在空中的面積越大,水分蒸發越快。針對這些猜想組織學生討論:這些現象從本質上看有哪些是相同的?在學生討論的基礎上引導學生將影響蒸發快慢的因素歸類為三項因素:水面空氣流速(①②④);溫度(③);水的表面積(④⑤),從而采用控制變量法設計三個實驗,進行研究。
三、在篩選猜想中設計實驗
化學實驗的定義范文2
【關鍵詞】基于網絡的虛擬化學實驗;合作學習;學習環境設計
化學是一門實驗科學,化學實驗不僅是推動化學發展的根本源泉,還是化學教學的主要內容和方法。近年來由于學生人數的增加和化學實驗設備、環境和資金等方面的限制,使一些化學實驗不能讓學生進行實際的操作,這已經成為制約化學實驗教學質量的一個重要因素。不過,開展基于網絡的虛擬化學實驗合作學習就有效地解決了這個問題。本文將就基于網絡環境下如何進行虛擬化學實驗的教學進行大膽探究。
一、基于網絡的虛擬化學實驗合作學習的定義與特點
虛擬化學實驗是指應用虛擬現實技術、人機交互技術,在計算機上提供三維立體近似真實的虛擬化學實驗環境,化學實驗者通過虛擬化學實驗儀器和相關設備對某個化學實驗進行觀察和操作,確定化學實驗的問題,提出化學實驗的假設,設計化學實驗的方案來完成各類化學實驗。
合作學習是指學生以小組的形式參與、為達到共同的教學目標、在一定的激勵機制下最大化個人和他人習得成果而合作互助的一切相關行為。
開展基于網絡的虛擬化學實驗合作學習,克服了傳統化學實驗中受化學實驗設備、環境和資金等方面的限制,解決了一些化學實驗不能讓學生進行實際操作的問題,其不僅能突破時間和地點限制,有效避免各種實驗風險更可以有效地擴充化學實驗資源。在虛擬化學實驗環境中,可以利用虛擬現實技術、人機交互技術模擬傳統化學實驗室中的各種儀器、設備進行化學實驗,就如同在真實的化學實驗室一樣,從而擴充了化學實驗資源,增加了學生化學實驗的機會,提高了學生操作各類化學實驗的能力。
二、基于網絡的虛擬化學實驗合作學習的操作步驟
按照小組合作學習的需要和一般化學實驗的操作步驟,虛擬化學實驗合作學習的操作步驟大致包括以下幾個環節:
1.組建化學實驗小組。在進行虛擬化學實驗合作學習之前,教師首先要組建化學實驗小組,每個小組的人數應該根據不同化學實驗的要求來確定。
2.呈現虛擬實驗情境。在網絡環境下,教師可以利用虛擬現實技術、人機交互技術在計算機上提供一個逼真的、用盡可能接近真實的虛擬化學實驗情境,然后通過網絡發送給各個化學實驗終端。
3.小組解決問題。在這個環節,小組成員要一起分析化學實驗目的、要求、注意事項和具體的化學實驗步驟,分工合作,充分利用教師提供的學習資源來完成化學實驗。
4.小組化學實驗匯報。每個小組可以利用不同的形式,比如說,通過寫化學實驗報告、畫化學實驗過程流程圖和角色扮演等不同的形式來匯報小組化學實驗的結論。
三、基于網絡的虛擬化學實驗合作學習環境設計
建構主義學習理論認為教學要以學習者為中心,學習者是學習的真正主人,學習的發生是學習者與周圍的環境相互交互的結果,這充分說明了學習環境對學習的重要性。通過對虛擬化學實驗合作學習的定義及對其操作步驟的分析,我們認為基于網絡的虛擬化學實驗合作學習環境設計應該關注的要素有:
1.化學實驗問題情境的設計
創設化學實驗問題情境、引導學生質疑思辯是激發學生好奇心、求知欲的重要形式。在化學實驗教學中,為了獲得良好的實驗效果,使學生有身臨其境的真實感,教師首先要利用虛擬現實技術、人機交互技術在計算機上創建三維立體虛擬化學實驗場景,使學生能從不同的角度觀察同一個化學實驗對象。
2.教學目標的設計
在虛擬化學實驗合作學習中,根據中學化學新課程標準對教學目標的要求,教學目標分為三類即知識類目標、技能類目標和態度類目標。
3.學習資源的設計
在化學實驗過程中,學生為了解決化學實驗問題,需要掌握一些新知識和額外的信息,為此教師應該通過各種途徑包括網絡,建立多樣化問題解決所必須的知識資源庫和相關的化學實驗案例給學生,讓學生在一個比較寬廣的學習資源中,學習解決問題所需要的基礎知識,并搜集相關案例,找到解決問題的策略。
4.認知工具的設計
認知工具是用來支持和擴充學習者思維過程的,通常指的是可視化的智能信息處理軟件,如知識庫、專家系統等。學習者可以從與認知工具的交互中獲得認知結構的發展和改變,同時通過認知工具有利于找出化學實驗問題解決的最佳方案。
5.小組合作交流的設計
在化學實驗的過程中教師要設計一個寬松的、自由的網絡交流空間,使小組成員之間、小組之間以及學生和教師之間都能將化學實驗中遇到的問題通過網絡進行交流。
6.輔導策略的設計
輔導策略介入了學生化學實驗的整個過程,從化學實驗小組的建立到實驗任務的分配、從小組內部成員之間交流到小組之間的交流。
最后,基于網絡的虛擬化學實驗合作學習環境的設計就是通過強調問題情境的設計、通過強調各種學習資源來支持學生的學而不是教師的教、通過強調學習者之間交流互動的設計等方面來說明該學習環境的設計就是為實驗者提供支持和幫助,使其真正成為實驗問題的真正解決者,成為學習的真正主人。
【參考文獻】
[1]唐清安,韓平,程永敬等編著.網絡課程的設計與實踐[M].北京:人民郵電出版社,2003.20
[2]魏國生 基于網絡的合作學習的教學設計及案例研究[J].中國電化教育,2004,(8):40—42
化學實驗的定義范文3
【關鍵詞】化學實驗 高效課堂 學生素質 具體措施
【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)36-0141-01
一、初中化學課堂學習現狀分析
初中化學知識的特點體現在知識的新和奇。與數學、語文、英語等傳統學科不同,初中化學的特殊性在于知識的陌生性,學生在之前對于化學知識缺少認識和了解,也缺乏途徑進行深入的接觸,導致學科知識專業性較強,初學復雜,初期遇到挫折導致學生的學習興趣不高,學習任務開展難度較大,容易產生抵觸和畏懼情緒。教師在教學中習慣采用傳統教學方式,缺乏相關的化學學習技巧,沒有充分發揮化學知識學習的實用性和靈活性優勢,造成學生學習效率較低。一些教師已經認識到了利用高效課堂的建設以提高學生素養的重要意義,但是實際上教師對高效課堂的理解和應用存在誤區,簡單把高高效課堂定義為高速度、高知識含量,在授課時急于求成,教學信息量過大,完全沒有考慮學生對知識的接受程度和理解程度難以提高課堂質量、實現課堂效益最大化。以上一些問題的存在,造成學生的初中化學學習效率較低,學習效果不明顯。
二、利用化學實驗對初中課堂教學的重要意義
化學實驗對于初中課堂教學的意義重大,主要體現在以下方面:
1.促進課堂效率,提高學習成績
在枯燥的化學課理論教學中引入實驗內容,學生通過實驗設計、工具了解、具體操作等過程對教材知識重復記憶,反復練習,加深了對知識的理解,提高了教師課堂教學有效性,對于提高學生的化學成績、提高整體教學質量有積極作用。如在學習《我們周圍的空氣》一節時,對于空氣的組成、氧氣的性質等有了簡單的理論認識,但是學生學習印象不深。缺少直觀的認識。之后教師如果進行化學實驗,如通過蠟燭的燃燒實驗、二氧化碳與氧氣的比較實驗,對氣體的性質有了更加充分和全面的了解,不用過分的死記硬背也能達到事半功倍的學習效果。
2.調動學生熱情,增強學習興趣
初中化學教材邏輯性強、知識形式靈活多樣,學生掌握困難,理解不通,容易產生疲憊、厭學的心理,甚至可能導致連鎖反應。通過課堂實驗,多樣化的教學形式,可以調動學生學習的積極性,激發學生對于學習的熱情;實驗中各種奇幻的組合方式,新奇、多變的實驗狀態,神奇的實驗結果,學生對于實驗的好奇心被大大激發,增強了學習的興趣,發掘學生學習的潛力,提高學生的學習主動性和對化學科學的創造性,為學生探索自然、發現真理的學習旅程開辟道路。
3.提高動手能力,提高學生素質
在化學課實驗教學中,對于儀器的操作、工具的使用、實驗環境的控制、實驗條件的掌握都是十分重要的,這些都需要學生的親自動手。在不斷地化學實驗中,學生積累了豐富的實驗經驗,提高學生的動手能力和理論實踐能力。一些團隊合作的實驗,小組內進行分工,界定職責范圍;實驗時小組內成員根據實驗的設計步驟,通力合作,可以培養學生對待事物的責任心和團隊合作意識。通過化學實驗的過程,提高了學生的動手能力,培養了學生的團隊合作意識;學生在實驗過程中,需要進行自主探究和思路探索,還需要運用化學知識和解決實驗問題,培養了學生的獨立自考的探究精神,增強了學生解決問題的綜合運用能力,這對學生的成長和綜合素質的培養具有積極意義。
三、發揮化學實驗在課堂教學中的作用具w措施
1.保障實驗課時,注重實驗設計
初中化學課程的特殊性,就要求教師充分發揮課堂實驗的作用,利用保障化學實驗課時,增強學生的理解,提高學生的化學課堂學習效率。教師應該避免過分重理論輕實踐的教學思路,做到教材理論與操作實踐并重,實現化學課堂的趣味性與扎實性的結合。不能僅依靠隨堂練的方式,而是在保證教學進度的前提下,適當增加實驗課課時,使學生能夠充分體驗化學實驗的樂趣,做到寓教于樂;在實驗開始前,教師應該重視實驗設計的作用,針對性提出假設,全面考慮影響實驗結果的各種條件,認真對待注意事項;實驗過程中,督促學生認真實驗,認真提出每一個實驗假設,謹慎執行每一個實驗環節;實驗后教師對學生的實驗進行評價和總結,吸取教訓,精益求精。在整個過程中,教師發揮專業的指導作用,充分實現實驗教學的有效性。
2.重視學生地位,促進化學學習生活化
化學實驗在初中高效化學課堂的建設中具有重要意義,教師在充分利用化學實驗發揮作用的同時,也要注意提高學生實驗學習的參與度,重視學生地位,在促進高效課堂的同時,還可以提高學生的綜合素質。
在化學實驗課堂中,要盡量避免教師過分主導的現象發生,教師在最初的演練之后,應該指導學生自主參加,讓學生自主實驗,自行組織,開展實驗內容。如在《對蠟燭及其燃燒的探究》實驗中,聞氣體、藥品的取用、加熱物質、清洗儀器等操作,盡量讓學生自主進行。注意做好實驗安全工作,避免因學生的操作失誤造成實驗傷害。促進高效化學課堂的建設,還可以尋找化學實驗與生活現象的關系,促進化學學習的生活化。如碳酸容易分解的特性,以及相關實驗,體現在生活中就是碳酸飲料需要密封放置。
四、結語
化學學科作為理論與實驗結合、分析與操作并重的學科,不僅要重視課堂上理論教學的重要性,還要促進教學方式的多樣性,利用課堂實驗,激發學生的學習興趣,促進學生對理論知識的深入理解,最終實現提高課堂學習效率的目標。以上,筆者針對初中化學課堂中存在的問題進行了闡述,對于化學實驗對提高課堂效率、提高學生素質的重要意義進行了分析,并提出了相應的發揮化學實驗作用的具體措施,希望帶來現實意義。
參考文獻:
[1] 姚紅林.淺析初中化學高效課堂建設現狀調查與對策[J].數理化解題研究:初中版,2014(10).
[2] 宗永學.構建初中化學高效課堂的幾點策略[J].中小學教學研究,2011(10).
化學實驗的定義范文4
關鍵詞: “發展國際一流大學及頂尖研究中心計劃” “985工程” 啟示 借鑒
國際一流大學對提高國家競爭力、促進經濟產值的研發及緩解就業壓力等均有積極作用,同時可以帶動國內整體高等教育水準的提升。隨著經濟全球化進程的不斷深入,國際一流大學的渴望促使各國實施一系列項目、計劃以迅速提高本國高等教育國際競爭力。為提高高等教育的國際競爭力,臺灣地區計劃實施“發展國際一流大學及頂尖研究中心計劃”。與此同時,大陸地區為建設若干所世界一流國際知名大學實施“985工程”項目。因此,研究臺灣地區“發展國際一流大學及頂尖研究中心計劃”對完善大陸“985工程”項目具有積極的意義。
一、“發展國際一流大學及頂尖研究中心計劃”的背景
1.高等教育資源迅速擴充,生源、就業問題突出。二十世紀五十年代至七十年代,是臺灣高等教育高速發展的時期。臺灣地區在1955年包括??茖W校、獨立學院與大學共計15所大專院校,到1975年迅速升為101所。到2010-2011年度,大專院校數量達到162所,學生人數達到1,343,603[1]。對于人口僅有2300萬的臺灣地區,高等教育資源的發展已經到了嚴重的“供大于求”的階段,不僅導致了教育經費緊縮與資源的嚴重浪費,更隨著“少子”現象的產生面臨缺少生源的嚴峻問題。同時,高等教育入學率隨著教育資源的擴充而不斷提升,大學畢業生數量急速增,高等教育發展與就業市場需求失衡,教育性失業或學非所用的現象更突出。
2.高等教育重規模輕質量,難以躋身國際一流。二十世紀八十年代以后,臺灣地區高等教育進入穩步調整、協調發展的階段。這段時間高等學校的數量增長雖不多,規模卻有較大擴充,在校生人數從29.94萬人增長到57.66萬人,增長1.93倍。研究所從176個增至397個,增長2.26倍;碩士生、博士生人數從4,501人增長到22,372人,增長4.97倍[2]。由于臺灣地區高等教育僅關注教育資源量的增長而忽略質的提高,導致高等教育水平參差不齊,這與臺灣高度發達的經濟狀況嚴重脫節,嚴重影響臺灣高等教育在世界上的地位。
二、“發展國際一流大學及頂尖研究中心計劃”的內容
“發展國際一流大學及頂尖研究中心計劃”是臺灣“教育部”計劃5年撥款500億新臺幣用以補助臺灣地區重點大學成為世界一流教育與研究中心。整個計劃共分成兩個部分:一是“發展國際一流大學計劃”,二是“頂尖研究中心計劃”,在第二梯次進行中將“頂尖研究中心”更改為“重點領域研究”。國際一流大學計劃的目的是選取臺灣地區具有發展潛力的一至兩所大學,參照國際一流大學相關的教研人才及設施的標準給予教學、研究資源的補助?!鞍l展國際一流大學及頂尖研究中心計劃”以競爭為運作機制,以績效責任為審核機制,致力于通過機構的轉型與躍升,使大學成為國際競爭中的推動力。
“發展國際一流大學及頂尖研究中心計劃”采取公開申請,申請該計劃的大學均需根據預期實現目標的具體內容撰寫發展計劃并由審議委員會審核?!皣H一流大學或頂尖研究中心”的目標及具體評鑒指標由各校根據自身狀況自行訂定,再由審議委員會負責審核。在頂尖研究中心部分,審查以組織革新、人事計劃、學校設施與產值方面的提升為重點。具體體現在學校支援或配合系統、國內外相關學?;蜓芯繖C構合作方案、研究人才的編制與延攬、學校配套設備資源、產學合作指標、教學改進指標等。整個審議與課責機制體現了公開競爭、專業客觀、學術自主、績效責任的精神。
針對教育資源普遍不足的情況,投入資金實施“發展國際一流大學及頂尖研究中心計劃”引起的爭議,該計劃從兩方面進行了詮釋:
1.非高等教育經常性經費支出,旨在不影響正常經費的基礎上優先發展部分高校。2000年臺灣地區政府部門的高等教育支出經費為4,253億元(新臺幣),占整個臺灣地區GDP的4.4%,到2003年增加為4,608億元(新臺幣),為GDP的4.68%[3]。這四千多億元是未加上政府以外的其他部門經費的數目,是維持高等教育經常性發展及運作所需?!鞍l展國際一流大學及頂尖研究中心計劃”的投入為“特別預算”,與原年度高等教育預算分開。因此,并非動用教育部的經常預算,其他大學及機構仍照??色@得年度正常的預算補助,不會影響學校的正常運作,更不會出現“數所大學坐賓士,其他大學騎牛車”的狀況。
2.非排擠資助單位以外的高等教育機構,旨在發展局部以帶動整體發展?!鞍l展國際一流大學及頂尖研究中心計劃”的目標在于著眼高等教育的國際競爭力,且該項政策并非地區政府唯一的高等教育政策。在改善私立大學、大學教學、研究所教育、基礎設施等方面同樣設立專案計劃并投入經費,如教學改進計劃、技職產學合作及師范院校轉型計劃等。計劃目標不同,涉及范圍不同,所需經費及管理流程有一定的區別,因此,該計劃對未獲得資助的高等教育機構無排擠效應。“發展國際一流大學及頂尖研究中心計劃”旨在通過該計劃提高臺灣地區的國際競爭力,任何學校只要通過審核就可以成為獲得補助的對象,故該計劃非為特定機構所設,而以發展臺灣地區整體高等教育水平為核心目標。且從長遠來看,這項投資為臺灣地區的經濟與文化發展,以及國際競爭力都將起到一定的積極作用。
三、“發展國際一流大學及頂尖研究中心計劃”的成效與特色
“發展國際一流大學及頂尖研究中心計劃”從2005年開始實施至今已進行兩個梯次五年期,臺灣大學的整體狀況得到顯著的提高。以臺灣大學為例,2004年英國泰晤士報高等教育增刊的“全球200所頂尖大學排名”,臺灣大學位列第102,亞洲第15。在2009年該報的評比灣有六所大學進入前400名,臺灣大學位居第95名,并且在工程與資訊科技及自然科學領域首次進入前50名,見下表。
“發展國際一流大學及頂尖研究中心計劃”令臺灣的高等教育在研究拔尖成果、延攬國際優異師資、國際化與國際合作表現、產學合作、基礎環境建設等方面都產生了積極的作用。據上表數據顯示,上述各方面在該計劃執行后都較執行前有幅度較大的提升。毫無疑問,臺灣“發展國際一流大學及頂尖研究中心計劃”取得成功的原因之一在于其獨特的著眼點。
1.積極推進大學“法人化”進程。大學實施“法人化”不僅使大學擁有靈活的人事管理制度,而且在經費支配上享有更大的自,改善學校的科研能力與科研氛圍,更調動大學創收的積極性。推動大學“法人化”就是賦予大學自主性,透過大學彈性經營,使大學根據自身目標與條件及外在環境的變化,制定合理的應對措施,提高學校的經營效率,實現經營目標。臺灣地區在實施“發展國際一流大學及頂尖研究中心計劃”中積極推進“法人化”,這一措施的實行使得大學享有人事、經費等方面的自,令學校更有競爭力,同時也促使大學擔負起績效責任,使得政府投入的補助獲得長久的效果。大學“法人化”是大學機構體制的改革,是從根本上提高大學競爭力的有效途徑。
2.廣泛支持大學“整并”與合作。考慮規模較小的大學競爭力較弱,政府難以傾注大量經費供其發展成為世界一流大學,“發展國際一流大學及頂尖研究中心計劃”提出整并與合作提議。兩校合并的同時必定可以提高綜合競爭力,再加上計劃的經費補助,在一定期間內一定可以成為世界一流大學。因此,為了競爭該計劃的經費資助,集中資源建設具有競爭力的一流大學,臺灣地區清華大學與交通大學通過重重阻礙向地方政府提交了整并計劃書,在征求師生校友關于合并程序、校區、人事等具體問題的意見后,原本于2005年2月宣布合并的計劃被迫暫緩?!罢ⅰ焙献鳠o疑是提高兩校競爭優勢的一個契機,但是兩校整并還需要得到各學校師生的認可。
3.公開競爭、嚴格評審與績效評估淘汰機制。臺灣“發展國際一流大學及頂尖研究中心計劃”采取公開競爭的方式,申請該補助的學校均要公開申請,透過競爭機制,遴選受補助的對象。其次,該項目由國內外具有學術聲望的專家學者組成審議委員會,以保證審議過程的客觀與專業。該計劃采取績效評估淘汰機制,通過定期審核檢驗受補助單位目標的實現程度,評估小組每年進行實地訪評,定期核檢驗受補助單位目標的實現程度,三年進行整體績效考評,如果未能實現預期目標則停止補助計劃。在“發展國際一流大學及頂尖研究中心計劃”中,第一梯次二年期有17所大學獲得補助,而第二梯次三年期減少為15所大學,其中有14所大學為第一梯次中曾接受補助的大學,高雄醫學大學為新加入該計劃的學校,而臺北醫學大學、中正大學、臺灣師范大學三所大學由于整體考核沒有通過而沒有資格繼續接受該計劃的補助,由此確保該計劃的競爭性,促使補助資金的合理利用。
四、“發展國際一流大學及頂尖研究中心計劃”對“985工程”的啟示與經驗
1.促進資助機會平等,實現學科均衡發展。機會的平等不僅體現在計劃補助資金分配的平等上,而且體現在受補助高校和未接受補助高校的平等上。項目、計劃的實施不該也不能挪用高校的常規撥款。該計劃在政策性文件中明確規定撥款需額外籌措,并不影響教育的常規撥款,因此不會影響高等教育整體的發展。其次,要關注學科的均衡發展。人文、社會科學的知識體系和自然科學的知識體系是互補的、相通的,正是“由于北京大學的計算機科學與中國語言文學、新聞學和傳播學的有機結合,才會有舉世聞名的北大方正激光照排系統”[4]。因此,有計劃、有重點地建設一批對國家和地方經濟發展起重要作用的學科是十分必要的,更應該兼顧主流、新興與基礎學科的建設,文理并重、雙管發展才是高等教育健康均衡發展的有效途徑。
2.改革大學“整并”模式,探尋新的發展契機。大陸地區目前對于大學“整并”褒貶不一,爭議較多?!罢ⅰ钡囊粋€重要的方式就是大學的合并,也是大陸地區目前實行最多的形式,但是實施合并難度較大,不僅需要擬合并的大學具有各校區距離較近、教學科研與行政上易于互動、學校規模較小等特點,還需要各校的院系在性質上具有一定的互補性。因此,合并前的匹配與合并后的正常運行與否都是“整并”計劃是否成功的關鍵。由于各大學對“整并”計劃的急功近利導致實行合并的大學目前在運行上呈現諸多問題,令“整并”這一高等教育發展的新方向處在爭論的“風口浪尖”。實際上,“整并”對大學競爭有限的公共經費與有限的生源具有積極的作用,對提高大學的運作效率及大學結構的調整都有極大的促進作用。因此,探尋新模式成為“整并”計劃新的突破口,“跨校研究中心”為這一視角提供了新的嘗試?!翱缧Q芯恐行摹币约舛祟I域為導向,以一個或幾個大學為主導,結合各校或研究機構的優秀人才及研究資源共同規劃成立的,與大學系統有非常密切的關系?!芭_灣聯合大學系統”在成立后的第二個月便規劃設立四個跨校研究中心:清華、交大主導的納米科技研究中心;陽明大學主導的腦科學研究中心;清華大學主導的科技社會研究中心;中央大學主導的教育發展研究中心[5]。各大學機構應積極吸納其他各類大學的研究中心,結合成某一領域頂尖的“跨校研究中心”,加強大學研究,提高整體競爭力。
3.調整高等教育管理機制,實現大學真正“法人”化。我國高等教育長期以來都接受政府集權式的管理,政府不僅是大學的辦學者、資助者、管理者,更擔當著大學的監督與評價工作。這不僅導致大學部門的角色不清,高等教育管理者之間權、責、利的錯位,政府機構的評價與監督更有失公平性與專業性。因此,我國高教改革的重點在于逐步實現大學“法人化”。真正實行大學“法人化”,首先要落實大學的自,這不僅需要國家法律上的規定,更需要大學管理者實踐中的積極爭??;其次,應該明確各自的權、責、利,才能改變大學“等、靠、要”的現狀,可以借鑒企業經營中“明晰產權、講求效率”的理念,將績效的責任承擔者轉到大學自身,從而改變教育經費浪費及非合理利用問題;最后,介入第三方(中介)組織進行評價與監督,增強大學評價機制的公平性與客觀性。如“發展國際一流大學及頂尖研究中心計劃”的遴選小組是由權威的專家組成,充分體現了評選的公正與專業性。
4.發展研究中心,與“國家重點實驗室”相輔相成?!鞍l展國際一流大學及頂尖研究中心計劃”創造性地將“頂尖研究中心”與“發展國際一流大學”并列提出,充分重視研究中心在完善高等教育體系中的重要作用?!绊敿庋芯恐行挠媱潯币源髮W現有研究中心為基礎,以學校為申請單位,與其他大學研究中心或研究機構建立合作關系,通過整合資源,在研究開發、教學創新、產學合作和技術轉讓方面達到一流。大陸地區高等教育改革同樣應將高校建設與研究中心建設共同進行,與“國家重點實驗室”項目相互合作應該是一個有效的著眼點?!皣抑攸c實驗室”與“985”高校合作對提高大學綜合實力產生積極影響,為高校人才與中科院等科研機構開展高層次學術交流提供重要基地。同時,利用“國家重點實驗室”與企業的緊密關系,“國家重點實驗室”與“985”高校的聯合加強高校、科研機構與企業的合作,有效推動“產學研”的緊密合作,有利于提高高校、科研機構與企業三方的綜合競爭力。
參考文獻:
[1]臺灣“教育部”統計處.大專院校概括表(1991-2010學年度)[EB/OL].[2011-11-30]http://edu.tw/STATISTICS/content.aspx?site_content_sn=8869.
[2]羅祥喜.臺灣教育與經濟發展[M].福州:福建教育出版社,1994:232-242.
[3]臺灣“教育部”.近四年來教育經費的分配消長報告[EB/OL].(2004-03-04)[2011-11-30].http://edu.tw/content.aspx?site_content_sn=1768.
化學實驗的定義范文5
關鍵詞:高中化學;實驗教學;注意事項
在新高考改革的影響和要求下,傳統的高中化學教學已經無法完全滿足教學中的實際需求,因此,需要對教學內容和教學模式進行有效的調整。在化學實驗教學當中,應當注重實驗的合理性,采取有效的手段,提高化學實驗教學的效果。當前的化學實驗教學還沒有真正適應新高考改革的要求,也沒有充分落實新的教學理念。而化學這門學科又是一門以實驗為基礎的學科,因此,在高中化學實驗教學過程中,應當對以下三種關鍵事項加以注意,確?;瘜W實驗教學的質量和效果。
一、實驗教學的目的
化學實驗教學是化學教學中不可缺少的重要環節,化學實驗的重要性在高中階段越來越突出。在一些學校,化學實驗僅作為高考試題當中的一部分來看待,注重的是理論知識,而且很多教師的教學目的和學生的學習目的缺乏合理性,對化學學科的學習少了實事求是的科學精神。如在實際教學當中,一些學生在進行實驗報告填寫的時候,對于實驗現象、實驗數據、實驗條件等信息,沒有進行仔細的記錄,甚至根本沒有親自進行實驗就抄襲和編造。在實驗過程中遇到錯誤,學生往往也缺乏應有的基本了解,只是簡單地認為進行化學實驗就是對前人的研究進行重復。在這樣的情況下,學生很難在實驗當中獲取新的知識?;瘜W實驗最基本的是用以強化學生的化學知識,通過實驗,希望學生能夠理解化學反應的實質,親身感受化學變化的過程,幫助他們能夠自主地建構學科知識網絡,并且在動手實踐的基礎上,了解實事求是和嚴謹規范的實驗作風對科學研究的重要意義,要明確實驗目標,敢于讓學生動手,進而提高學生解決問題的能力。因此,學校和教師應當對化學實驗教學的目的加以注意,切實發揮化學實驗教學的作用。
二、實驗教學的完成
化學是一門實驗科學,實驗是科學研究的基本方法之一。實驗的標準定義是以科學研究的目的,盡可能排除外界的影響,突出主要因素并利用一些專門的儀器設備,而人為地控制條件發生或再現,從而認識自然現象、自然性質、自然規律。人為即需要人來操作。
在目前的教學工作中,本人發現,由于教學時間的安排,很多教師為了趕進度而教學,有些實驗不做了,取而代之的是放放視頻,或者帶著空的裝置去給學生看看,“說”實驗過程,“想”實驗結果,硬生生地討論分析,是比較枯燥和乏味的教學方式,導致學生認為化學難學,知識雜亂無序,考試成績不理想。自課程改革以來,化學實驗教學已有很大的突破,絕大多數的學校都有健全的化學實驗配套硬件設施,但由于受應試教育的影響,的確存在教師“重講授,輕實驗”,學生實驗走走過場、學生背實驗的現象。如今,新高考方案中文理不再分科,積極有效地開展化學實驗教學從而激發學生對化學學科的學習興趣,需要每一位化學教育工作者的重視和注意。
三、實驗操作的安全
在高中化學實驗當中,存在著很大的安全風險。如果缺乏注意,將可能造成巨大的危害。首先,大多數高中生接觸化學實驗的時間都比較短,仍然沉浸在化學實驗所帶來的新鮮刺激當中,卻沒有對實驗中的安全風險加以注意。教師應對化學實驗安全操作規范進行切實貫徹,要培養學生形成安全、良好實驗習慣。并且教師在實驗操作的過程中起著表率作用,教師首先要準確安全地進行實驗操作。其次,學生在進行實驗操作的過程中,實驗裝置的連接往往缺乏合理性,對于過程中的現象也無法準確觀察和記錄,因此在每一次的實驗操作過程中,都需要教師在學生操作、配合、記錄、收尾等過程給予必要的幫助,讓學生在安全的前提下,合理正確地進行動手操作,得到理想的實驗結果,因此,在高中化學實驗教學當中,安全有效地完成實驗,達成實驗目標需要每一位教師共同努力,要對實驗操作的安全事項加以注意。
在高中化學教學當中,化學實驗教學發揮著不可忽視的重要作用。要想在高中化學實驗教學中取得理想的效果和成績,就應當對教學過程中的教學目的、實驗完成、安全操作等方面的事項加以注意。雖然當前的高中化學實驗教學還存在很多的問題,會在一定程度上阻礙實驗教學作用的發揮。但充分注意這些問題,采取有效的措施進行應對,高中化學實驗教學會取得理想的教學效果。
參考文獻:
化學實驗的定義范文6
第一節 化學實驗的教學功能
一 化學實驗是化學科學認識的源泉
人類的社會實踐表明,一切真知都來源于實踐。而人類的社會實踐主要包括生產活動、政治活動、科學實驗和藝術活動等。其中,科學實驗是人類的不同于生產活動等的一種特殊的實踐活動,它的主要功能是認識自然,是人們有目的、有計劃地,或者說能動地探索自然、適應自然和利用自然。從這個意義上說,科學實驗和科學觀測是科學知識的主要源泉,科學實驗是人類正確認識自然和有效地利用自然的銳利武器??茖W實驗和科學觀測是適應自然科學本身探索自然的需要而產生并為自然科學研究服務的;是在自然科學自身發展過程中孕育產生,并作為認識手段而包含于自然科學研究過程之中的。許許多多的科學家,以其勤勞獻身的精神,孜孜不倦地為建造自然科學大廈嘔心瀝血,甚至獻出寶貴的生命,與此同時,他們以自己的科學實踐活動和特有的睿智才華,充實和發展了科學實驗這一認識自然的武器。盡管科學研究之路并不平坦,不少科學家遭受挫折、產生失誤,但是正反兩方面的經驗教訓,使人們的科學認識更接近于客觀真理。有的學者講得好:“實踐在先,理論在后?!薄跋牒妥觯龊拖胧侨祟愐磺兄腔鄣目偤??!比祟愔腔鄣姆e聚和發展,正是基于社會實踐——特別是生產實踐的推動,促進科學家們不懈地開展科學研究,并進行新的理論概括,以達到新的認識層次上的感性活動與理性活動的統一。
化學實驗作為科學實驗的一種形式,也是在理性指導下進行的,總是先想后做,想好了再做。想,就是構想實驗方案,“就是將理性的東西轉化為實驗方案,轉化成實驗方法”①,“歸結起來主 要是:實驗內容和原理,實驗儀器、材料,實驗程序和步驟?!雹佟皩嶒炦M行中,實驗者一方面進行實驗操作,同時還要觀察實驗中產生的現象,并把全部現象準確地描述和記錄下來。這時也離不開理性。不僅實驗操作和臨時處置離不開理性,而且對現象進行觀察也離不開理性?!雹谶@些論述是很有道理的。
納入教學中的化學實驗,從理性指導這一原則來看,服從于化學教育教學任務的需要,它的主要任務是,通過生動和直觀現象,使學生感知充分的、可信的事實材料,激勵學生積極思維,形成觀念或概念,達到掌握化學基礎知識和基本技能,發展智力,養成科學態度和科學方法,培養解決化學實際問題的能力這一目的。顯然,這類化學實驗(可簡稱為教學實驗)跟科學實驗中的化學實驗的功能是不相同的??茖W實驗的任務是探索人類未知的自然奧秘,是為了直接去發明或發現;而教學實驗的功能主要是運用科學實驗的成果,擴大學生的認識領域和縮短認識過程。由于教學實驗是依據教學認識論來設計的,因此它具有實效性和簡約化的特點。
所謂實效性,就是適合教學的需要,實驗本身生動直觀,容易再現,利于學生觀察、操作,且需時不長;所謂簡約化,系指實驗的典型性強,利于學生理解化學現象的基本特征,容易發揮以簡代繁的作用。譬如,在初中化學教材中,選編氧化反應或還原反應的實驗,均以典型的金屬與可燃物分別跟氧反應,或使典型的氧化物跟氫反應,而盡可能回避其他干擾因素。這樣做,利教利學,有利于學生縮短認識物質及其變化規律的過程,從而利于學生擴大認識領域,了解自然界或生產實踐中紛繁復雜的化學現象。
由此可知,教學中的化學實驗以其自身的實踐性和生動性,為學生的認識從感性到理性的飛躍提供了可靠的源泉和推動力,是使學生認識深化發展的最佳途徑。
二 化學實驗是訓練科學方法的有效途徑
我們都了解,學生學習化學,不僅要掌握人類從生產實踐和科學實驗中總結出來的規律性知識,還要在思想觀點、意志品德方面受到熏陶,從終身教育的意義看,更為重要的是還必須掌握科學方法(包括正確的思維方法、學習方法和實踐行為過程必需的操作方法等)。即如何進行觀察,并通過觀察來發現和分析問題;如何搜集(查閱和利用)文獻資料;如何設計和進行實驗;如何整理數據和撰寫報告;等等。這都是讓學生動腦動手,理論聯系實際,經受科學方法的嚴格訓練的重要途徑。從培養人才來講,強調科學方法的訓練,從而強調加強化學實驗,無論如何強調也不會過分。因為化學實驗是化學教學的基礎,化學實驗對于學生是最有魅力、最具活力的學習對象。國內外教育界的統計表明,中學生因為喜歡做化學實驗從而喜愛學習化學的人數占被調查人數的70%以上。
有不少化學家就是在中學學習階段受到執教老師的感染和化學學科本身特有的魅力的吸引,而走上躬耕化學科學之路的。綜觀我國的化學教學,實驗教學仍是薄弱環節,從認識到實踐,較普遍地存在著忽視實驗教學、忽視科學方法的培養訓練的偏向。應當說,這是違背學生的認識規律,阻抑化學人才的全面成長的。
腦科學研究表明:人腦左右兩半球具有不同的功能。左半球是處理言語、進行抽象邏輯思維、集中思維和分析思維的中樞。它主管著人們的說話、閱讀、書寫、計算、排列、分類、言語回憶和時間感覺,具有連續性、有序性和分析性等機能。右半腦是處理表象、進行具體形象思維、發散思維和直覺思維的中樞。它主管著人們的視知覺、復雜知覺模型再認、形象記憶、認識空間關系、識別幾何圖形、想象、做夢、理解隱喻、發現隱蔽關系、模仿、音樂、節奏、舞蹈以及態度、情感等,具有不連續性、彌漫性和整體性等機能①。
學習心理學的研究指出:我國今日的學校教育,重左腦輕右腦有種種表現,在課程和教材編制中,注重言語材料、符號材料、抽象材料的介紹,忽視圖形材料、形象材料、非言語材料的學習;在教學方法的運用上,過分注重講授,輕視演示法、實驗法和參觀法等;在培養能力上,只注重觀察力、記憶力、邏輯思維能力,特別是集中思維和分析思維等,而忽視想象力、直覺思維能力和發散思維能力的培養。這種狀態十分不利于創造型人才的成長,已為高等學校和高級專門人才的培養帶來不良影響。經高等學校入學考試升入高等學校學習的學生,有一些表現出的高分低能現象就是典型的佐證。
我們認為,為了糾正化學教學中的不重視用腦衛生的偏向,應當堅決采取各種有效的辦法,包括規范的和簡易代用的儀器、試劑,讓學生多做實驗。只有讓學生親身去做,在做實驗的過程中體驗實驗對學習化學的重要意義和作用,才有可能給他們帶來學習化學的情趣,激發進一步學習的志趣,并不斷提高學習質量和水平。這里的道理是明晰的:學生的學習活動歸根結蒂是獲得知識經驗和行為變化的過程。而知識經驗總是以感性與理性認識的綜合體來呈現在或同化于學生的認知結構中;行為變化則是在環境影響下引起學生產生的內在生理和心理變化的外在反應,包括外現的活動、動作、運動、反應或行動。讓學生做化學實驗恰能自然貫通地使獲得知識經驗和行為變化協同發展,發揮大腦左右兩半球的機能優勢,有利于創造思維的發展。這正是對學生進行科學方法訓練的理論依據。
從方法論來考察,化學實驗方法是最重要的一種科學方法。學生要完成化學實驗,從知識和操作上要了解實驗本身的要求,要知道并學會控制實驗條件、排除某些干擾因素,以盡量保證觀測的準確性和全面性;在實驗過程中,要隨時將觀察到的現象和測量出的數據記錄下來,并有處置可能出現的問題或臨發事件的準備;實驗結束后,還要進行計算、處理數據、繪制圖表、概括得出結論,以及清洗儀器等工作。這一系列的在理性指導下的選擇和安裝儀器、使用試劑、觀察、操作、簡化、強化、對照、分 析、判斷、理想化等,都是讓學生經受科學方法訓練的切實有效的方式和途徑。簡言之,科學方法對學生的指導作用,一是啟迪、引導他們掌握科學的學習方法和研究方法;二是培養、訓練他們的正確的思維方法。在這兩方面,化學實驗具有獨特的優勢。
三 化學實驗是養成科學態度的必由之路
科學態度是人們能夠正確對待客觀事物的一種持久的內在的反應傾向,是經過實踐活動而習得和養成的??茖W家之所以取得令人矚目的各項成就,除去他們具有常人所缺少的勤奮拼搏和優異的才智以外,最基本也是最重要的一點是他們具有為追求真理而不怕犧牲、嚴謹治學、實事求是的科學態度。這是唯物史觀在科學實踐活動中的體現,不管科學家本身是否自覺地認識到這一點。為了弘揚這種精神和品格,學校教育應當堅持對學生進行科學態度和科學自然觀的教育。
學生學習化學,往往容易單純從興趣出發,用某種已習慣了的思維定勢去觀察問題,去認識復雜的化學現象。也就是說,基于這種思維定勢,學生往往受化學實驗所給予的強刺激信號的左右,很容易產生錯覺,從而得出本末倒置、以偏概全的錯誤結論。譬如,將發光、放熱作為認識化學變化的判據,而忽略新物質生成這一本質特征;根據敞口容器蠟燭燃燒實驗的現象來否定質量守恒定律;從多數酸性氧化物可以直接水化生成酸性物質,就斷定所有酸性氧化物都具有這種性質;等等。
學生中存在的違背科學態度的另一種表現是,喜歡用個人的猜測、臆斷來對待化學實驗的結果:當遇到“異常的”實驗現象時,不是本著“科學是老老實實的學問,任何一點調皮都是不行的”這一至理名言,去查尋(復核)實驗過程中是否出現了新的變動因子。而是依先入為主的知識經驗或機械地以書本中給出的結論為依據,來處理問題,甚至將一開始做實驗時如實記錄在案的數據進行涂改,以得出符合自己需要的數值。這是教師對學生進行科學自然觀和科學態度教育最典型的素材。宜結合學生認識上的錯誤,適時講述怎樣的情境才是科學方法論中提倡的猜想和 想象,哪些做法是先驗論的和先入為主的臆想和猜測。
科學家在豐富的科學研究實踐的基礎上,自覺或不自覺地運用猜測和想象,提出和建立假說,這是科學思維的過程,也是創新的探索過程。但是,這些猜測和想象,以及由此建立的假說必須接受實踐的檢驗,只有在嚴格的科學實驗中證明了假說適用于各種情況,假說才可以上升到理論范疇。由此可見,牛頓等科學家強調的:“沒有大膽的猜測就做不出偉大的發現?!薄叭魺o某種大膽放肆的猜測,一般是做不出知識的進展的。”①只宜在科學家重視理論與實踐相結合,堅持實事求是、不唯書、不唯上這樣嚴謹的科學態度的基礎上,才是正確的、可以提倡和仿效的。相反,那種把主觀預測和判斷作為衡量客觀事實正確與否的出發點,讓實驗來符合這些預測和判斷,凡符合主觀設想的現象則保留,不符合的就舍去,如此種種,都是與科學態度背道而馳的,是應當防范的。然而,不尊重科學、違反科學態度的現象在教學中仍時有發生,甚至出現全國競賽參賽選手(這批學生是各省市選派的佼佼者)私下涂改實驗記錄數據的問題,這不能不說是科學態度的培養訓練并未深深在學生心目中扎根造成的苦果。
分析上述問題的根源,從學校教育內部來看,最主要的原因是沒有把培養學生的科學態度這一任務提到應有的高度,加之缺乏培養訓練的具體措施,難以落到實處。
從化學教學的指導思想看,多數學校在教學要求上,往往忽略對學生進行科學態度的訓練,即使明確提出培養學習能力等要求,對科學態度在培養能力中的意義和作用也缺乏細致的研究。
上海市在《當前改進中學化學課堂教學的意見》這一文件②中,曾明確提出過“加強基礎、培養能力、發展智力”的思想,促使化學教學在多方面發生了可喜的變化,教學質量逐步提高。我們認為,上海市概括的編寫教材從指導思想——興趣、知識、能力、 觀點和方法——較準確地揭示了教材的教學功能及教學時應當著重抓住的主要環節,較好地體現了學生學習化學的認識特點。這一指導思想與科學教育的廣域四目的①——態度、過程、知識、技能——是一致的。這里的態度指培養學生學習科學的興趣、好奇心,激發學生的對客觀事物的驚異感、探究的渴望,以及科學態度等積極的反應傾向。
日本學者基于“基礎學力”論的思想②,在理科教學中倡導的基礎學力構成說③——知識、技能、能力、態度依次深入構成四個層次——基本上也是這樣的思路?;A學力將態度視為最重要、最核心的成分是有道理的。結合科學過程來考察,不論是5階段還是13階段的劃分,無不自始至終貫串著科學態度或科學精神的基本要求,依此來對學生進行培養教育,方有可能切實有效地、讓學生通過感覺器官,進行思維加工,以實現教學過程中的兩個“飛躍”和兩個“轉化”④。這里講到的5階段包括:搜集數據;探尋規律性與提出定律和理論;進行實驗和預見實驗結果;根據新的實驗證據修正或拋棄某一定理;發表研究成果。13步過程是:①觀察,②分類,③數值關系,④測量;⑤空間時間關系,⑥傳達,⑦預見,⑧推論,⑨獲得操作型定義,⑩形成假說,(11)解釋數據,(12)識別和控制變因,(13)實驗。定義,⑩形成假說,(11)解釋數據,(12)
將上述科學過程作適當變動或直接移植到化學教學中,已有不少成功的實例。關鍵的環節是精心設計教材中的化學實驗內容,從學生實際(知識、經驗和能力水平)出發,組織好(始終貫串科學態度和科學方法的培養、訓練)實驗的實施過程。
總而言之,化學實驗的教學功能可以歸結為既相互聯系又可 以適當分割的幾個方面的內容:具有深刻的認識論意義,能深刻影響科學的世界觀和方法論的形成,能有力地培養學生的各種學習能力和良好的學風①。
第二節 化學實驗教學的目的和內容的選擇
一 化學實驗教學的目的
化學實驗教學的目的是受課程類型、學習階段和實驗設備等因素制約的。不同類型的課程、學生的學習年級不同,以及實驗設備齊全與否都會給制訂與實施實驗教學的目的帶來決定性的影響。如果從化學實驗教學的基本要求來考察,國際上被廣泛接受的教學目的是②:
(1)發展觀察、操作和制備技能及使用儀器的技能;
(2)獲得、驗證并擴展化學知識;
(3)通過解釋實驗,啟迪思維;
(4)認識實驗室工作的精確性和局限性;
(5)記錄做得準確,結果表達得清楚;
(6)在進行實驗時發展個人的責任心和可靠性;
(7)通過有效地利用實驗室提供的設備,計劃并進一步進行實驗室工作。
從上述教學目的涵蓋的內容可以得知,化學實驗教學實際上是學生在教師的引導下,搜集信息、利用和加工信息,以及評價信息的過程;是了解觀察和實驗在發展科學理論中的作用,練習著將知識轉化為能力、將書面形式的系統知識轉換成融會貫通的 完全知識系統的過程;也是學用一致統一、養成科學態度和科學方法的過程。這些基本精神,對于各級各類學校的不同類型的化學課程,從教育方向和教學論原則上都是適用的。只是由于學生學習階段不同、課程內容和要求不同,在實施時的教學目標達成度不應該也不可能劃一。即使同為中等教育階段,由于各國的教育任務、國情及教育傳統的差異,在各自的教學大綱(或課程標準)中規定的化學教學目的(包括實驗教學的目的)也不盡相同。譬如,英國普通中等教育證書國家標準化學部分規定①:實驗方面的教學目標:①使學生認識準確的實驗的科學方法的重要意義;②發展學生完成實驗的能力,充分注意安全;③發展學生觀察的能力以及記錄和解釋那些觀察的能力;④發展學生形成假設和設計實驗以驗證這些假設的能力。而日本高級中學教學大綱對普通科中的理科教學目標規定為②:通過觀察、實驗等,在培養探索自然的能力和態度的同時,加深對自然界事物和現象的基本科學概念的理解,養成科學的自然觀?;瘜W的教學目標是:就自然事物、現象中的物質的化學性質,物質的狀態及化學反應,進行觀察、實驗等,使學生理解原理和法則,養成化學的考察能力和態度。
我國國家教委制訂的《全日制中學化學教學大綱(修訂本)》沒有對化學實驗教學單獨列述教學目的,而是涵蓋于“使學生比較系統地掌握化學基礎知識和化學基本技能”,及“逐步培養和發展學生的觀察能力、思維能力、實驗能力和自學能力等,重視科學態度和科學方法的教育……”之中,并在“教學中應該注意的幾個問題”的標題下,單獨列述了“加強實驗教學”的意義、作用及對演示實驗與學生實驗的基本要求。
國外倡導的重視“過程目的”的教學思想和策略,通過化學實驗教學得以自然地落實和體現。
這里講的過程是指學生的智力探究過程,包括獲得知識和運用知識的過程,依據科學的觀察、思考并得出結論的過程,按一定的準則對作出的結論進行評價的過程,以及試探著去組織、設計并實施科學探究,獲得新的洞察力的過程。
從心理學的角度來分析,包括①激勵過程,即動機作用過程;②認識過程;③控制過程;④情感過程①。顯然,基于這些觀念而展開的化學教學活動——實驗教學則是其最具典型性的范例,已遠非通常(或傳統)教學強調“內容目的”所能涵蓋。關于這方面的新鮮經驗,還需要努力積累和挖掘。
二 化學實驗教學內容的選擇
實驗內容和實驗設備同屬于實驗教學系統的實體因素。在化學教學系統中,師生雙方的認知、情感和動作技能等領域的交互作用,無不以實驗內容為基礎,并以實驗設備為載體而和諧展開,并得以深入發展。這是實施實驗教學目的,尤其是實施過程目的的基礎環節??梢哉f,以實驗內容為基礎展開的化學教學活動,是最為活躍,也是師生的情感最為亢奮的序列。
教學實踐證明,實驗內容的精選與合理組合是提高化學教學質量和水平的核心環節,而實驗內容的合理組合(構成實驗教學優化的必需條件)必須以精選實驗內容為前提。
精選實驗內容的方法論原則主要是,遵循教學的目的對化學實驗的科學內容進行改造,刪繁就簡達到簡約化。具體地講,可以歸納為以下幾條②:
(1)應有利于培養和發展學生的實驗操作技能,無助于培養操作技能的不選;
(2)應有助于促進學生對化學事實和化學原理的理解、掌握,無助于理解事實和原理的不選;
(3)應有助于學生得出明確的結果并作出科學結論,無助于此的不選;
(4)便于學生安全操作,利于養成科學方法,無助于達成這些要求的不選;
(5)在規定的時間內學生能夠完成,時間太長的不選。
選擇演示實驗時,根據化學教學的目的及教師演示操作的特點,宜遵循以下原則:
(1)必須及時和適當;
(2)應有充分準備并預演過;
(3)必須簡明和采用大型儀器;
(4)必須簡捷而不雜亂;
(5)必須直接而生動;
(6)必須有鼓動性,能打動學生。
在第8屆國際化學教育會議上,有的專家列舉出良好的演示實驗必須具備諸多條件,從一定意義講,這些條件也是選擇演示實驗內容應予以參照的原則。這些條件①是:
(1)勿需太多的時間準備,且以后容易組裝;
(2)化學反應的速度適中;
(3)沒有危險;
(4)應當有理論依據;
(5)應當有趣;
(6)應當是廉價的。
三 化學實驗的內容和基本環節
化學實驗的內容可以從不同的尺度進行界定。譬如,從學科分類來劃分,可分為無機化學實驗與有機化學實驗等;還可以按內容的質和量的關系,劃分為定性實驗與定量實驗等等。從中等教育的實際來看,依據實驗在教學中的作用與教學特點,可以將 化學實驗內容劃分為以下幾類①:
(1)化學實驗基本操作;
(2)物質的性質和制備實驗;
(3)論證基本概念和原理的實驗;
(4)結合生產和生活實際的實驗;
(5)讓學生進行獨立設計的實驗。
化學實驗基本操作是各類實驗的基礎。基本操作的規范、程序和方法,應由易到難、由簡及繁地貫串于各類具體實驗的過程中,或單獨編制以演練單項基本操作為重點的實驗內容。例如,粗鹽的提純、配制一定質量百分比濃度的溶液;或結合物質的性質和制備實驗,具體運用某項基本操作,達到熟練基本操作、解決某些化學實際問題的目的。無論是哪種情況,都要堅持實施基本操作的規范化。因為這一系列的規定和標準是保證實驗安全與獲得準確實驗結果所必需的基準,不可違反。
物質的性質和制備實驗在各類實驗中占有重要地位。學生學習物質及其變化、物質的制備和應用,以及有關化學反應的規律性等知識,都直接或間接以物質的性質和制備實驗為基礎,以實現認識的由表及里、由感性到理性的深化。同時,還對學生使用儀器的技能、實驗操作技能以及繪制儀器裝置圖的技能、觀察和記錄實驗現象的技能等,提供一個練習運用、不斷強化的機會。這樣的練習運用,對于化學實驗基本操作是一種有效的正遷移,可以切合實際地排除學生錯誤操作的干擾。例如,用試管作反應器進行加熱操作,除了練習運用試劑的取用、試管夾的使用及酒精燈的使用等基本操作外,還結合具體物質的性質、反應物的類型以及反應條件等,分別采用不同的操作方法和態勢,這就有利于糾正學生習慣于用自己熟悉的某種操作定勢去應付不同的實驗要求這類偏向。
論證基本概念和原理的實驗的首要任務是為學生形成基本概念和理解化學原理提供生動可信的直觀。隨后,在這一情境中, 教師方有可能引導學生順利地進行抽象概括,實現認識上的飛躍。這類實驗的選擇要突出典型性,簡明易行,不可失之蕪雜。任何節外生枝之舉都會分散學生的注意,阻抑科學概念的形成。這類實驗有益于培養學生運用所學的基礎知識,練習著去分析、闡述實驗現象的本質,并進行理論概括,把握具有普遍意義的規律性知識。
結合生產和生活實際的實驗是直接聯系社會現實的一類實驗。這類實驗的首要任務應當是揭示有關生產和生活中典型實際的化學反應原理,而不宜去追求其中的技術細節。
讓學生進行獨立設計的實驗是一類帶有研究性的實驗,它的主要目的是提高、發展學生的認識和實驗操作能力。這類實驗應盡可能選擇那些既能讓學生靈活運用基礎知識和基本技能,又能讓他們發揮主動性和創造性的實驗主題。
不言而喻,上述各類實驗內容構成化學實驗內容的體系。從教學認識論來考察,前三類實驗是學生實驗或演示實驗的主干,是為學生學習化學科學基礎知識及形成實驗技能打基礎的;后二類實驗是前三類實驗的運用、提高,也是學生運用所學的基礎知識和基本技能,探討或解決化學實際問題的實踐活動。
總之,無論是哪類實驗,在納入課程中時或在教學過程中實施時,均應從體現教學目的、充分發揮實驗教學的功能著眼,切實抓好實驗活動的基本環節的落實。這些基本環節主要是:
(1)讓學生學會識別并掌握常用儀器和試劑的名稱、性能及用法;
(2)懂得常用實驗裝置、實驗條件與有關反應原理的關系;
(3)學會實驗的一般操作程序、操作要領和操作規范;