（课程与教学论专业论文）中学生化学实验力的培养基于多维学习类型及其互动的研究.pdf

硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s t h e d e v e l o p m e n to fc h e m i c a l e x p e r i m e n t a b i l i t yo nh i g hs c h o o ls t u d e n t s b a s e a0 nt h er e s e a r c h0 im u l t l n l m e n s l o n a l 1 h lll 一 1 l l e a s at h e s i s s u b m i t t e di n p a r t i a lf u l f i l l m e n to ft h er e q u i r e m e n t f o rt h em a d e g r e ei ne d u c a t i o n b y x u m e n g p o s t g r a d u a t ep r o g r a m d e p a r t m e n to fe d u c a t i o n 7 c e n t r a lc h i n an o r m a lu n i v e r s i t y s u p e r v i s o r ：c h e ny o u q i n g a c a d e m i ct i t l e ：p r o f e s s o r s i g n a t u r e a p p r o v e d m a y 2 0 1 1 石页士学位论丈 m a s t e r st h e s i s 华中师范大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作 所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。 作者签名：橡爹 日期： 1 1 年岁月8 日 学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解华中师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：研 究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华中师范大学。学校有权保留并 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型；如何运用恰当的策略培养学生的化学实验能力。 第五个部分是实践探索的最后一个环节，即在实践后对学生的化学实验能力的 评价，包括评价对象、方法和结果的选用，值得注意的是，本文的评价方法具有针 对性，包括纸笔测验、活动评价和档案袋评价。 希冀通过本研究提高中学生化学实验能力，为化学教师实验教学提供积极的、 有效的指导作用。 关键词：化学实验能力；培养；多维学习类型；中学生 e x i s t i n gc o g n i t i v es t r u c t u r e s b a s e do nt h et y p e so fm u l t i d i m e n s i o n a ll e a r n i n ga n di n t e r a c t i v ep r o j e c t , t h i sp a p e r e x p l o r et h et h e o r ya n dp r a c t i c eo ft r a i n i n gc h e m i c a le x p e r i m e n ta b i l i t ya n di s d i v i d e d i n t o 俞e p a r t s ： t h ef i r s tp a r ti si n t r o d u c t i o n , w h i c hd e s c r i b e st h eb a c k g r o u n do ft h i sr e s e a r c h , d i s c u s s e st h ep u r p o s ea n ds i g n i f i c a n c eo fr e s e a r c h , a n dt h ep r o p o s e si d e a sa n dm e t h o d s o ft h er e s e a r c h ， t h es e c o n dp a r ts u m m a r i z e st h ec o n t e n t ，c o m p o n e n t sa n df o r m a t i o nm e c h a n i s mo f c h e m i c a le x p e r i m e n tb ym a k i n gt h er e l e v a n tt h e o r e t i c a lr e s e a r c ho nt h ec h e m i c a l e x p e r i m e n ta b i l i t ya n dc o n s u l t i n gal a r g en u m b e ro fd o c u m e n t s a n dr e d e f i n e dt h e s e t h e o r i e sb yc o m b i n i n gw i t ht h i sp a p e r sp u r p o s ea n ds t a r t i n gp o i n t s t h et h i r dp a r ti saq u e s t i o n n a i r es u r v e ya n di n t e r v i e wa b o u tt h eq u e s t i o no ft h eh i g h s c h o o ls t u d e n t s c h e m i c a le x p e r i m e n ta b i l i t y ，a n a l y s i sa n dc o n c l u d et h a tt h ep r o b l e mo f t h et r a i n i n go fc h e m i c a le x p e r i m e n t ，i n c l u d i n gl l s i i 唱as i n g l et y p eo fl e a r n i n gs t y l e ， i n a p p r o p r i a t ec h o i c eo fl e a r n i n gs t y l ea n d n o te n o u g hl e a r n i n gs t r a t e g i e s t h ef o u r t hp a r ti st h ec o r ea n dk e yo ft h i sp a p e r , a n dt h a t i s a p p l y i n g m u l t i d i m e n s i o n a ll e a r n i n gt h e o r yt oe x p l o r ec h e m i c a le x p e r i m e n ta b i l i t y a n d t h e e x p l o r a t i o na i m sa tt h em a j o rp r o b l e m si nt h et h i r dp a r t , s u m su pi nt h ea c t u a lt e a c h i n g h o wt ot r a i ns t u d e n t s c h e m i c a le x p e r i m e n ta b i l i t y 谢t bt h e 嘁o fv a r i e t yo fl e a r n i n g s t y l e s ；h o wt oc h o o s et h ea p p r o p r i a t el e a r n i n gs t y l ea st h ed i f f e r e n te x p e r i m e n ta b i l i t y ； h o wt ou s et h ea p p r o p r i a t es t r a t e g i e st od e v e l o ps t u d e n t s a b i l i t yo fc h e m i c a le x p e r i m e n t 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s t h ef i f t hp a r ti st h el a s tl i n ko f e x p l o r a t i o n , a n dt h a ti st h ee v a l u a t i o no fs t u d e n t s c h e m i c a le x p e r i m e n ta b i l i t ya f t e rp r a c t i c e ，w h i c hi n c l u d et h eo b j e c t s ，m e t h o d sa n dr e s u l t s i ti sn o t i c e a b l et h a tt h ee v a l u a t i o nm e t h o di sa t a r g e t e de v a l u a t i o n a n dt h e yi n c l u d e p a p e rt e s t s ，a c t i v i t ye v a l u a t i o na n dp o r t f o l i oa s s e s s m e n t t h i ss t u d yh o p e st oi m p r o v et h ec h e m i c a le x p e r i m e n ta b i l i t yo f h i g hs c h o o ls t u d e n t s a n dp r o v i d ep o s i t i v ea n de f f e c t i v eg u i d a n c ef o rt h ee x p e r i m e n t a lt e a c h i n g k e y w o r d s ：c h e m i c a le x p e r i m e n ta b i l i t y ；t r a i n i n g ；m u l t i - d i m e n s i o n a ll e a r n i n gs t y l e ； l l i g hs c h o o ls t u d e n t s 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 摘要 a b s t r a c t 目录 一、导论 ( 一) 研究的背景1 ( 二) 研究的目的及意义一3 1 多维学习理论在化学实验能力培养中得到具体应用3 2 多维学习理论在化学实验能力培养的实践中得到检验与发展4 3 多维学习理论为中学生化学实验能力的培养提供有效途径5 ( 三) 研究思路与方法5 1 文献研究6 2 调查分析一6 3 参与课题研究6 4 行动研究6 5 案例分析一6 化学实验能力的理论研究7 ( 一) 化学实验能力的内涵7 ( 二) 化学实验能力的构成7 ( 三) 化学实验能力形成的机制一8 三、中学生化学实验能力培养过程的调查与分析 1 0 ( 一) 学习类型的运用单一1 0 1 单一使用符号学习1 1 2 单一使用操作学习1 1 3 缺乏交往学习1 2 4 缺乏有效反思1 2 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 5 观察形式单一l3 ( - - ) 学习类型的选择不当1 3 ( 三) 针对不同学习类型恰当运用策略不够1 4 四、运用多维学习理论培养化学实验能力的实践探索1 6 ( 一) 多种学习类型并用培养学生化学实验能力1 6 1 多维学习类型在化学实验中的体现1 6 2 化学实验学习中多维学习的互动1 9 ( 二) 选择合适学习类型培养学生从事不同化学实验的能力2 2 1 根据实验内容的不同选择学习类型2 2 2 根据实验目的的不同选择学习类型2 7 3 根据实验主体的不同选择学习类型2 8 ( 三) 运用恰当策略指导培养学生化学实验能力2 9 1 符号学习能力培养的指导策略2 9 2 观察实验能力培养的指导策略3 0 3 操作实验能力培养的指导策略3 1 4 互动交往能力培养的指导策略：3 l 5 思考反思能力培养的指导策略3 2 五、实践后对学生化学实验能力的评价3 3 ( 一) 评价对象。3 3 ( 二) 评价方法3 3 1 符号学习能力的评价3 3 2 观察实验能力与思考反思实验能力的评价3 4 3 言语表达能力、实验操作能力和互动交往能力的评价3 4 ( 三) 评价结果3 5 结语3 9 参考文献 附录 4 0 4 5 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 附录一4 5 附录二4 8 附录三5 0 附录四5 4 附录五5 5 后记 k 、 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s ( 一) 研究的背景 一、导论 化学是一门以实验为基础的科学，从新元素的发现，新化合物的合成，到化学 反应规律的研究，各种假设、理论的证实，都离不开化学实验；同时，实验也是自 然科学研究问题的最重要最基本的方法之一。通过化学实验，人们能熟悉常用的化 学仪器、试剂，掌握基本的实验操作技能，使化学知识进一步与实践相结合；同时， 又能以化学实验操作技能为载体，培养观察、设计、思维、探究知识和解决问题等 实验心智技能，从而培养严谨求实、勇于探索创新的科学精神和科学素养。 长期以来，受到多种因素的影响，化学实验教学效果不够理想，在学生化学实 验能力的培养方面存在着很多问题。 就硬件设施而言，根据有关方面的统计，我国中学中拥有实验室的不到同级学 校数量的一半，而这些拥有实验室的学校中，实验室的基础设施能够配备齐全的不 到l o 。一般而言，实验室硬件设施能够满足教学要求的存在于重点中小学中， 这些学校的实验室规格较多，但是相对于国外发达国家学校实验室设施而言，这些 设施较为落后，可操作性不强，而且由于精度不够，能够用于定量实验的很少。每 次化学实验都需要消耗一些化学试剂和玻璃仪器，这些试剂和仪器经过使用后，一 般无法再循环使用，下次实验需要添加试剂和仪器，化学实验室的建立和维护需要 建立在一定的经济基础之上，因此一些偏远和经济落后地区的学校往往很少开设或 者根本就不开设学生实验。 就软件设置而言，实验教学的目的比较含糊，可操作性较弱。尽管新教材在旧 教材基础上有一定改善，但仍然存在着不少问题，如：实验数量，内容编排不紧密； 与生活生产相脱节。实验教学模式简单机械，一般由教师把实验涉及到的内容详细 告诉学生，学生直接照做，由于没有经过大脑的思考与加工，一些学生通常应付了 事，有时连实验原理都没弄清楚就做完了实验。这种实验教学的价值只是在于，它 把化学学科的基础知识传授给学生，并通过实验验证知识的正误，使学生牢固掌握 知识并运用知识进行解题。随着科学技术的发展，多媒体技术开始在教学中得到广 泛应用，化学实验也以一种新的形式展现在学生面前，即看实验视频或录像，这种 实验方式和以往老师在黑板是画实验，书本上看实验并没有实质的区别，只不过披 。陕西师范大学中学化学参考编辑部中学化学教学参考【l 川，2 0 0 2 ，( i - - 2 ) ：6 9 1 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 上了一层高科技的外衣，看似是与时代接轨，实则是一种倒退。学生实验的操作技 能、观察能力、科学素养都不是通过看实验能学会的，正如我们学习如何骑自行车， 学习如何游泳，通过观看骑自行车和游泳的视频是永远也不可能学会的。化学实验 也如此，一定要有一定实验活动的保证，学生才能够在实验中收获探索中成功与失 败的经验，感受到科学的涵义，运用科学的方法，形成科学的情感、态度和价值观。 综上所述，硬件设施属于客观因素，对外界的依赖性较大，学校或教师较难做 出较大改变，然而属于教学范畴内的化学实验教学则可以在各方面努力下达到最优 化。培养学生的化学实验能力是化学实验教学的最主要任务之一，上述所说的软件 问题，归根结底就是化学实验能力培养中学习类型的选择及其应用问题。“教师画 实验、讲实验，学生背实验 ，这实际上是教师企图用单一的符号学习培养化学实 验能力这一综合性的实践能力，而单一的符号学习是不可能培养学生实验操作，观 察等能力。同样的道理，教师将实验原理、操作步骤等在黑板上详细列出，学生按 图索骥做实验的方式，只进行了实验操作学习，忽视了符号学习、反思学习、交往 学习等学习类型的使用。虽然有些教师在实验教学中注重了符号学习、操作学习和 观察学习的综合运用，但仍然存在着不同程度的交往学习及反思学习的缺失，而且 各种学习类型的功能也未能充分发挥。 目前，国内关于化学实验能力的研究增多，但仍存在一些问题。研究的内容涉 及化学实验心理、实验问题解决心理机制、实验技能形成与训练、实验能力结构、 实验能力内涵、培养策略等；研究的方法涉及文献法、问卷调查法、案例法等。但 科学水平总的来说还是不够高，研究方法、观念、角度等方面还存在着不少问题回， 尤其是对化学实验能力这一综合能力中包含的各子能力培养问题的平衡、全面、系 统未能得到很好的解决。通过查阅大量文献资料，笔者发现在化学实验能力培养这 一课题中，至今还没有基于多维学习类型的研究。笔者在参与导师陈佑清教授的课 题中，对多维学习类型有了更深入的理解，结合一直较为关注的化学实验能力培养 的问题，发现多维学习类型及其互动是解决化学实验能力培养问题的一个新视角， 这对多维学习理论既是一个实践应用检验，也是解决化学实验能力培养问题的途径 之一。正是基于这样一个理论假设，笔者开始了运用多维学习类型培养中学生化学 实验能力的实践探索。 本研究所应用的“多维学习 ，是由陈佑清教授提出的。多维学习观圆的确立基 于在我国，人们常认为学习就是学书本知识，关注较多也是学生的“认知发展 ， o 高剑南，王祖浩化学教育展单 m 上海：华东师范大学出版社，2 0 0 2 ：4 。多维学习及其互动研究是导师陈佑清教授所承担的全国教育科学“十一五”规划教育部重点课题。学习方式 的类型、功能及其选择的理论和实践研究”课题的一部分 2 硕士擘位论文 m a s t e r st h e s i s 而按新时期教育发展的价值追求，学生的发展还包括身体素质、人际交往、自主学 习、团队合作、创新精神、实践能力等内容的全面发展。学习活动虽然是将人类活 动的内容典型化，人的生活过程简约化，但是类型或范围是绝对不能缩小的。据 此将学习活动划分为符号学习、观察学习、操作学习、交往学习、反思学习等五种 学习类型。这几种学习类型对于人的身心发展有各自独特的功能与价值，具有不可 替代性，然而它们也存在着各自的局限性，因此在实际的教学中，应该多种学习类 型并用，实现其功能上的互补，促进学生身心素质的全面发展。 ( 二) 研究的目的及意义 1 多维学习理论在化学实验能力培养中得到具体应用 多维学习理论的提出是基于人们生活所面临对象与领域的不同而对人类学习活 动的重新划分，这种划分不仅能用于学校教育，而且对于现在社会要求人的终身学 习也有重要的指导作用。多维学习理论从提出到发展到成熟运用需要经历一个反复 的过程与螺旋上升的阶段，现阶段多维学习理论通过在五所小学近五年的研究，已 经总结出了基本的理论框架与实用案例。然而这种通过小学实验研究与案例研究总 结出来的理论能不能指导其它教育阶段的学习? 能不能适用于多种学科? 在其它 学科的应用中有什么样新的特点呢? 这是我们需要不断探索与研究的课题。多维学 习理论将人类的学习划分为五个基本类型，这五种不同的学习类型如同人类的多元 智能一样，在每种不同的学习对象中呈现出不同的组合方式，而且每种组合方式在 该种学习中所占的比例也不同。为了更好的研究多维学习理论，体现其互动性、复 杂性与专业性，本研究选取了化学实验能力的培养作为多维学习理论应用的研究载 体，因为化学实验能力作为化学学科的基本能力，具有复杂性与多元性，这种能力 对人的综合能力的要求较高，同时涵盖了五种学习类型。 多维学习理论一方面能够应用于中学生化学实验能力的培养，另一方面也为化 学实验教学的研究提供了理论指导。一直以来，国内外对化学实验教学的研究主要 集中在两个方面：一是对具体化学实验方案的改进。笔者翻阅了1 9 9 8 年至2 0 0 8 年 十年间中国的化学教学类权威期刊化学教育中实验类的文章，这些文章大多是 中学教师及相关研究人员写的改进实验方案，这类研究也较好的将绿色化学的理念 融进了实验中，多采用微型实验，并且实验药品尽量选用廉价、可循环、污染小的。 这对化学实验内容与化学实验理念的改进起到了很大的促进作用。二是对化学实验 。陈佑清学习方式的多样化及其选择 j 江西教育科研，2 0 0 3 ，( 7 ) 3 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 教学方法的改进与探索研究。这类研究主要是针对教学而言，大多结合了现在新课 程改革的热点自主、合作、探究等方式的应用，其研究的具体问题有：改革 实验教学模式培养创新型人才、实验课的讨论式教学模式初探、科学探究式教 学与授受式教学的比较研究等。还有结合现在流行的一些教学理论，如建构主义 与后现代主义理论对化学实验教学的研究。这类研究总体上说与时代结合紧密，体 现了新课程改革的理念，为新课程的发展与实施做出了积极的贡献。然而在阅读文 献的过程中，笔者发现，很多研究都基于理论上的思辨，仔细琢磨并无很大的实践 意义，在期刊网上点击搜索，相类似的文献非常多，且有泛滥的趋向，中学教师若 想找一些能在实际教学中有帮助的文献时会感到无从下手，不知从何选择。这两类 研究虽然对化学实验教学具有不同程度的指导意义，然而这些研究均包含了对于化 学实验教学中的三个要素教师、学生、实验内容中学生这一要素的缺失。多维 学习理论正是基于对学生学习活动的探索而提出，弥补了化学实验教学相关理论的 不足，为化学实验教学研究提供了重要的理论依据。 2 多维学习理论在化学实验能力培养的实践中得到检验与发展 多维学习理论能否应用于其它的学科和其它教育阶段，关键在于它能不能对其 它学科的发展作出贡献，能不能促进其它教育阶段对学生培养要求的实现。本研究 选取了中学阶段对学生化学实验能力的培养作为研究的对象，首要问题是化学实验 能力的内涵到底是什么，学生化学实验能力形成的心理机制是什么。随着社会的发 展和教育水平的提高，化学实验能力的内涵与构成要素在不断的变化、发展和充实。 长期以来，化学实验能力被认为是化学实验操作技能，或者是解答化学实验习题的 能力。通过对中学生化学实验过程中心理机制的分析，笔者认为：中学生的化学实 验能力包括提出实验问题的能力、建立实验假设的能力、设计实验方案的能力、实 验操作技能、推导实验结论的能力、应用实验结果的能力、反思能力等。这其中包 含了学生的语言表达能力、观察能力、操作能力、分析推理能力、自我反省能力和 人际交往能力等多种能力。这些能力在化学实验的过程中并不是单独出现的，而往 往是综合体现或是贯穿实验始终，在培养学生化学实验能力这一综合性能力的过程 中，如果发生了某些能力培养的缺失，都会影响到学生化学实验能力的形成。综上 所述，化学实验能力反映了化学教学中对学生能力的最高要求，多维学习理论在化 学实验能力培养实践中的检验最能体现了这一理论的实用价值，也能够得到扩充与 发展。 4 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 3 多维学习理论为中学生化学实验能力的培养提供有效途径 化学实验能力是一种具有多种因素和多层次性的复杂结构，这种多因素与多层 次性也导致了能力形成的复杂性。学生的化学知识水平高并不意味着实验能力好； 化学操作水平高，操作准确有条理也不意味着化学实验能力高。化学实验能力的高 低需要一种综合性的评价，且需要在具体的化学实验中去反映与评价。多维学习类 型的划分与化学实验能力构成要素之间既存在着一一对应的关系，也存在着综合对 应的关系。符号学习对应着化学实验能力中对实验问题的表征，对实验原理的把握； 操作学习对应着化学实验能力中的操作技能，这是化学实验水平高低的重要标志； 交往学习对应着化学实验能力中小组实验、分工实验、探究实验中学生合作与互动 能力的高低；观察学习对应化学实验中观察的细致与否，对物质反应与现象的专业 敏感性；反思学习则贯穿于化学实验的全过程，既包含了实验过程中随时随地的自 我反思与调整，也包括了实验后对实验现象、过程、原理的反思，这种反思性的学 习能够很好的提升学生自我学习能力。这五种不同的学习类型交错贯穿在实验中， 指导着学生的每一个实验行为，即学生的每种实验行为的背后都存在着一种或几种 学习类型。因此多维学习反过来成为中学生化学实验能力形成的有效途径，关键在 于在具体实验中怎样选择并用好这几种学习类型，这正是本研究的重点与难点之所 在。 ( 三) 研究思路与方法 笔者所参与的陈佑清教授承担的全国教育科学“十一五 规划教育部重点课题 “学习方式的类型、功能及其选择的理论和实践研究 课题，前期、中期分别在五 个小学进行，每所小学独立研究一种学习类型；后期主要是多维学习之间互动的研 究。笔者在入学之时正好参与了中、后期的课题研究，这为本研究问题的提出与假 设提供了条件。 对于本研究，笔者提出了这样的思路：理论假设一小学实践一形成相关理论一 建立理论与中学化学实验能力培养的联系一设计实践方案一中学化学实践一进一 步拓展理论首先是陈佑清教授提出的多维学习类型研究的理论假设，其次 笔者作为课题组成员与五所小学进行合作研究，验证、丰富、完善、形成理论，再 次将课题组研究的理论应用到中学化学实验教学中去，中学化学实验教学的核心是 对学生实验能力的培养，多维学习理论如何在学生化学实验能力形成中发挥作用， 这样既是对理论的检验，也是对它的进一步扩展，并且能够对中学化学实验教学发 挥指导作用。这也是本研究的意义之所在。在具体的研究过程中，根据研究内容需 5 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 求的不同，采用的方法主要有：文献研究法、行动研究法、调查分析法( 包括问卷 调查和访谈) 、案例分析法。 1 文献研究 文献研究时间大部分聚集在研究前期，主要是分三个方面进行文献搜集。第一个 方面即化学实验能力的定义，内涵，形成机制，评价等，并对已有的化学实验能力 培养方面文献的分析；第二个方面是多维学习理论研究第一手资料的整理、分析， 包括前期分类研究的成果与后期互动研究的资料；第三个方面是将这两方面的资料 进行整合，找出二者之间的共同与联系，并建立初步的假设。根据已有文献资料设 置问卷调查题目、访谈问题和评价指标体系。 2 调查分析 基于文献研究拟定的问卷与访谈调查问题进入实地进行调查，主要集中在两个 学校，一个是武汉市新洲一中，一个是华中师范大学第一附属中学。通过对问卷及 访谈调查结果的统计，对现状进行分析，对将来进行预测，并提出初步的解决问题 的方案。 3 参与课题研究 笔者参与了导师陈佑清“学习方式的类型、功能及其选择的理论和实践研究 课题的中后期研究，主要扎根红岭小学协助学校进行观察学习的研究，同时与其它 学校的其它学习类型研究进行密切联系与互动，大量搜集多维学习类型互动资料， 构建多维学习观的理论框架。 4 行动研究 选取武汉市新洲一中作为实验学校，建立初步的运用多维学习培养学生化学实 验能力的行动方案，并对化学实验有兴趣的同学中随机选择十位学生，分成两个小 组，对这些两个小组进行8 次实验课的教学与探究活动。实验完成后对这些学生进 行综合评价，并分析实验结果。 5 案例分析 收集实践中的典型案例，并对案例进行详细分析，总结出多维学习在培养中学 生化学实验能力应用中的问题及相关结论。结论的得出来源于对案例及研究的反复 思考与改进。 6 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 化学实验能力的理论研究 ( 一) 化学实验能力的内涵 不同时期，人们对化学实验能力有不同的界定。以时间为线索，学术界对化学 实验能力的界定有三种。第一种是2 0 世纪末中学化学教学界的主流思想，这种思 想是一种狭隘的理解，即人们认为化学实验能力只是实验操作技能，将能力与技能 等同起来是失之偏颇的。这种思想导致教师在教学中将较为复杂的化学实验能力的 培养简化成实验操作技能的训练，片面发展学生的操作能力而忽视实验能力中的其 它要素o 。第二种观点，是将实验作为一种手段，而非一种重要的学习活动，实验 的作用仅仅在于训练学生的观察和思维等能力。化学实验的确能够培养观察和思维 能力，但是化学实验能力更重要的属性是学生内化的心理品质。化学实验教学中应 当更关注于学生心理品质的培养、实验探究和创新能力的提高。第三种是最近几年 流行起来的，相比前两种观点，这种观点的内涵更加全面和深入，抛弃了过去将化 学实验能力简单的理解为化学实验解题能力和化学实验操作技能，而更突出在实验 的过程中发现问题、解决问题，自己得出结论的能力，更加突出实验的活动功能而 非手段功能，学生在化学实验中获取的不仅是知识还有相关经验 。 通过分析上述几种观点，我们发现，化学实验能力的内涵在不断完善与扩充， 从片面性转向全面性、从对象性转向主体性、从目的性转向过程性。目前，得到学 术界普遍认可的对化学实验能力内涵的界定是：化学实验能力是利用化学基础知识 和化学实验手段解决化学问题的能力。 ( 二) 化学实验能力的构成 化学实验能力的形成是一个从外化到内化的过程，也是一个从模仿到创新的过 程。首先，必须建立化学实验知识结构，掌握必要的符号知识，即化学基本概念、 反应原理、有关实验操作程序性知识；第二，建立良好、敏感的观察习惯，化学实 验问题的发现大多数来源于对反应现象的仔细观察；第三，实验操作是化学实验能 力的灵魂，掌握再多的关于操作的程序性知识不一定能够操作好实验；第四，根据 我国的国情，大多数中学不具备个人单独实验的条件，分小组进行实验是中学化学 。郭金花高中生化学实验能力的现状和活动表现评价研究【d 1 扬州大学，2 0 0 6 ：1 5 雪吴俊明，王祖浩化学学习论【l 川南宁：广西教育出版社，1 9 9 6 ：2 2 5 7 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 实验的必然选择；第五，实验前、实验中、实验后都必须对整个实验进行反思，即 思维与反思贯穿在实验的始终。 根据化学实验能力形成所面临的领域与问题，我们把化学实验能力划分为：符 号知识学习能力、言语表达能力、观察实验能力、化学实验操作能力、实验互动交 往能力、思考与反思能力等六种基本的能力。 ( 三) 化学实验能力形成的机制 ，化学实验能力形成的机制主要从心理学上探讨实验能力形成的具体过程。根据 前面对化学实验能力内涵的理解，化学实验能力的形成体现在学生运用实验解决化 学问题这一过程中。王磊提出了中学化学实验问题解决的心理机制，将学生在实验 中解决化学问题的过程分解成以下五个方面： 实验问题表征h 实验问题解析h 设计实验方案h 实施实验方案h 检验诮量思与 实验问题表征是人们用实验解决化学问题的一种认识的心理图式，是人的大脑 在面对实验问题时，从问题情景中获取信息、从记忆中提取信息并对这些信息进行 编码和加工，进而改进这些信息，将信息整合成一定的结构。所以问题表征是一个 对相关信息不断提取、编码、加工和整合的过程，它渗透于问题解决的整个过程中 o 检验、反思与调整实质上是元认知策略中的自我监控，化学实验问题解决中的 自我监控，是实验者以自身的实验行为为对象，对于实验问题解决过程中的所有环 节进行检查，设计一定的计划，根据情况的不断变化对计划进行调整，还包括对自 身行为的评价与反思。因此，检验、反思与调整和问题表征一样，不能作为一个独 立的过程，而应渗透在实验问题解决的全过程中。 实验问题解析是基于理论和学习者已有的认知结构，分析出解决实验问题的方 法，确定要消除问题需要用到的化学原理和策略。问题解析是化学实验问题得以解 决的关键。 实验设计是依据对问题的表征和解析而制定的实验方案，方案包含实验药品、 实验仪器、实验组装及实验进行的步骤。实验设计的质量直接影响实验操作的质量。 。邓铸，余嘉元问题解决中对问题的外部表征和内部表征忉心理学动态，2 0 0 1 ，9 ( 3 ) ：1 9 5 8 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 实验操作是实施实验方案的过程，实验操作是实验问题解决的载体，没有操作 其它的几个步骤都是无用功。 分析化学实验能力形成的心理机制对本研究有什么意义? 化学实验能力的形成是通过化学实验学习活动来完成的，学习是一种极为复杂 的心理现象，有着复杂的机制和特点。一方面，为了能做到真正的培养学生化学实 验能力，必须要遵从心理学的规律，掌握化学实验学习的心理学特点与过程；另一 方面，在实际的教学中，教师不可能完全按心理学的步骤来引导学生学习化学实验， 因为化学实验的学习是由一个个具体的化学实验课来组成的，教师是按照化学实验 课的内容来组织教学的。解决这二者之间的矛盾的关键在于找到一种既能遵循心理 学规律，又符合课堂教学实际的方法。这个方法的找寻仍然要回归到化学实验学习 活动中来。 根据学习对象和领域来划分的符号学习、观察学习、操作学习、交往学习、反 思学习，便于教师在引导学生进行化学实验学习时选取不同的学习类型，根据不同 适用条件选择合适的时机，运用恰当的策略。这五种不同的学习类型的研究都遵循 了教育学与心理学规律，也涵盖了化学实验能力形成心理机制的各个方面。因此， 本文尝试以这五种学习类型的运用及其交互作用来理解化学实验能力的培养过程。 9 、 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i $ 三、中学生化学实验能力培养过程的调查与分析 湖北高中新课程改革从2 0 0 9 年起正式实施，截止到现在已进行了一年多。新旧 教育理念的冲突，矛盾和困惑在我省反映得尤为突出。化学实验的学习一直以来由 于应试教育的压力没有得到应有的重视，它在化学学科上的地位一直是能减则减， 一切从简。新课程改革将化学实验的重要性重新提到了一定高度，关于化学实验的 各种研究也纷纷涌现出来，但是，这些研究多侧重于教师教学的角度而忽视了学生 学习的角度。化学实验学习是中学生化学实验能力形成的载体，能力一定要在化学 实验学习活动中才能得以发展。这是化学实验教学与学习的根本之处，不能脱离实 验来教实验、学实验。因此，在这样一个特殊的时期，为了真正实现中学化学实验 教学重在培养学生的实验能力、科学精神与科学素养，本研究立足于化学实验中学 习的角度，设置了问卷，以了解我省中学生化学实验能力培养过程中学习方式与学 习类型的运用情况，目的是找出学习中出现的问题和根源，从而用合适的理论有针 对性的解决这些问题。 问卷调查与教师访谈主要选取了武汉市新洲一中，华师一附中，湖北省十堰市 第十三中学，湖北省安陆市第一高级中学这四所高中。这四所高中涵盖了省重点、 市重点与普通高中的范围，具体代表性，以保证问卷结论的真实性和完整性。共发 放问卷4 4 0 份，每所高中1 1 0 份，随机发放填写，回收有效问卷3 8 2 份，有效率8 6 8 。 由于篇幅有限，数据处理过程略去，只呈现经过数据处理后得出的结论。 ( 一) 学习类型的运用单一 根据教师问卷，学生问卷与访谈得知，教师指导学生的化学实验学习中，涉及 到的学习方式大部分是凭以往的经验来进行的，并没有很科学的方法，因此，在实 际化学实验学习中，不同的老师所教出来的学生之间的差别明显，同一个老师带出 来学生的水平也大不一样。其中一个原因也许是影响化学实验能力的因素复杂，而 且很多原因具有不可控制性。但是有一点是确定的，化学实验学习中，师生对学习 类型的选择单一，“单一 并非指所有老师都用的同一种方式，而是各有不同的单 一，下面是对各种不同情况的总结。 o 本问卷的设计是在扬州大学化学课程与教学论研究生郭金花的硕士论文高中生化学实验能力的现状和活动 表现评价研究问卷基础上作的修改( 学生问卷与教师问卷分别见附录一和附录- - ) 1 0 硕士学位论丈 m a s t e r st h e s i s 1 单一使用符号学习 学生问卷中第一、二两小题的设计，“你们化学老师的课堂演示实验的开展情况 和“你们的学生实验的开展情况”中只有1 的学生对这两题的回答均为“不做， 这说明只有小部分学校是完完全全没有实验的。7 9 的课堂演示实验是按书本的要 求全都做；2 4 的学生实验得到开展。 结合对教师和个别学生的访谈，我们得知，在新课程改革之前，有些学校是没 有实验室的，学生在中学阶段没接触到任何实验仪器，只是看过书本上的实验与老 师在黑板上画的实验，学生化学实验的学习方式仅限于文字和少量图像符号的学 习。新课程改革之后，化学教学对实验提出了更高的要求，除了经济特别不发达的 地区外，一般学校都建立了化学实验室，学校有了一定的实验条件。然而，硬件设 施的提高并没有带来学习方式的转变，主要原因是，部分教师对化学实验教学的认 识还停留在以前的水平，并未意识到学生亲手做实验对于化学实验能力培养的重要 性，仅仅根据书本上的要求安排一定的演示实验或者学生实验，在实验的过程中没 有精心组织教学，也不注重启发学生的思维。这样实验虽然是按照要求做了，但是 学生在实验中往往没有什么收获，常常是“看看热闹 ，实验教室也“乱成一锅粥”。 因此，我们得出结论，实验条件的不足并不是造成