王建芬　陳彥芬

摘要： 以2016～2018年《化學(xué)教學(xué)》實(shí)驗(yàn)研究欄目中實(shí)驗(yàn)教學(xué)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、拓展探究三個(gè)方向的載文為研究對(duì)象，對(duì)文獻(xiàn)數(shù)量、作者單位、創(chuàng)新設(shè)計(jì)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方式、拓展探究目的等內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，探討我國(guó)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及存在的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞： 化學(xué)教學(xué); 實(shí)驗(yàn)研究; 載文分析

文章編號(hào)： 10056629（2020）01007005

中圖分類(lèi)號(hào)： G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B

1引言

化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，從教學(xué)論來(lái)看化學(xué)實(shí)驗(yàn)既是不可或缺的化學(xué)教學(xué)內(nèi)容，又是重要的教學(xué)方式[1]。在中學(xué)化學(xué)教科書(shū)中，許多化學(xué)知識(shí)的呈現(xiàn)或化學(xué)教學(xué)活動(dòng)的組織都是以實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行的?！痘瘜W(xué)教學(xué)》雜志由教育部主管，華東師范大學(xué)主辦的全國(guó)性中等教育類(lèi)核心期刊，實(shí)驗(yàn)研究是其固定的欄目，其中包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、拓展探究三個(gè)方向，通過(guò)對(duì)該欄目三個(gè)方向2016～2018年文獻(xiàn)的分析，探討當(dāng)前化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及存在的問(wèn)題。

2文獻(xiàn)基本情況分析

在中國(guó)知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)中，檢索2016～2018年《化學(xué)教學(xué)》有關(guān)實(shí)驗(yàn)研究的文獻(xiàn)，通過(guò)查閱摘要選擇屬于實(shí)驗(yàn)研究欄目的文獻(xiàn)為研究對(duì)象，對(duì)得到的238篇文獻(xiàn)逐篇閱讀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2.1文獻(xiàn)數(shù)量統(tǒng)計(jì)分析

實(shí)驗(yàn)研究三個(gè)方向的載文各有特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要刊發(fā)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的文章，創(chuàng)新設(shè)計(jì)側(cè)重化學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新與改進(jìn);拓展探究主要刊發(fā)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)疑難點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行深度探討的文章。2016～2018三個(gè)方向的載文數(shù)量及百分比如表1所示。

從表1可以看出，近三年實(shí)驗(yàn)研究欄目總載文量略呈下降趨勢(shì)，三個(gè)方向當(dāng)中，以創(chuàng)新設(shè)計(jì)所占比例最高，每年都超過(guò)總數(shù)量的50%，三年平均比例為55.88%，拓展探究方向逐漸引起重視所占比例逐年增加，實(shí)驗(yàn)教學(xué)方向載文數(shù)量最低。此外，在238篇文獻(xiàn)中共有61篇是縱向課題研究成果，占總載文量的25.63%，課題包括中國(guó)化學(xué)教學(xué)學(xué)會(huì)，各省十二五、十三五教育規(guī)劃課題、各市級(jí)等教育相關(guān)課題。各類(lèi)縱向課題對(duì)選題價(jià)值等方面的要求在一定程度上保證了論文的研究水平和學(xué)術(shù)價(jià)值，論文的研究?jī)?nèi)容也更貼近當(dāng)前化學(xué)學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì)和研究熱點(diǎn)，反映了國(guó)家及地方教育部門(mén)對(duì)實(shí)驗(yàn)研究的重視[2]。

2.2文獻(xiàn)作者單位分析

對(duì)文獻(xiàn)的作者單位進(jìn)行分析能夠反映研究者的層次和地域分布情況。近三年實(shí)驗(yàn)研究文獻(xiàn)的作者來(lái)自各級(jí)中學(xué)、高校、教育局、教科所等，還有不同層次單位間的合作。統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2所示。

從表2可以看出，近三年化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究文獻(xiàn)出自各級(jí)中學(xué)教師的比例最高，占47.48%，其次是高等學(xué)校26.47%和單位間的合作22.69%。其中單位間的合

注： 表中合作指不同層次單位的合作如中學(xué)和高校的合作，而同層次不同中學(xué)及不同高校間的合作未列入表中合作范圍，特此說(shuō)明。

作包含： 中學(xué)和高校、中學(xué)和教育部門(mén)、高校和教育部門(mén)等不同的合作方式，不同層次單位的合作，也反映了實(shí)驗(yàn)研究領(lǐng)域的擴(kuò)大。由于化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的選題大多來(lái)自教學(xué)實(shí)踐的問(wèn)題，所以中學(xué)教師偏多，化學(xué)教師在實(shí)踐中不斷改進(jìn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)術(shù)交流。此外，研究者對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行持續(xù)研究形成了高頻作者群體，如溫州甌海區(qū)第一高級(jí)中學(xué)的伍強(qiáng)老師共刊發(fā)10篇文章，山西晉中學(xué)院的喬金鎖老師發(fā)表9篇。研究者對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的持續(xù)關(guān)注，有利于化學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的深層次發(fā)展。對(duì)作者所屬區(qū)域進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，作者來(lái)自全國(guó)各地包括： 江蘇、浙江、上海、重慶等24個(gè)省、自治區(qū)，其中江蘇省作者數(shù)量最多。作者地區(qū)分布廣泛，說(shuō)明對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究的區(qū)域較廣，關(guān)注人群較多。

3文獻(xiàn)內(nèi)容分析

3.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)相關(guān)文獻(xiàn)分析

實(shí)驗(yàn)教學(xué)方向主要刊發(fā)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究成果應(yīng)用于化學(xué)課堂教學(xué)的文章。在實(shí)驗(yàn)研究欄目的三個(gè)方向中，相比創(chuàng)新設(shè)計(jì)133篇和拓展研究90篇，實(shí)驗(yàn)教學(xué)方向的文獻(xiàn)最少，三年文獻(xiàn)總數(shù)量15篇，占文獻(xiàn)總數(shù)量的6.30%，與前兩個(gè)方向的文獻(xiàn)數(shù)量差距較大。其中基于新理念新方法的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)8篇，實(shí)驗(yàn)研究成果在化學(xué)課堂的應(yīng)用及反思的文獻(xiàn)7篇，如凌一洲老師通過(guò)“銀樹(shù)鍍銅”微科技項(xiàng)目[3]，進(jìn)行了原電池模型實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì);許乃義老師在“實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的成果應(yīng)用于課堂教學(xué)的實(shí)踐與反思”[4]中指出，將實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的成果應(yīng)用于課堂教學(xué)時(shí)，注意處理好實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的關(guān)系，要以培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)及訓(xùn)練學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作技能為主要目標(biāo)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)方向的文獻(xiàn)實(shí)踐性較強(qiáng)，對(duì)一線中學(xué)化學(xué)教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有一定的指導(dǎo)意義。

3.2實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)相關(guān)文獻(xiàn)分析

238篇文獻(xiàn)中實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新或?qū)嶒?yàn)部分改進(jìn)的數(shù)量最多共計(jì)133篇，從創(chuàng)新設(shè)計(jì)與改進(jìn)的目的、內(nèi)容、方式三方面進(jìn)行分析。

3.2.1實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)與改進(jìn)的目的

基于對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)不同教學(xué)功能的需求，研究者對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)或?qū)?shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)。從增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)裝置或步驟、實(shí)驗(yàn)綠色化或減少污染、實(shí)驗(yàn)微型化趣味化四方面對(duì)133篇文獻(xiàn)的創(chuàng)新改進(jìn)目的進(jìn)行分析，結(jié)果如表3所示。

實(shí)驗(yàn)改進(jìn)目的集中在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)裝置、步驟和增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果兩方面。其中優(yōu)化實(shí)驗(yàn)裝置或步驟的共63篇占47.37%;其次是以增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果為目的共51篇，占38.35%;實(shí)驗(yàn)綠色化、微型趣味化為目的的共計(jì)19篇占比較少。研究者傾向于將化學(xué)教科書(shū)中的某些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方案或裝置進(jìn)行改進(jìn)，使現(xiàn)象更加明顯易觀察、成功率更高;有的是改變實(shí)驗(yàn)方法將定性實(shí)驗(yàn)改為定量研究，使實(shí)驗(yàn)更加精細(xì)化;還有組合或設(shè)計(jì)一體化實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)現(xiàn)綜合化實(shí)驗(yàn)功能。

3.2.2實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)與改進(jìn)的內(nèi)容

依據(jù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，將實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新與改進(jìn)的內(nèi)容分為化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、無(wú)機(jī)化合物、有機(jī)化合物、化學(xué)基本概念和理論、生活中的化學(xué)問(wèn)題五類(lèi)[5]。除有機(jī)化合物主要為高中內(nèi)容外，其他四部分均包括初中和高中的化學(xué)內(nèi)容。統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表4所示。

133篇文獻(xiàn)中最多的是無(wú)機(jī)化合物內(nèi)容共計(jì)59篇占總數(shù)的44.36%，包括初中的二氧化碳、氧氣等物質(zhì)的制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn);高中的氮、硫、氨、氯等元素化合物實(shí)驗(yàn)，這些內(nèi)容本身就是中學(xué)化學(xué)元素化合物的核心知識(shí)，化學(xué)教科書(shū)中安排的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)偏多，進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)的也相對(duì)較多。涉及基本概念和基礎(chǔ)理論內(nèi)容的共計(jì)30篇，占總數(shù)的22.56%，集中在初中部分的燃燒與滅火、粉塵爆炸，高中部分的化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡、原電池電解池等內(nèi)容?；静僮鲀?nèi)容共18篇包括氣體檢驗(yàn)裝置、多功能一體化裝置等;有機(jī)物共13篇涉及乙醇、乙酸乙酯、乙炔、溴乙烷等內(nèi)容;結(jié)合生產(chǎn)生活的共計(jì)13篇。上述部分研究?jī)?nèi)容如硝酸與金屬銅的反應(yīng)、鈉及其化合物、燃燒實(shí)驗(yàn)、原電池、U型V型管等特殊裝置在文獻(xiàn)中重復(fù)出現(xiàn)，不斷有研究者在原有研究基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)和創(chuàng)新形成了實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的熱點(diǎn)，同一研究?jī)?nèi)容出現(xiàn)三次以上的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表5所示。

3.2.3實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)與改進(jìn)方式

對(duì)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與改進(jìn)方式歸納為六類(lèi)： 運(yùn)用手持技術(shù)、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置、自制非常規(guī)儀器、利用生活物品替代化學(xué)儀器或藥品、調(diào)整藥品種類(lèi)及用量，設(shè)計(jì)微型化、趣味性實(shí)驗(yàn)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表6所示。

從表6可以看出，以改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置為主要方式的文獻(xiàn)最多共計(jì)58篇，占總數(shù)的43.61%;其次是利用生活物品替代化學(xué)儀器或藥品共計(jì)25篇，占總數(shù)的18.80%;運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)和調(diào)整藥品種類(lèi)或用量各占14.29%;微型化、趣味性實(shí)驗(yàn)較少占2.26%。從三年的變化趨勢(shì)看出，從2016到2018年實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的方式比例趨向于多樣化平均化，其中數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新和改進(jìn)所占的比例逐年增高，2018年占到了23.68%。

3.3拓展探究相關(guān)文獻(xiàn)分析

2016～2018年拓展探究方向共刊發(fā)文章90篇，占總文獻(xiàn)數(shù)量的37.82%， 3年文獻(xiàn)的數(shù)量依次為： 42、 30、 18篇，在當(dāng)年三個(gè)方向的比例分別為： 45.16%、 36.14%、 29.03%，文獻(xiàn)數(shù)量及比例都呈遞減趨勢(shì)。

3.3.1拓展探究目的

文獻(xiàn)基于一定的化學(xué)問(wèn)題進(jìn)行深層次的實(shí)驗(yàn)或理論的探究，探究目的從解決教材或教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題、探究化學(xué)實(shí)驗(yàn)的條件或影響因素、探析化學(xué)反應(yīng)深層次機(jī)理等五個(gè)方面進(jìn)行分析，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表7所示。

從表7可以看出，以探究化學(xué)實(shí)驗(yàn)的條件或影響因素為目的的最多，占比為45.56%;其次是以解決教材或教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題為探究目的的文獻(xiàn)占21.11%;以探究生活中的化學(xué)問(wèn)題為目的的文獻(xiàn)為16.67%;其余兩方面文獻(xiàn)較少。通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究解決了化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的疑難問(wèn)題，如陸燕海老師通過(guò)深度理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證解釋了實(shí)驗(yàn)室制得的硝基苯呈淡黃色主要原因是原料苯含微量噻吩雜質(zhì)及二硝基苯有色副產(chǎn)物，而不是溶于其中的NO2[6]。推導(dǎo)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的最佳條件，如龍琪老師探究得出摩爾鹽及堿的選用及用量是制備Fe（OH）2關(guān)鍵條件[7]。對(duì)生活中的化學(xué)問(wèn)題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，如榮鳳娜老師利用數(shù)字化手持技術(shù)測(cè)定某校高中學(xué)生營(yíng)養(yǎng)午餐中的鐵元素含量，并從含鐵量角度提出“最優(yōu)化的午餐組合”[8]。

3.3.2實(shí)驗(yàn)探究方法

研究者采用多樣化的實(shí)驗(yàn)方法從理論分析和實(shí)驗(yàn)證實(shí)兩方面進(jìn)行探究以保證實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性。如高洪芳老師通過(guò)響應(yīng)面法探究淀粉水解實(shí)驗(yàn)的條件優(yōu)化問(wèn)題;伍強(qiáng)老師通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)得出銀氨溶液、新制氫氧化銅不能鑒別甲酸根離子。研究中多引入現(xiàn)代的實(shí)驗(yàn)手段及儀器，如數(shù)字手持技術(shù)（各種溫度、壓力、pH傳感器）、DIS技術(shù)、發(fā)射光譜儀、超聲波、紫外分光光度儀等。

4歸納與思考

（1） 實(shí)驗(yàn)研究持續(xù)得到關(guān)注和重視。實(shí)驗(yàn)研究欄目三年載文總數(shù)量238篇，平均每月載文6.61篇，接近期刊每月總載文量的三分之一，同時(shí)文獻(xiàn)作者間的相互溝通交流較多且作者單位分布廣泛。上述情況說(shuō)明無(wú)論是文獻(xiàn)的數(shù)量還是研究者的參與程度都體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)研究受到廣泛關(guān)注和重視，有利于化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的發(fā)展和學(xué)生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的提升。

（2） 化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究成果應(yīng)與教學(xué)實(shí)踐相結(jié)合。從分析數(shù)據(jù)可以看出，創(chuàng)新設(shè)計(jì)與拓展研究的文獻(xiàn)共計(jì)223篇，實(shí)驗(yàn)教學(xué)方向的文獻(xiàn)只有15篇占總文獻(xiàn)數(shù)量的6.30%，大量實(shí)驗(yàn)研究的成果沒(méi)有通過(guò)恰當(dāng)?shù)耐緩綉?yīng)用于化學(xué)教學(xué)實(shí)踐。探究與創(chuàng)新是實(shí)驗(yàn)研究的重要方式，但將研究成果落實(shí)到教育實(shí)踐才是實(shí)驗(yàn)研究的最終落腳點(diǎn)。

（3） 基于教學(xué)論功能進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)研究占比高?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中具有教學(xué)論、認(rèn)識(shí)論及方法論多重功能，但由于對(duì)方法論和認(rèn)識(shí)論功能的重視不夠，化學(xué)實(shí)驗(yàn)多從教學(xué)的角度進(jìn)行研究。如創(chuàng)新設(shè)計(jì)與改進(jìn)目的集中在增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)裝置步驟兩方面，同時(shí)基于服務(wù)教學(xué)而進(jìn)行的探究化學(xué)實(shí)驗(yàn)的條件或影響因素的文獻(xiàn)占拓展探究文獻(xiàn)的45.56%。

（4） 數(shù)字化技術(shù)成為目前化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的重要手段。以手持技術(shù)、DIS技術(shù)為代表的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)利用各種傳感器、數(shù)字化儀器快速、準(zhǔn)確、記錄和處理數(shù)據(jù)，以其準(zhǔn)確方便的特性成為目前實(shí)驗(yàn)研究的重要手段。如通過(guò)手持技術(shù)手段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的文獻(xiàn)每年所占比例都超過(guò)10%， 2018年達(dá)到23.68%。

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