中學微型化學實驗論文

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1問題的提出

20世紀80年代中期美國化學家提出微型實驗（Micro－scaleExperiment或Micro－scaleLaborato－ry）概念，并在大學和中小學推廣微型實驗，美國的化學教育雜志（JournalofChemicalEducation）為此還開設了微型實驗專欄，報道微型化學實驗的研究成果，促進了微型化學實驗在世界范圍的推廣。與常規實驗相比，微型化學實驗的優點在于節省實驗藥品用量的數倍甚至數十倍，而隨著藥品用量的減少，實驗產生的廢液和廢氣也將降低80％以上［1］。作為一種新型實驗手段，微型化學實驗具有綠色環保、操作便捷等特點，并且它在開展實驗探究活動，培養學生科學探究能力方面有著獨特的作用，符合新課程倡導的綠色化學思想和科學探究理念。經過在國內20余年的研究和推廣，微型化學實驗已經有了大量成果，這些成果主要涉及微型實驗教學功能的理論和實踐分析，化學實驗的微型化設計和創新，運用微型實驗設計探究活動等方面。廣西于20世紀90年代中后期引入微型化學實驗，并在化學師范生培養和教師職后培訓等方面做了相關的探索，在中學領域，微型實驗作為化學實驗改革的舉措之一，在解決實驗條件不足，提高實驗開設率，推進實驗教學等方面發揮了重要作用。2000年在昆明召開的第五屆微型化學實驗研討會，激發了中學化學教師的研究興趣，也加速推進了微型化學實驗在廣西、云南等西部省份的實施。總體上看，微型化學實驗在我國已取得了可喜的發展，但是在中學的推廣應用依然不夠理想，仍然存在著“研制者熱，使用者冷”的局面［2］。影響微型化學實驗在中學教學中應用的原因是多方面的，其中教師對它的認識、理解和實踐行為是重要因素之一。為了發現微型化學實驗在教學實踐中的困難和問題，以更好地應對、解決這些問題，我們從中學教師的角度開展調查研究。

2調查對象及方法

本次調查對象來自廣西全區14個地市的化學教師，包括各地區參加骨干教師培訓的初、高中教師，以及部分在職研修班的學員，調查對象的基本情況如表1所示。調查采用無記名問卷調查的方式，結合對部分教師的訪談，調查問卷共發放180份，回收有效問卷164份，有效率為91．1％。調查對象以中青年教師為主，年齡集中在30～45歲之間，該年齡段的教師也是化學教師隊伍的生力軍。從學歷層次來看，大多數是大學本科學歷，研究生（含研究生班和碩士）畢業的占9．2％。從教師的職稱上看，中級和高級職稱分別占64％和31．1％。此外，初、高中化學教師各占43．9％和56．1％。

3調查的內容

問卷的內容包括5個方面：（1）對微型化學實驗的認識和理解；（2）微型化學實驗在教學實踐中的應用；（3）微型化學實驗對學生能力發展的作用；（4）教學實踐中微型化學實驗的困境；（5）對微型化學實驗發展的期望。另外，結合教師回答問題的情況設計并實施了非結構性訪談，以便全面深入地了解教師對微型化學實驗的認識觀念、應用現狀和前景期待。

4調查結果分析

4．1對微型化學實驗的認識和理解

從表2可以看出，化學教師對微型化學實驗均有不同程度的了解，其中大多數教師對微型實驗了解較多，說明微型實驗通過多年宣傳推廣，已經被廣大中學化學教師所熟悉。教師接觸和學習微型實驗的渠道比較廣，其中最主要途徑是參加相關培訓和閱讀期刊雜志，這說明在很多教師培訓中，微型化學實驗已成為培訓內容的一部分，許多教師從期刊雜志上學習，與同行的相互交流中了解微型實驗，特別是近年來化學教育教學領域的重要學術期刊，如《化學教育》、《化學教學》等在新課程實施以來每年都刊發了一定數量的關于微型化學實驗的研究論文［3］，在宣傳報道微型化學實驗研究和教學實踐成果推廣方面發揮了重要的引領作用。

4．2微型化學實驗在教學實踐中的應用

微型化學實驗在當前教學實踐中的應用情況統計如表4、表5所示。調查中發現，在化學教學中經常或有時運用到微型實驗的學校和教師個人約占40％，還有近60％的學?；騻€人在教學中較少運用，這說明微型實驗在化學教學中的使用率總體偏少。筆者通過訪談進一步了解到，有些學校和教師個人還處在實驗教學的嘗試和探索中，考慮到其他外界因素影響，目前很少在日常教學中使用。然而，不少教師在教學研討和教學比賽中使用微型化學實驗，這說明在教學研討課上，微型實驗作為一種新的實驗技術和手段受到普遍歡迎，并值得同行們交流和學習。我們通過分析當前的優質課、比賽課等一些高水平的教學活動，可以看到微型化學實驗經常會成為實驗活動設計的亮點得到專家和老師們的好評，說明微型實驗作為一種創新型的實驗手段已被大家認可，這也是對推廣微型化學實驗的一種積極引導。值得我們深思的是，既然微型化學實驗已經得到化學教師的認同，為何日常教學中卻并不多見？通過訪談發現，除了一些客觀原因外，教師的教學觀念和思維惰性仍然是主要制約因素，要讓教師由觀念上的理解認同轉化為行為上自覺實施仍有很長路要走。微型實驗不同于常規實驗的特點實際已蘊含了創新元素，在教學實踐中教師可以進行不同層次、不同角度的創造性運用。在調查中發現，能自行設計制作微型實驗裝置的教師非常少，只有3．7％，能對課本中常規實驗進行微型化改進的也只有9．8％，大多數教師還處于對已有實驗儀器裝置上改進操作和借鑒他人經驗進行實驗的水平，這說明中學化學教師在微型化學實驗的創新運用能力上還有待提高。

4．3微型化學實驗對學生能力發展的作用

在調查中可看出，認為微型實驗能提高學生的動手能力、實驗探究能力、實驗創新能力的教師占了90％左右。這也說明了微型實驗由于器材微型化、生活化，便于操作和攜帶，藥品耗費少，適合學生實驗等特點，在提高學生實驗能力方面具有一定優勢，尤其是微型實驗器材來源廣泛、裝置靈活多變的特點對培養學生的實驗創新精神和創新實驗設計能力上可以發揮重要作用。

4．4教學實踐中微型化學實驗的困境

微型實驗在國內推廣實施已20多年，但一直進展緩慢，從總體上說明了微型實驗在教學實踐中遇到了一些困難，這從調查中也得到了印證。這些困難主要為：實驗器材、參考資料、實驗技術的缺乏；相關培訓不夠；教學時間有限；考試評價不夠重視等，特別是多數教師反映了教學時間有限和考試評價不重視是當前推廣微型實驗最主要的困難。這說明目前中學化學教學任務太重而將教師的教學時間限制在教材中已有的實驗上。另一方面現行的化學考試評價對微型化學實驗不夠關注也在很大程度上影響了教師的積極性，從而影響了微型實驗的推廣應用。

4．5微型化學實驗應用前景及個人期望

盡管當前存在一些困難，但大多數化學教師對微型實驗的前景依然看好，并充滿著個人期待。調查中有38．4％的教師對微型實驗的前景非?？春茫?8．2％的教師比較看好它的前景，眾多化學教師已意識到微型實驗必將成為化學實驗發展方向之一，對微型實驗的發展持樂觀態度。在調查教師個人期望時有37．2％的人表示會多學習微型實驗技術，并在教學中盡可能多運用，45．7％的人表示會關注微型實驗的發展，較多地應用于教學。這說明大多數教師愿意參與微型實驗的推廣和應用，以此推動微型實驗的發展。

4．6教師的建議

調查中我們設置了“教師對微型實驗推廣應用的個人建議”開放性問題，許多教師提出了自己的建議，主要概括為：課程中增加微型化學實驗內容；增加微型化學實驗軟硬件設施的配備；增加實驗教學的時間；加強對教師應用微型實驗教學的指導和培訓；改變現行的紙筆測驗考查實驗能力的方式等。

5結論

通過調查與分析可知，微型化學實驗通過在國內20余年的發展，中學教師通過不同渠道熟悉或了解了微型化學實驗，其功能與作用已被大多數化學教師認同；在實踐層面，教師在日常教學中運用微型化學實驗偏少，多數人只是在教學比賽和教研活動中運用，教師應用微型化學實驗還未上升為自覺性行為；教師在教學中對微型化學實驗的創新運用意識和能力還有待提高；微型化學實驗在教學推廣實施中的困難較多，主要在于教師得到的指導和培訓不足，教學時間限制和考試評價導向等因素影響；盡管當前存在著一些困難，但是中學教師對微型化學實驗的前景普遍看好，大多數教師表示將會更多地關注并學習微型實驗并將其應用于教學中。6討論及建議近20年來，我國微型化學實驗雖然獲得了較大的發展，但是在教學實踐中的推廣運用比較緩慢，遇到的困難和問題不容忽視，為推動它在中學化學教學領域的發展，筆者在調查研究的基礎上提出以下建議。

（1）開展中學微型化學實驗教學實踐研究

微型化學實驗在學生的科學探究活動中具有獨特的優勢，但在教學實施的操作層面還存在一些問題，如怎樣將微型實驗用于演示實驗、學生探究實驗中，如何設計適合課程內容的微型實驗等，這些問題需要開展相關的教學研究去解決。各級教研部門都應鼓勵化學教師作為主要參與者進行研究，這些研究可以包括實驗設計創新，如實驗過程的改進、實驗裝置的微型化、生活化創新等；也包括教學應用研究，如運用微型化學實驗開展實驗的認知性研究［4］，以及對培養學生探究能力、創新思維的功能與作用研究。

（2）加強對中學教師的培訓和指導

目前中學教師缺乏微型化學實驗的相關技術及應用經驗，特別新技術賦予微型化學實驗新的內涵。如現代傳感技術、顯微技術與傳統微型實驗的結合，已經與傳統微型實驗理念中的“簡、易”有所不同［5］。因而，組織相關的培訓和指導十分必要?，F在國內一些高校如杭州師大、南京師大、廣西師大等師范院校多年來在微型化學實驗領域進行了一系列研究，并取得了不少的成果，師范院?？衫米陨淼难芯績瀯菖c教師職前教育和職后培訓結合起來，將微型化學實驗成果融入教師職前教育和職后培訓中，提高中學教師對微型化學實驗的研究和教學應用能力。

（3）開發與利用微型化學實驗資源

實驗教學資源是實施微型化學實驗的重要載體，開發適當的教學資源可以解決中學教師困惑于對實驗內容選擇的難題。新課程3個版本的化學教材都已開設了實驗探究活動欄目，增加了開放性的實驗內容，化學教師可以圍繞“提高學生科學探究能力”這一主旨，在教學中開發一些具有地域特色的實驗課程資源，設計實驗探究的主題、內容、活動方式，這些微型實驗資源的開發將促進中學微型化學實驗的實施。

（4）發揮教學評價的引導和促進功能

新課程強調建立促進學生全面發展、教師不斷提高的評價體系，但現行的評價方式仍然以考試評價為主，對微型化學實驗的開展實施有一定的制約。當前的中考、高考指揮著化學教學，由于考試中很少涉及微型化學實驗內容，使得很多教師即便對微型化學實驗感興趣，在實踐中也動力不足。值得欣喜的是，已經有部分省市或地區的中、高考題中加入了微型化學實驗內容的題，如2008年上海高考12題，2009年重慶市和廣東肇慶市等地的中考也都涉及到了微型化學實驗題型，隨著考試評價的關注，微型化學實驗的教學應用將得有力的促進。因此，建議在各類化學考試中增加一些微型實驗內容，特別是增加考查學生自主設計實驗、實驗探究的試題，讓學生可運用微型實驗方法去解決這些問題，這樣有利于化學實驗向靈活化、微型化轉變。此外，對教師教學能力的考評也應增加實驗教學創新的內容，以激勵教師從事微型實驗的研究和教學實踐。以綠色環保、操作簡單、實驗創新為主旨的微型化學實驗已經成為化學實驗的重要組成部分，符合當前時展的需要。這一新的實驗手段和方法在中學教學中已經顯示了其生命力，但還需要我們投入更多精力和智慧，相信在廣大研究者、中學師生的共同努力下，一定能突破發展的瓶頸。

作者：唐勁軍1，2黃瓅2王凡3工作單位：1．北京師范大學化學學院2．廣西師范大學3．廣西柳州市第一中學