基于化学实验思维发展的教材内容体系建构探析.doc

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1、基于化学实验思维发展的教材内容体系建构探析孙丹儿 王祖浩 化学实验作为化学课程的重要组成，它对于培养学生的思维能力具有特殊的价值，化学知识与实验中的思维能力培养得到和谐的统一，在新的教科书中成为一道亮丽的“风景”。本文依据化学实验研究及教材编制的经验，对化学实验思维的内涵进行了新的界定，并且以化学实验思维发展为目的，对基于化学实验思维的教材实验内容体系进行了建构，以此指导中学化学相关教材的编制，为促进高中化学实验教学的发展寻求更多的途径。 一、化学实验思维的内涵界定及其构成 1化学实验思维的内涵 我们认为化学实验思维是人们在经历化学实验问题的解决过程后形成的一种科学思维。具体而言指在化学实验问

2、题解决过程中，具备一定化学知识和理论的实验者对实验要素即物质的性质(反应物、中间产物及最终产物)、反应机理或反应原理、实验条件、实验装置、实验现象、实验数据、实验结果等的本质属性、内部规律以及要素与要素之间相互关系的间接的、概括的、能动的反映。这种反映集中体现为明确所研究的实验问题，收集和应用已有知识和信息，设计合理、有效的实验方案，实施实验并监控实验过程，解释实验现象，得出实验结论并对结论进行分析的思维行为。 化学实验思维是化学实验能力的核心。化学实验思维是一种统摄化学实验全过程的内在心理特征，它的外在表现为化学实验能力。化学实验思维的活动过程是化学问题解决中的内在信息加工过程，该过程的物化

3、结果便是实验各活动要素的完成。化学实验思维贯穿化学实验问题解决过程的始终，实验思维主体在对实验问题的表征和解析、实验方案的设计和实施、实验结果的检验和解释、反思及评价等活动中体现了化学实验思维的应用，实验问题的解决成效决定于实验思维能力的高低。 2化学实验思维的构成要素 朱智贤等提出思维结构的要素有六点，即思维的目的、过程、材料或结果、自我监控、品质、认知因素与非认知因素。化学实验思维作为思维在化学实验问题解决中的另一种表现形式，本文借鉴该理论将化学实验思维分为实验思维的目的、内容和材料、过程和方法、结果、品质、自我监控和行为习惯等要素。其中实验思维的内容和材料为实验思维的原料部分，实验思维的

4、过程和方法为实验思维的工具部分，借助实验思维的工具部分可以解决实验思维的内容问题。实验思维的品质、自我监控和行为习惯是由实验思维的主体所体现的，这些内容对于实验主体实验思维的形成和发展起着重要的作用。 3化学实验思维的内容模型 化学实验思维的内容来源于化学实验问题，化学实验问题是化学思维形成的主要材料，为有效促进学生的化学实验思维，需要选择和开发一些基于化学实验思维发展的实验内容。基于对化学实验内容开发的途径研究，本文建构了化学实验思维的内容模型(如图2)，由图可知，化学实验思维的内容来源可以有两个方面，一个方面是宏观来源，现实生活和教学实际均可作为宏观来源；另一个方面是微观来源，微观来源特指

5、实验本身，实验过程各要素，如药品和试剂、实验装置、反应机理或原理、实验操作以及实验结果等均可以作为实验思维内容的微观来源，这些要素成为开发实验内容的重要依据。化学实验思维内容模型有效说明了化学实验思维的内容来源，为促进化学实验思维的形成创造了前提。更重要的是化学实验思维的内容模型为基于实验思维发展的教材编制提供了理论指导，实验内容的选择、编排，实验课题的开发等均可以该模型为依据。 二、基于化学实验思维发展的教材内容体系建构 通过对化学实验思维的内涵、构成要素以及内容模型的分析，为基于化学实验思维发展的教材内容体系的建构提供了理论依据，教材内容体系包括三个内容：一是实验内容的选择；二是实验内容的

6、横向体系，内容的横向建构需寻求合理的线索；三是实验内容的纵向体系，纵向体系通过课题内容的呈现方式得以体现。本文主要通过对苏教版实验化学实验课题的内容分析为基于实验思维发展的教材内容纵向体系的形成作参考。 1实验内容的选择 基于化学实验思维发展的教材实验内容的选择，以启迪学生的思维和培养学生的多元能力为前提。据此中学化学实验内容的丰富性和多元教学功能应在教材中得到充分地体现，使学生能够通过多种类型的实验问题，获得化学实验问题解决的多种策略和方法，培养其化学实验思维的发散性和创造性。教材内容要求能够尽可能在引起学生兴趣的基础上，加强其对化学与社会、科学、技术之间的联系的认识，并对化学实验的应用价值

7、有深刻的认识。所以，出于培养学生对多种化学实验问题的表征能力，获得多种实验方法和策略的学习与训练的目的，基于实验思维发展的教材实验内容应包含以下几个方面。 (1)与现实生活有密切联系的实验内容。 参考化学实验思维内容的宏观来源，可选取自然现象、生活、生产实际中的化学问题作为实验内容。可考虑的有日常生活化学(食品、化妆品、住房等)、化工、医药、环境、能源等。这些实验内容涉及面广，与生活联系密切，可引起学生对化学实验应用价值的认识，激发其学习兴趣。 (2)现代技术在化学实验中的应用。 随着现代信息技术的发展，除了利用多媒体技术强大的模拟功能为化学抽象知识的学习、有毒有害实验的实施创造条件外，数字设

8、备及仪器的使用也逐渐普及。如基于传感器技术的手持技术实验，不但可以通过图像、刻度计、表格、视频等多种形式来动态地显示化学变化或物理现象的整个过程，且能对变化过程的数据进行直观、形象的处理。因此，在定量实验中应用传感器技术，可以使学生对现代化技术有一个直观的认识，并且对定量实验有更理性的认识。 (3)微型实验、定量实验和趣味实验。 微型实验的经济、低毒害的设计理念以及自成一体的造型各异的微型实验仪器能给予学生科学态度和价值观新的改造。利用微型实验仪器对学生熟知的常规化学实验进行改进，能使学生的实验思维在创新性方面得到新的发展。仪器微型化和试剂微量化的特点适合我国中学化学实验条件，便于在实验条件相

9、对落后的学校进行开展。 中学化学实验中定量实验的内容除了酸碱中和滴定外，还可以将一些常数、物质浓度、固体纯度等的测定方法作为定量实验的教学内容。选取的素材联系生活实际，将定量实验在培养学生操作技能、数据处理能力以及科学态度方面的教学价值充分体现出来，使学生的实验思维变得更为严谨和缜密。 在趣味实验中对趣味现象的观察、产生趣味现象的原理探究以及新的趣味实验的设计等都可以将学生的思维主动性充分调动起来，使其乐于思考，乐于探究，增进对学科知识学习的兴趣。这些都是触发学生发挥能动作用的前提。 (4)绿色化实验。 实验绿色化理念要求化学实验对人体和环境造成的危害为零。因此，实验药品的用量、实验装置的选择

10、、有毒物质的处理等均渗透绿色化学理念。可依据学生的认知水平，制定不同的绿色化实验标准，实验药品的使用和选择、实验路线的制定以及实验结果的评价可以作为绿色化实验设计的全部或部分内容，在绿色实验方案的制定中对学生实验思维的发散性和敏捷性方面提出了更高的要求。 (5)探究性实验。 通过选取典型的探究性实验案例，使学生体会探究性实验的过程，从而对探究性实验的解决原则、方法以及一般程序有较深的认识。使探究性实验发挥启迪学生思维，培养学生分析能力、合作交流能力的作用。尤其是通过体验探究性实验的过程，提高学生实验思维的整体性，使实验思维的品质进一步得到提升。 (6)强化方法和策略运用的实验。 实验方法是化学

11、实验思维的构成要素之一，是形成化学实验思维的前提。在化学学习中，将化学实验方法的学习渗透于实验内容中，使学生对实验研究方法的应用对象和特点等有较全面的认识。如绿色实验的设计方法、微型实验的设计方法、实验原理的探析方法，实验装置的设计和改进方法等常用的化学实验思维策略。 基于化学实验思维发展要求的教材实验中绿色实验和微型实验应强调相应实验装置的设计方法和策略；趣味实验的问题解决应强调实验原理的探究方法；探究实验应强调实验探究的过程和方法，以训练学生的观察能力、分析能力为侧重点；定量实验应注重展示多种类型的定量实验及其设计方法，培养学生科学态度；手持技术实验则应侧重通过传统手段与技术手段之间的对比

12、来体现该技术的应用价值。 以上实验内容的选择和确定，应与教材的教学目的相匹配。如教学目的是加强学生对化学与生活的联系和认识，则可以倾向性地多引入绿色实验、趣味实验等；若教学目的是加深学生对化学知识和原理的认识，则可倾向性地多引入探究性实验、定量实验等。 2实验内容的横向体系 实验内容的横向体系的形成需以内容线索为依据，内容线索的寻求可以有多种途径。从实验思维的内容来源出发，可分别从生活实际、教学实践以及实验各组成要素等角度进行考虑。本文认为基于化学实验思维发展的教材实验内容的组织方式可以有以下几种 (1)以自然界物质研究的逻辑顺序为线索。 根据此线索设置主题，如获得物质的方法(分离、提纯、合成

13、)物质性质的研究物质性质的研究应用(检验、鉴别)物质反应规律的研究物质的制备与合成。这种建构方式以实验思维的方法应用为基点，结合生活、生产实际选取实验内容，特点是实验思维的内容较丰富，有助于培养学生实验思维的全面性，提高其综合实验能力。 (2)以化学实验在生活生产中的应用为线索。 根据此线索设置主题，如生活中的化学实验农业中的化学实验工业中的化学实验环境中的化学实验。该线索的实验内容可以更多地从培养学生的情感、态度和价值观方面进行选取。将实验的趣味性通过生活中的实验问题来体现，将实验的实用性和实验技术的先进性通过工农业中的实验问题来体现，将实验的绿色化通过环境中的化学问题来体现。 (3)以元素

14、周期表中重要元素及其化合物为线索。 根据此线索设置主题，如碱金属(钠及其化合物)碱土金属(镁及其化合物)硼族元素(铝及其化合物)碳族元素(碳、硅及其化合物)氮族元素(氮、磷及其化合物)氧族元素(硫及其化合物)卤族元素(氯及其化合物)。该线索以化学元素知识为基点进行建构，有助于学生化学元素知识的掌握和理解。可以侧重培养学生的分析和归纳能力，提高其化学实验思维的深刻性。 (4)以实验的难易程度为线索。 根据此线索设置主题，如实验基础知识及技能物质的分离和提纯物质的检验与鉴别实验设计原理及方法绿色实验研究微型实验研究异常及疑难实验研究。该线索按照所需实验思维水平的层次性来安排主题，能够有效促进学生的

15、实验思维水平、思维品质得到系统的训练。 (5)以实验的组成要素为线索。 根据此线索设置主题，如实验原理或反应机理初探实验装置设计实验装置改进综合实验设计。该线索以实验各要素为研究对象，有助于加强学生对化学实验的深层认识，培养实验思维品质的深刻性和灵敏性。 在教材实验内容横向建构过程中，可以采用明暗线索结合的方法，充实教材内容，体现教材内容要素的多重价值。 3实验内容的纵向体系 教材实验内容的纵向体系主要表现为课题内容的呈现形式。传统实验内容一般按照实验目的实验原理实验用品实验步骤实验记录问题与讨论的形式将内容进行呈现，这种实验内容的纵向体系对于学生实验思维的发展具有一定的限制性。在实验内容横向

16、体系已经确定的前提下，如何将实验内容进行有效地呈现，使化学实验思维的过程、方法等构成要素融入实验内容的纵向体系中是本文讨论的重点。本文以苏教版高中化学课程标准教科书实验化学为研究对象，对基于化学实验思维的教材实验内容纵向体系的建构方式作深入地探讨。 实验化学实验内容的纵向体系有四个组成要素，分别为“知识预备”“课题方案设计”“记录与结论”和“拓展课题”，其结构如图5所示。各组成中穿插有一定数量的支持性栏目，便于各部分知识的学习。 (1)“知识预备”的设置目的及特点。 “知识预备”主要是将课题涉及的知识点以概念、定律、原理等内容呈现出来，这些概念、定律或原理都与课题的实验原理、方案设计及实验步骤

17、密切相关。“知识预备”的设置旨在使学生具备设计实验方案和理解实验原理的基础知识。这为学生深刻领会实验设计意图，理解和熟悉实验操作步骤，对实验现象进行合理解释并通过讨论得出实验结果做好知识准备。这也是学生更好地表征实验问题，具备应有的实验思维所需的材料。 (2)“课题方案设计”的设置目的及特点。 “课题方案设计”主要以流程图、文字或流程图加文字的形式加以呈现。 课题中，操作步骤较多和操作技术性较强的实验，如海带中碘元素的分离及检验、阿司匹林的合成等技术含量较高的实验均以文字配流程图的形式来描述实验方案；对于操作步骤简单，尤其是学生较熟悉的课题方案就直接用流程图来表示，如牙膏中主要成分的检验；操作

18、细节较多的实验则多以文字的形式进行叙述；而一些重点考查和培养学生实验设计能力的课题如“亚硝酸钠和食盐的鉴别”则只对实验的注意事项进行说明和提示。 课题方案设计的不同呈现形式也间接体现了各类型实验的教学功能的侧重点，这样的设计不但有利于引导学生关注一些实验的操作细节，还有利于学生对各类实验问题解决的特征形成较全面的认识，促使学生形成有效的实验问题解决模式和实验思维能力。 (3)“记录与结论”的设置目的及特点。 实验的“记录与结论”主要以表格的形式进行呈现，表格的项目名称取决于课题的实验目的、实验内容和要求。“记录与结论”的设置旨在培养学生实验数据的处理能力，形成实事求是的科学态度，“解释”或“结

19、论”等项目的设置有助于培养学生的分析和归纳的能力。通过对结论的反思与交流，可以进一步提高学生的实验思维的水平及其实验思维品质。 (4)“拓展课题”的设置目的及特点。 “拓展课题”的学习是实验课题的后续学习，是基础实验课题的实验研究方法和研究思路的迁移训练，是对基础实验课题学习的一种“评价”“总结”和“反思”，而且这种“评价”“总结”和“反思”是通过完成另一个实验来实现的。拓展实验课题的问题解决反映了学生基础实验课题的学习成效，这既是对学生知识的考查，又是对学生能力的考查。可以说，拓展课题的完成是对学生能力提升的一种肯定，也是有效锻炼学生实验思维的灵敏性、深刻性的途径。 由以上分析可知，实验化学

20、的实验内容体系与化学实验思维的形成有密切的相关性，除化学实验思维的行为习惯以及自我监控需在实验实施过程中进行培养外，化学实验思维的构成要素在该教材中得到了较好的体现。“知识预备”提供了实验思维的材料，“课题方案设计”提供了实验思维的内容、方法和过程，“记录与结论”的得出可以较好地体现学生化学实验思维的品质，“拓展课题”可以对学生化学思维进行迁移训练，以诊断和提升学生的实验思维水平。 实验化学在实验内容上摒弃了传统实验内容的编排模式，而是以知识预备课题方案设计记录与结论拓展课题的形式呈现，在一定程度上体现了实验思维的过程模式，并在纵向方面对方法、情感态度等作了要求。这种编排形式不仅丰富了实验内容

21、本身所蕴涵的知识价值，也将实验在过程与方法、情感态度与价值观的教学目标得到有效的体现。实验已非纯粹的传统意义上的实验，而是一个内涵丰富的课题，通过对实验课题的学习，学生将会在化学知识、实验技能、实验方法、科学态度等方面得到全面发展，尤其是实验思维的形成和发展。 三、结论与启示 教材内容的精选是学生在有限的时间内获得知识和经验的前提，而精选的教材只有通过合理的编排才能充分发挥其培养学生知识迁移和问题解决的能力。我国教育心理专家指出，从迁移的角度看，其标准就是使教材达到结构化、一体化和网络化，即在使教材内容的各构成要素具有科学、合理的逻辑关系的前提下，将这种关系整合成有机的整体。基于实验思维发展的

22、教材实验内容纵向体系的建构在一定程度上需遵循实验思维的操作过程，这种过程可以通过对实验任务进行内容分解的方法进行强化。通过以上对教材实验内容的选择，实验内容体系线索的寻求以及实验化学实验内容纵向体系的分析，本文认为基于化学实验思维发展的教材内容体系应遵循以下几点。 1合理安排教材明暗线索，建构立体化模式 教材的线索是教材编写的生命线，基于化学实验思维发展的教材应充分考虑实验思维的构成要素来选取教材的线索。重视将自然现象、生活和生产实际中的实验所包含的核心知识线索与实验探究的过程、方法线索紧密结合。采用多层次、多线索来处理教材内容，并利用栏目内容充实和立体化教材体系，设置知识、能力、思维、方法的

23、多重梯度，形成相互联系的网络式空间构型。 2将教材的表层结构和深层结构进行有效融合 教材的结构是教材内部各要素、各成分以及它们之间的组合方式。精心设计的功能性栏目、相应的文字或图表的呈现形式体现了教材的表层结构，而知识要素、技能要素、能力要素和态度要素以及必要的审美要素、心理要素之间的相互关系体现了教材的深层结构。体现实验思维发展的教材结构要求能够在静态上将这种组成表层结构要素与深层结构要素更好地进行融合，即实验内容的编排能够尽可能地将实验的功能价值体现出来。 3采用任务分解法，强化实验各要素的教学功能 以书面栏目或板块的形式对实验内容进行分解，突出实验要素的教学功能。对于实验原理所包含的学科

24、知识和实验技能方面的知识进行分类说明，加深学生对实验所包含学科知识的理解；实验方案的设计依据不同的教学要求，能够集中体现实验方案设计对于学生实验设计能力的培养作用；对于实验装置的设计和使用按照一定的要求，编排内容能够体现此要素对于学生思维创新和绿色意识培养的作用；实验步骤的安排要求能够进一步强化学生的操作思维，并能训练学生的整体意识和思维的敏锐性，注重挖掘实验过程中引发学生思考的内容；实验结论的得出需进行有效的引导，并能在得出结论后启发思考，引出新的问题。 4利用知识分类法，将实验内容进行合理分配 现代认知心理学将广义的知识分为陈述性知识和程序性知识，程序性知识又可分为三个亚类智慧技能、认知策

25、略和动作技能。化学学科中的陈述性知识包括化学符号表征、化学事实、化学概念和化学原理等。智慧技能则是运用化学学科的基本概念对外部世界进行预测和控制的能力。化学认知策略主要体现在化学学科过程和方法的学习中，而化学实验操作则是融合了智慧技能和动作技能。在处理教材实验内容时，要注意程序性知识的显性和隐性安排，通过内容的精选、编排来体现显性的程序性知识，隐性知识则通过对问题的提出和教学要求来形成。实验中陈述性知识的描述应具有一定的导向作用，这种导向作用更大程度上有助于学生化学程序性知识的获得。摘自中学化学教学参考2009。5（37）我的大学爱情观1、什么是大学爱情：大学是一个相对宽松，时间自由，自己支配

26、的环境，也正因为这样，培植爱情之花最肥沃的土地。大学生恋爱一直是大学校园的热门话题，恋爱和学业也就自然成为了大学生在校期间面对的两个主要问题。恋爱关系处理得好、正确，健康，可以成为学习和事业的催化剂，使人学习努力、成绩上升；恋爱关系处理的不当，不健康，可能分散精力、浪费时间、情绪波动、成绩下降。因此，大学生的恋爱观必须树立在健康之上，并且树立正确的恋爱观是十分有必要的。因此我从下面几方面谈谈自己的对大学爱情观。2、什么是健康的爱情：1) 尊重对方，不显示对爱情的占有欲，不把爱情放第一位，不痴情过分；2) 理解对方，互相关心，互相支持，互相鼓励，并以对方的幸福为自己的满足; 3) 是彼此独立的前

27、提下结合；3、什么是不健康的爱情：1)盲目的约会，忽视了学业;2)过于痴情，一味地要求对方表露爱的情怀，这种爱情常有病态的夸张;3)缺乏体贴怜爱之心，只表现自己强烈的占有欲;4)偏重于外表的追求;4、大学生处理两人的在爱情观需要三思：1. 不影响学习：大学恋爱可以说是一种必要的经历，学习是大学的基本和主要任务，这两者之间有错综复杂的关系，有的学生因为爱情，过分的忽视了学习，把感情放在第一位；学习的时候就认真的去学，不要去想爱情中的事，谈恋爱的时候用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。2. 有足够的精力：大学生活，说忙也会很忙，但说轻松也是相对会轻松的！大学生恋爱必须合理安排自身的精力

28、，忙于学习的同时不能因为感情的事情分心，不能在学习期间，放弃学习而去谈感情，把握合理的精力，分配好学习和感情。3、 有合理的时间；大学时间可以分为学习和生活时间，合理把握好学习时间和生活时间的“度”很重要；学习的时候，不能分配学习时间去安排两人的在一起的事情，应该以学习为第一；生活时间，两人可以相互谈谈恋爱，用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。5、大学生对爱情需要认识与理解，主要涉及到以下几个方面：（一） 明确学生的主要任务“放弃时间的人，时间也会放弃他。”大学时代是吸纳知识、增长才干的时期。作为当代大学生，要认识到现在的任务是学习学习做人、学习知识、学习为人民服务的本领。在校大学

29、生要集中精力，投入到学习和社会实践中，而不是因把过多的精力、时间用于谈情说爱浪费宝贵的青春年华。因此，明确自己的目标，规划自己的学习道路，合理分配好学习和恋爱的地位。（二） 树林正确的恋爱观提倡志同道合、有默契、相互喜欢的爱情：在恋人的选择上最重要的条件应该是志同道合，思想品德、事业理想和生活情趣等大体一致。摆正爱情与学习、事业的关系：大学生应该把学习、事业放在首位，摆正爱情与学习、事业的关系，不能把宝贵的大学时间，锻炼自身的时间都用于谈情说有爱而放松了学习。 相互理解、相互信任，是一份责任和奉献。爱情是奉献而不时索取，是拥有而不是占有。身边的人与事时刻为我们敲响警钟，不再让悲剧重演。生命只有

30、一次，不会重来，大学生一定要树立正确的爱情观。（三） 发展健康的恋爱行为 在当今大学校园，情侣成双入对已司空见惯。抑制大学生恋爱是不实际的，大学生一定要发展健康的恋爱行为。与恋人多谈谈学习与工作，把恋爱行为限制在社会规范内，不致越轨，要使爱情沿着健康的道路发展。正如马克思所说：“在我看来，真正的爱情是表现在恋人对他的偶像采取含蓄、谦恭甚至羞涩的态度，而绝不是表现在随意流露热情和过早的亲昵。”（四） 爱情不是一件跟风的事儿。很多大学生的爱情实际上是跟风的结果，是看到别人有了爱情，看到别人幸福的样子（注意，只是看上去很美），产生了羊群心理，也就花了大把的时间和精力去寻找爱情（五） 距离才是保持爱情

31、之花常开不败的法宝。爱情到底需要花多少时间，这是一个很大的问题。有的大学生爱情失败，不是因为男女双方在一起的时间太少，而是因为他们在一起的时间太多。相反，很多大学生恋爱成功，不是因为男女双方在一起的时间太少，而是因为他们准确地把握了在一起的时间的多少程度。（六） 爱情不是自我封闭的二人世界。很多人过分的活在两人世界，对身边的同学，身边好友渐渐的失去联系，失去了对话，生活中只有彼此两人；班级活动也不参加，社外活动也不参加，每天除了对方还是对方，这样不利于大学生健康发展，不仅影响学习，影响了自身交际和合作能力。总结：男女之间面对恋爱，首先要摆正好自己的心态，树立自尊、自爱、自强、自重应有的品格，千万不要盲目地追求爱，也不宜过急追求爱，要分清自己的条件是否成熟。要树立正确的恋爱观，明确大学的目的，以学习为第一；规划好大学计划，在不影响学习的条件下，要对恋爱认真，专一，相互鼓励，相互学习，共同进步；认真对待恋爱观，做健康的恋爱；总之，我们大学生要树立正确的恋爱观念，让大学的爱情成为青春记忆里最美的风景，而不是终身的遗憾！