湯小梅

摘? ? 要：高中化學實驗是學生掌握化學學科基本知識和技能的重要途徑，有效的實驗模式可以提煉化學學科的核心思想，發(fā)展學生科學探究與創(chuàng)新的能力。研究發(fā)現(xiàn)，項目式化學實驗使學生在好奇心、冒險性、想象力、挑戰(zhàn)性四個維度上均有提高，可以彌補常規(guī)教學對學生創(chuàng)新力提升的限制。

關(guān)鍵詞：項目式;化學實驗;創(chuàng)新力;創(chuàng)造性傾向量表

一、研究背景

高中化學實驗是學生掌握化學學科基本知識和技能的重要途徑，有效的實驗模式可以提煉化學學科的核心思想，發(fā)展學生科學探究與創(chuàng)新的能力。

項目式實驗教學模式讓學生以解決問題為導向參與所有實驗學習過程，建構(gòu)隱含在問題中的學科知識，教師起現(xiàn)場輔助作用。

本研究設計了項目式化學實驗，對學生進行創(chuàng)新力測試，以觀察項目式實驗教學對學生的思維干預，檢驗實驗課程的開設對學生創(chuàng)新力的干預效果。

二、研究方法

（一）測試對象

隨機選取高一學生76名，經(jīng)過測試在體現(xiàn)創(chuàng)新力的冒險性、好奇性、挑戰(zhàn)性及想象力四個維度上無顯著性差異。38名對照組學生修習高一全日制高中化學課程，38名試驗組學生在修習高一全日制高中化學課程的同時完成項目式實驗課程。

（二）試驗干預模式

實驗課程中，對照組學生兩學期完成《普通高中課程標準實驗教科書·化學1》中要求的“活動與探究”10項（3項為實驗設計教學）、“觀察與思考”8項，《普通高中課程標準實驗教科書·化學2》中“活動與探究”10項、“觀察與思考”6項。

試驗組學生兩學期除了完成與對照組相同的常規(guī)高中化學實驗以外，還增加包括“鑒別離子化合物和共價化合物”“果汁和軟飲料中的含酸量”“藥店出售的雙氧水中H2O2的含量”等16個實驗課程內(nèi)容，四人一組進行實驗，共同完成實驗報告。每次實驗時間為80min。

（三）測量設計

實驗教學為期一年。前后均采用“威廉姆斯創(chuàng)造性傾向量表”（Williams Prefer Measurement Forms，簡稱WPMF）測試學生創(chuàng)造性傾向，了解其傾向性變化。

（四）測量工具

WPMF用于測量創(chuàng)造性人格，包含冒險性、好奇心、想象力和挑戰(zhàn)性四個維度。該量表在國內(nèi)外應用廣泛，具有較好的信度和效度[1]。研究中總量表及分量表的克朗巴哈系數(shù)（Cronbach α）在0.74～0.89之間，其分半信度在0.81～0.90之間[2]53。

（五）數(shù)據(jù)處理與分析

研究數(shù)據(jù)使用SPSS22.0分析，采用獨立樣本t檢驗方法分析教學路徑不同對各組學生創(chuàng)新力的影響。

三、結(jié)果與分析

（一）冒險性干預結(jié)果

冒險性包括勇于面對失敗和批評、在雜亂的情境中完成任務和為自己的觀點辯護的能力[3]。對學生進行冒險性前測，方差齊性檢驗（F檢驗）結(jié)果為顯著性0.875，>0.05，表明方差齊性，即所有參與測試的兩組學生在冒險性上無顯著性差異。

基于方差齊性檢驗，對學生學習前后進行的冒險性雙樣本t檢驗（見表1），其中試驗組學生通過學習，在冒險性的維度上，干預出現(xiàn)顯著性差異（Sig為0.020，<0.05），而對照組則沒有出現(xiàn)顯著性差異（0.815，>0.05）。

（二）好奇性干預結(jié)果

好奇性包括富有追根到底的精神、樂于接觸曖昧迷離的情景、肯深入思索事物的奧妙等能力[2]51。方差齊性檢驗結(jié)果表明在學習課程前，兩組學生的好奇心無顯著性差異（顯著性0.659，>0.05）。

通過課程學習，對學生進行的前后測t檢驗后發(fā)現(xiàn)（見表2），兩組學生通過干預在好奇心維度上均有顯著性差異（Sig均<0.05）。

（三）想象力干預結(jié)果

想象力包括視覺化和建立心像、幻想尚未發(fā)生過的事情等[4]619。兩組學生在學習前想象力表現(xiàn)無明顯差異（顯著性0.786，>0.05）。

基于無差異的前后測t檢驗（見表3），發(fā)現(xiàn)經(jīng)過學習，試驗組學生在想象力上有了顯著性差異（Sig為0.004，<0.05），對照組學生無顯著變化。

（四）挑戰(zhàn)性干預結(jié)果

挑戰(zhàn)性包括尋找各種可能性、能夠從雜亂中理出秩序和愿意探究復雜的問題等[4]619。前測方差齊性檢驗發(fā)現(xiàn)兩組學生在挑戰(zhàn)性方面無顯著性差異（Sig為0.733，>0.05）。

基于無差異的前后測t檢驗（見表4），發(fā)現(xiàn)經(jīng)過學習，試驗組學生在挑戰(zhàn)性上顯著性有差異（Sig為0.060，略>0.05），對照組學生則無顯著變化（Sig為0.550，>0.05）。

四、分析與討論

創(chuàng)造性傾向F檢驗結(jié)果，所有參與測試的學生在冒險性、好奇心、想象力、挑戰(zhàn)性四個維度上均無顯著性差異，說明參與測試的學生在未干預前均具有相似的創(chuàng)造性傾向。經(jīng)過一年的項目化實驗教學，試驗組學生在冒險性、想象力兩個維度有明顯的干預效果，挑戰(zhàn)性維度有一定的干預效果，而對照組學生在三個維度上均無顯著性變化。高中生的年齡特征使學生對化學實驗始終保持著好奇心，通過檢測也發(fā)現(xiàn)兩組學生在好奇心上都有明顯變化。

從實驗內(nèi)容來看，以物質(zhì)鑒別為例的高中教材 “鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉固體”，內(nèi)容為“根據(jù)提供信息：相同溫度下兩種物質(zhì)的溶解度、NaHCO3熱穩(wěn)定性等等，設計實驗方案鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉固體”。根據(jù)教材要求學生只需要完成實驗設計，不要求實驗操作。項目式實驗教學的“物質(zhì)檢驗”教學內(nèi)容為：用導電性傳感器、溶解性、熔點、酸堿性等實驗手段鑒別四種物質(zhì)，所選物質(zhì)為表5中的任意四種，學生需要在得出結(jié)論的同時，描述得出結(jié)論的手段和理由。

從教學結(jié)果與評價來看，常規(guī)實驗教學有些需要撰寫實驗報告，格式固定;有些使用實驗手冊，按固定格式填空，有標準答案;有些實驗只需設計，無須撰寫實驗報告。在項目式實驗教學中，小組合作完成實驗，教師對整個小組進行統(tǒng)一評價。完成實驗時，學生可以借助網(wǎng)絡查詢物質(zhì)特性。實驗評價中實驗設計及記錄占30%，操作過程安全占20%，鑒別結(jié)果正確性占10%，實驗結(jié)果討論開放式評價（與分析路徑及理由相關(guān)）占40%。以試驗組兩組學生實驗報告為例進行分析（見表6）。

通過對實驗教學的內(nèi)容、要求及評價進行對比，可以發(fā)現(xiàn)項目式實驗教學具有下列特點，對學生創(chuàng)新力的培養(yǎng)是有幫助的。

（一）略高于知識結(jié)構(gòu)平均水平的教學有利于學生創(chuàng)新力的提升

傳統(tǒng)實驗教學是知識教學的輔助，通常按部就班將知識具化為實驗。而項目式實驗教學在實驗對象的選擇上可以略高于學生的學

（滿分100） 第一組 石蠟、膽礬、鋅、氯化銨 操作正確，記錄準確，結(jié)果正確 判斷物質(zhì)B為石蠟：“物質(zhì)B在室溫下呈白色立方體，無氣味，不能溶于水，且不導電。沒有熔點，因為當它融化時溫度不斷變化。它在相對較低的溫度下融化和沸騰，液體為不透明無色。根據(jù)以上證據(jù)，B物質(zhì)是蠟?！?/p>

判斷W為鋅粉：“當猜測W是哪種物質(zhì)時，發(fā)現(xiàn)有兩種可能的物質(zhì)，鋅或鋁。網(wǎng)上搜索每種物質(zhì)的特性。發(fā)現(xiàn)這兩種物質(zhì)具有不同的熔點，并且鋁的熔點高于酒精燈外火焰的溫度。所以確定W是鋅。因此認為，當我們測試一種物質(zhì)時，必須清楚地知道它的性質(zhì)?！?96 第二組 水楊酸、膽礬、銅粉、固體碘 操作正確，記錄正確，結(jié)果正確 討論水楊酸的判斷時“我們認為水楊酸的性質(zhì)是令人驚訝的，把它倒入水中，傳統(tǒng)上，我們認為酸可以溶解在水中;然而，水楊酸只溶解在油中，油是有機溶劑”。（注：學生忽略了苯甲酸也具有相似性質(zhì)） 79 ]

習內(nèi)容，但又和學習內(nèi)容密切相關(guān)。在物質(zhì)檢驗中將水楊酸、石蠟、苯甲酸作為研究對象，超過高中學生常規(guī)實驗研究范疇。基于可認識

的更高層次的教學內(nèi)容，豐富了學生的知識結(jié)構(gòu)，因此對學生的學習挑戰(zhàn)性更強，提升學生的認知冒險性。

（二）基于合作性學習的教學有利于學生個體創(chuàng)新力的提升

在項目式教學中，由于學生合作完成實驗及實驗報告，因此小組中每個成員可以在實驗設計、操作或是在對實驗現(xiàn)象的觀察、判斷中發(fā)揮不同作用。同時完成高要求實驗，涉及知識綜合性強，不同組員的思維方式和解決問題的手段，有利于學生得出更準確的結(jié)論，團隊合作性強，充分調(diào)動學生自發(fā)學習的興趣。這是傳統(tǒng)實驗教學無法達成的目標。

（三）鼓勵多種獲得知識構(gòu)建途徑的教學有利于學生挑戰(zhàn)能力的提升

在“物質(zhì)鑒定”實驗中學生認為“測試一種物質(zhì)時，必須清楚地知道它的性質(zhì)”。常規(guī)的學習，解決問題的方法可以由教師邊講邊實驗，或是依照書本操作步驟進行實驗，或從書本上直接得到答案。但項目式實驗必須由學生自己設計、操作并做出判斷，勢必需要尋找教師、課本以外的知識獲得途徑，對學生的學習方式、信息的處理、結(jié)論的判斷提出了新的挑戰(zhàn)。

（四）自主完成完整的實驗過程有利于學生思考獨立性的提升

實施項目式實驗教學，希望通過教學由學生團隊完成觀察→討論→檢索→討論→設計→討論→驗算→討論→展示→優(yōu)化的過程[5]。其中“設計”環(huán)節(jié)將指向不同的展示結(jié)果，因此每個小組可以在展示過程中通過“成功”或“失敗”的結(jié)果，對自己的設計進行優(yōu)化。如果將設計從實驗過程中割裂出來，學生只能建立理想模型，從書本中得到現(xiàn)有的知識，很難處理實際問題，泛式思考不利于獨立性的提升。

（五）科學性評價有利于學生好奇心的提升

科學性評價在新實驗教學中不是簡單評判結(jié)論對錯，是按照實驗操作和過程對高中學生思維邏輯性的評價，是一種隱性的過程評價。項目式學習的實驗報告要求描述實驗結(jié)果判斷依據(jù)。文字描述準確表達了情感因素中的好奇。

項目式實驗教學通過學生解決問題建構(gòu)知識，強調(diào)團隊合作，社會性互動是認知發(fā)展的基礎(chǔ)。教學中合理的評價方式可以促進學生對知識建構(gòu)完整的考慮，鼓勵學生表達實驗思考過程有助于教師了解學生的學習思路，既能給學生的學習提供幫助，也有助于教師在教學中對學生學習情況的把握。

高中化學新課標在課程目標中明確指出，讓學生“能發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的化學問題，能依據(jù)探究目的設計并優(yōu)化實驗方案，完成實驗操作，能對觀察記錄的實驗信息進行加工并獲得結(jié)論;能和同學交流實驗探究的成果，提出進一步探究或改進的設想”。因此采用項目式實驗教學方式無疑可以彌補一些常規(guī)教學對學生創(chuàng)新力提升的限制，對常規(guī)實驗教學有很好的借鑒意義。

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