化学实验教学有效性的“催化剂”
——《学会学习 潜能开发》课题成果的应用
黄 莹
上海市黄浦区教师进修学院 200002
摘要： 《学会学习、潜能开发》是我院的全国重点课题，现已硕果累累，笔者试利用该课题的科研成果中的学会学习和潜能开发的两项成果，结合本学科区级课题《在实验中学习化学短课程》研究成果，在试点学校进行推广、实践。本文阐述这两个课题在我区两所学校试点的实施过程、研究方法和实效。
关键字：实验教学 学会学习 潜能开发 课题推广
1研究的对象、目标与内容
1.1研究的对象
黄浦学校08级九年级6个班级学生为“基础型实验”实验班（主要利用科研成果中的学会学习的成果指导）
明珠中学08级九年级4个班级学生为“拓展型实验”实验班（主要利用科研成果中的潜能开发的成果指导）
1.2研究目标
1.以实验教学为知识载体，以学习方法为指导进行教学实践研究，培养学生“做中学”中学习化学方法，以“实验探究”为教学模式挖掘学生学习潜能，从而提高运用知识解决社会和生活问题的能力，为提高教学实效提供有价值的素材。
2.强化化学实验教学的过程性，体验性，拓展实验教学的实施手段及空间，满足学生的主动发展，使以化学实验为基础的化学课程具体化，给教师提供可操作的平台。
1.3研究内容
根据以上研究目标，本课题组确定二方面的研究内容。
2研究的理论依据
2.1符合教育心理学
教育心理理论指出，教学的首要条件在于调动教与学双方的积极性，特别要调动学生学习的积极性，当他们感到有了某种学习需要时，才会相应地产生某种学习兴趣，从而努力去接近它，探究它，主动自觉地进行一系列有关学习活动。更重要的是实验在中学教学中起到激发兴趣、启发思维、指导方法、开拓思路、培养能力，有利于养成良好习惯。
2.2符合教学的启发式原则
研究式教法在实施过程中，坚持向学生提出启发性、探索性、指导性的问题，引导学生的实践活动和认识活动沿正确的方面展开，把学习的自觉活动组织到教学过程中去，要求教师的启发引导和重点讲解跟学生动手动脑的探索研究和动口讨论形成有机整体。
2.3符合系统科学理论
运用实验研究，一方面，促进了师生的全部心理活动积极地参加到教学的全过程中去；另一方面，教师与学生能合理地运用各种教学条I件，在教与学的双边活动中主导作用与主体作用都得到了充力发挥，有目的地促进了教学过程向最优化方向发展。
2.4符合“多元智能”理论
美国哈佛大学心理学教授霍华德·加德纳认为：智力并非是以语言、数理或逻辑推理等能力为核心的，也是以能否解决实际生活中的问题和创造出社会所需要的、有效的产品的能力为核心。为此，每个人拥有不同的多元智力(言语、逻辑、视觉、运觉、音乐、交流、自知)，代表了每个人不同的潜能，这种潜能在适当的情境中才能发展出来。七种智力在每个人身上以不同方式、不同程度的组合，使得每个人的智力各具特点。我们的教育教学应多方面、多角度，以多种方式开发学生的潜能，并帮助学生发现其智能的特点和业余爱好，促进其全面发展，利用实验作为载体开展教学是一种很有效的途径。
3研究情况
3.1研究的方法
本课题主要采用行动研究的方法，同时也辅之以实验研究、个案研究、经验总结法等方法，这些方法有的是两种以上的综合使用，有的单项使用。
3.2研究步骤
第一阶段：准备阶段，2007年9月。
理论学习，资料收集，研究讨论；设计课题，成立课题组，制定课题研究计划。
第二阶段：实施阶段，2007年10月～2008年7月。
开展课堂教学，进行教学策略研究，如：教师教学展示等；以“在实验中学习化学”的学习方式，培养学生创新精神，开发学习潜能；收集相关资料，开展个案研究；进一步进行理论学习和培训，解决研究过程中出现的问题；整理资料、分析资料，得出调查研究的初步结论，并进行理论解释，对实践改进建议。
第三阶段：总结阶段，2008年9月—2008年12月。
总结整理，撰写研究报告和个案，专家论证，论文修改结题。
4教学实践与研究
实验是化学教学的最基本特征，增加“在做中学”的机会，不仅拓宽教师教学的时空，拓展教学的内容，强化教学的过程，还可以转变学生的学习方式，帮助学生学好化学知识，实现感性知识向理性思考的飞跃。使学生在获得化学研究的方法同时也体验科学探究的过程，提高了科学素养。
4.1利用设计基础型实验教学，培养学生学习能力
化学学习能力主要包括三个方面的内容，一是认知能力，即是对化学概念、规律、化学符号的辨认和理解能力。二是操作能力，包括对观察、实验、解题等能力。三是学习策略，包括认知方式、实验方法，解题方法和创造性。学习能力的形成主要与学生活动密切相关，学习活动主要包括观察活动、思维活动、实验活动等，要培养和发展学生的学习能力就必须给学生多提供参加活动机会。因此利用化学实验为这些活动提供广阔的空间，对培养和提高化学学习能力起到至关重要的作用。
黄浦学校化学教研组教师对初三化学课标中要求的基础型实验进行重新设计，利用课题成果中的“学会学习”开展教学实践。
表1：黄浦学校开展“基础型实验”研究
| 主题 | 实验内容 | “学会学习”课题成果主要操作点 | 教学时间安排 | 学生活动建议 |
| 身边的化学物质 | 1.物理、化学变化 2.空气中氧气的体积百分含量测定 3.二氧化碳的实验室制法、性质 | 1.学会观察能力 2.学会合作、操作能力 3.学会模仿、演绎能力 | 1.绪言 2.学完氧气性质之后（上学期） 3.学完氧气的实验室制法和性质之后（上学期） | 1.研究化学变化本质 2.探究选择磷作为本实验反应物的原因， 3．研究二氧化碳的反应原理，会依据反应原理选择反应装置，并能进行改进 |
| 物质的分类和物质变化的多样性 | 4.化学变化前后反应物与生成物总质量的关系 | 4.学会比较能力 | 学习质量守恒定律时进行（上学期） | 探究如何选择适当的原料进行实验，如何根据反应设计正确的装置进行操作、 |
| 溶液 | 5．用指示剂和pH试纸测定溶液的酸碱性 | 5.学会对比能力 | 会判断物质类别之后学习，体验盐溶液的酸碱性 | 测定不同溶液的pH 感受生活与化学的关系 |
| 化学实验活动 | 6.气体的检验与除杂 | 6.学会推理、分析能力 | 专题复习 | 6.学会物质检验的方法，强化知识运用于实践的能力 |
示例1：《实验室制取二氧化碳气体》教学案例分析
气体体的实验室制法是化学课程标准中要求学生掌握的基本内容。本节课以“实验室制取二氧化碳”为知识点展开学习，目的是让学生参与“设计”和“改进”制取二氧化碳装置的过程，掌握制取气体装置的思路与方法。在教师创设的情景中，学生运用已有的知识进行大胆的猜想和设计，感受在设计过程中忧虑与喜悦，鼓励学生积极创新，实现多维教学目标
【课堂引入】引导学生复习到目前为止学生已经掌握的可以得到二氧化碳气的方法，逐一筛选出适合实验室制备二氧化碳的方法，让学生在教师的带领下学会选择，学会判断，从中真正体现学生是学习的主体，实验学生的主动学习。
【知识讲解】注意讲解时的条理性，使学生明白实验室制二氧化碳的原理、装置；检验方法；让部分学生清楚选择该方法的原因和实验室制气方法选择的依据。
【拓展】家庭实验，用醋酸和鸡蛋壳或水垢制二氧化碳。
本节课的教学设计的重点是对学生学习能力的培养。学生在已学习了氧气实验室制法，已具备了气体制备的实践经验的基础上进行教学设计。在课堂教学中教师通过提出问题、引发学生思考；通过小组合作交流，设计方案、实施方案等环节完。充分体现学生主体，让学生真正地参与到教学过程中来。
4.2利用“探究式”学习方式开展拓展型实验教学，开发学生学习潜能
运用“实验探究”学习方式开发学生学习潜能，让学生积极主动地参与课堂教学的全过程，强化化学规律的形成过程。教师在课堂上只提供实验材料和需研究的问题。告诉学生要完成什么任务，而不告诉学生具体做法，由学生先假说，然后自行设计实验并动手操作得出结论。教师只在学生遇到困难时给予帮助。最后，师生共同对各组研究的结果进行评论和评价。这种教学模式能充分体现学生的主体地位和教师的主导作用与地位，更能体现“以学生为主体，以活动为主线，以创新为主旨。”的教育观念
明珠中学根据本校学生基础较好的特点，在教学过程中，以实验设计为重要载体，开展探究性学习，研究如何来开发学生的潜能，寻找提高教学质量、推进素质教育的有效途径。
表2：明珠中学开展“探究型实验”研究
| 实验内容 | “潜能开发”课题成果主要操作点 | 学生活动建议 |
| 实验探究活性炭的吸附性及影响因素 | 思维潜能：学会比较和类比 | 学会控制变量的实验方法 |
| 实验探究验证无色溶液是盐酸溶液 | 思维潜能：学会归纳和推理 | 初步学会简单物质鉴定的一般方法 |
| 探究物质的酸碱性 | 创造性潜能：实验探究能力 | 初步学会简单物质鉴别的一般方法 学会简单实验报告的设计方法 |
| 善变的石灰 | 对培养学生实验设计方法、提高学生实验创新能力的尝试 | |
| 集气瓶的多元用途探究 | 在探究实验设计交流过程中体验化学实验学习过程，并学会对实验过程进行反思评价。在集气瓶的常规用途改进与拓展用途探究中培养学生发散性思维与创新能力 |
示例2 《集气瓶的多元用途探究》教学设计意图
【背景】综合创造性潜能的开发是培养创造性思维、综合处理问题的能力。综合创造性潜能的开发就是培养学生强烈的质疑能力，丰富的想象能力、勇于探究的能力和善于解决问题的能力。该能力是在培养学生基础性和特殊性潜能的基础上进一步突出“创新性”，注重“研究性”，让学生敢于体验，勇于发现，积极思维，最终提高学生的综合处理问题能力。集气瓶的多元用途只是起了一个抛砖引玉的作用，目的在于关注学生的能力的发展，使学生在学习中能体会到一物多用的思想，拓宽了学生思维层面，在今后可以借鉴联想到其他仪器或者装置的多元用途。
【研究目的】在主题探究过程中发掘提升学生学习潜能
【设计思想】集气瓶是初中化学中常见的仪器，作为气体的收集仪器与气体性质实验的反应容器，在初中化学实验教学上有着比较重要的作用。在九年级后阶段进行实验复习时，对集气瓶的用途的复习不应只停留在常规的气体收集与气体性质实验的两种用途上，可以充分发挥学生的潜力，在教师的引导下进行探究，在探究讨论中对原有实验装置有所改进，在整个过程中注重让学生学会比较、学会类比、学会分类、学会归纳和概括、学会推理、突破定势、学会质疑，在改进中使学生的能力与思维获得提高，在探究中感受科学创新的乐趣，在活动中体验合作的愉悦。
5研究取得的效果
5.1提高了学生的素质
由于实验过程中充分体现了学生的主体作用，既传授了知识，又培养了能力，学生的学习兴趣高涨，积极参与学习过程，形成了生动活泼的学习局面，充分发挥了学习的主动性和独立性。通过课题成果的推广，学校的整体成绩也有了明显的提高07年中考明珠中学名列第一，黄浦学校摘掉了垫底的帽子，成绩大幅度上升。
5.2培养了骨干教师
经过一年的实践，两所试点学校参与课题研究的教师通过确定研究课题，制定研究方案，寻找教育理论的支撑，查阅有关文献资料过程等大大提高了理论水平，初步形成与教材配套的基础性实验和拓展性实验教学案例。同时通过深入教学实践，教师逐步改变了旧的教学观，树立起新的教育观念，课堂教学的有效性大大提高了。
5.3推动了学校的校本研修
在本课题的研究过程中，实现了以科研促教研，极大地促进了课堂质量的提高。教师在实验过程中认识到要搞好课题研究，需要进行系统的理论学习和不断的探索，直接促进了教师对教育理论、课程标准、教材和教法的研究。
5.4课题研究共识
在教学中，要充分发挥好学科实验的特色和优势，以下四条途径对培养学生的创新意识和创新能力起到很重要的作用，一是把验证实验改为探索实验，二是联系书本知识，加强设计实验训练，三是设疑解惑，营造质疑情景，四是有机地把课内实验延伸到课外实验。
主要参考文献
徐崇文、魏耀发.《中小学生“学会学习”研究》(上、中、下).上海.三联书店出版.2001，5
魏耀发、徐崇文.《初中生学会学习读本》.上海辞书出版社.2003，9
魏耀发、徐崇文.《中小学生学习潜能开发丛书》上海.三联书店出版.2006，7
李艳灵.论新课程化学实验呈现方式的设计「J」.化学教学，2007，12
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