0 引言

《中学化学实验设计研究》是化学（师范）专业的职业技能必修内容之一，它和大学化学的其它专业实验既相关又存在各自的培养目标.该课程把中学化学实验作为研究内容，它不是内容的简单重复，而是对中学化学实验的创新设计和拓展提高，是化学教学论在中学化学实验教学中的具体运用，其教学根本目的是训练化学（师范）专业学生初步的职业综合执教能力.该课程既肩负着中学化学实验教学与大学化学实验教学衔接的任务，同时它又承担着以中学化学实验为研究对象，更加偏重于研究中学化学实验的教学规律和教学方式的探索以及培养准教师单独进行中学化学实验教学的基础技能和素养的重任.该课程的基本要求是在实验教学中坚持以解决中学化学实验教学中的具体问题为导向，让学生（准教师）时时处处想到自己是以教师的身份进行预备实验、演示或指导实验工作，促使准教师认真研究课程中4大实验模块与中学化学实验相应内容的串联与衔接，深刻领悟课程中的实验模块在中学化学教材中的地位和作用，积极探索不同的化学实验仪器和教学条件下，单独设计、改良、创新中学化学实验等初步实验和教学能力，是“教师”和学生的双重角色的担当.

“顶层设计”是采用系统论、控制论、信息论的方法，以高屋建瓴的整体视角对各要素进行全方位统筹考虑的思维方法，要求在完成目标时，要实现目标一致、统筹兼顾、功能协调、资源共享、技术标准化，实现整体效益的有效组合的思维方式，战略谋划问题［1］.这一理念已用于部分实验教学研究［2-3］，尚未见用于中学化学实验设计课程的研究.就此课程而言，其内涵可以解释为：围绕准教师的初步实验教学素养的提升为目标，利用系统论、控制论、信息论等方法，将大学无机化学、分析化学和有机化学的最基本的规范实验内容与中学化学实验中涉及基本实验技能的内容融合为一个有机的整体，研究按照新一轮课程改革的要求，对中学化学实验进行模块化教学设计，使准教师全面掌握中学化学教学中常见经典实验的教学方法、指导学生进行中学化学实验设计的初步能力、自行设计和改进中学化学实验，装配实验仪器的初步教学组织、管控教学过程的能力.

本论文在中学课改大背景下，通过顶层设计理论方法，研究化学（师范）专业的“中学化学实验设计研究”课程内容从实验设计原理上如何解决与中学实验教学实际严重脱节的问题，如何衔接这些内容，为此提出基于顶层设计理念的实验内容设计的八条原则，较好地解决《中学化学实验设计研究》课程教学改革中面临的学时少，难以衔接，不易模块化设计以及准教师教学素养提升等实验教学问题.

记者了解到，寺里目前共有120个尼姑，年纪最小的有20岁，最大的有80多岁了，腿脚不便的老尼姑可以在家休养。寺里不仅有奔子栏当地的尼姑，还有来自西藏芒康县、四川甘孜州稻城县、得荣县，德钦羊拉乡、拖顶乡、霞若乡，香格里拉市尼西乡等地的，大家在寺里就像一家人，相互照料。并且，各地尼姑都可以公平享受党委、政府的相关扶持和惠利政策。

1 实验教学的设计原则

1.1 整体系统性原则

该项原则要求，从中学化学实验设计研究和中学化学实验的教学特点整体全盘考虑，本着循序、连贯、系统进行的理念，充分研究和认识两者之间的内在的逻辑联系，考虑到大学化学实验教学特点与中学化学实验的衔接［4-5］，不是简单地重复中学或大学已做过的实验，而是对中学化学实验内容的总结、提炼、提高、延伸和创新.与此同时，需要从实验教学内容的选取、实验知识与技能培养加以系统优化、全面整合，使该课程的教学目标和中学化学实验的教学目标形成一个系统的有机整体.比如在常见气体的制备方法研究模块，从初高中的全部以及化学学科的整体视角中，要考虑气体发生装置的基本类型、收集基本装置、净化、干燥（包括气密性检查）等基本装置的最基础表现形式或类型以及它们相应的特点，选取装置的基本原理与依据以及这些装置的拓展与衍生或延伸等多个方面进行整体系统的全面衔接，避免系统知识与技能的设计缺陷，既要体现突出重点和高度的普适性，又要举一反三.

取“2.3”项供试品溶液，参照《中国药典》2015年版水蒸气蒸馏法[1]测定黄丝郁金挥发油的含量，测定结果见表2。

［1］戴旭.大国崛起需要顶层设计［EB/OL］.http：//su.people.com.cn/GB/channe l251/414/200710/19/6154.html

1.2 精准目标性原则

同时，积极探索将当今化学甚至理科有关的科研成果和新发现适时转化为化学实验教学内容，发掘、改善和拓展实验教学资源与材料，提高自身的实验教学研究能力，且教师本身也得到专业层面的发展.如下面的生活简约性化学实验图示（见图1）［7］.装置描述在一个塑料瓶子里涉及到三个气体化学实验和4个过程：（1）使用石灰石吸收CO2，模拟空气清洁器；（2）电解食盐水产生氯气和氢气，突出在潜水艇中蓄电池意外性地产生这类气体；（3）在潜水艇推进系统中存在的过氧化氢的催化分解；（4）为在潜水艇外引入抗声呐对策系统，通过氢化钙与水反应产生氢气完成.

1.3 规范演示性原则

相对而言，实验项目的实施阶段更为关键，引导学生进行讨论，对方案的修改和完善，看、教、学、做相结合，集知识传播、素质教育、技能提高于一体，既有利于培养准教师的实验探究、拓展、应变能力，又紧紧围绕中学化学实验教学不变的主题训练扎实的教学基本功，通过实验项目化设计教学着力培养师范生的化学实验技能、从事中学化学实验教学和专家型的教学研究能力.

1.4 层次模块化原则

中学化学实验设计研究基础普适性在内容设计上应体现高、初中化学实验的兼顾以及与大学内容实验的衔接、拓展，甚至考虑到理科综合学科间的融合，通过实验设计研究准教师的综合素质和从教能力上有所提升，既要有效地避免新形式下“照方拿药”实验现象的死灰复燃，又要恰当地将实验内容根植于中学课改大背景和学生所具备的专业知识水准中，通过“跳一跳”可以有效地完成实验，着力避免出现超越大多数学生现有知识背景和实际能力发展的阶段性进行实验的研究和拓展，导致实验教学的难以 开展.

1.5 合作探究性原则

“互联网+教育”时代加快了英语写作革新的脚步，可以让英语专业学习者在优秀的学习平台上借助大量的材料以及海量的资源、环境，多多学习专业化英语写作知识，提高英语写作水平。同时，利用网络资源信息，还可以丰富学生课外学习活动，提升学习积极性，形成学生自己的写作风格，促进其提升自我价值，更好地适应大数据时代对英语专业人才的需要。教师也要更新教学设备、与时俱进，积极学习网络资源，让广大应用型本科院校英语专业学生在现有的基础上形成良好的学习习惯，通过加强互联网与教育之间的联系来提高整体的写作水平，使高校学生的英语写作获得飞跃式发展，形成立体模式。

1.6 基础普适性原则

这个原则要求中学化学实验设计研究的内容应体现对中学化学实验最基础、最具代表性、典型性、普适性的实验内容进行模块化的综合、优化、浓缩和集成设计.比如混合物的分离与提纯设计研究，要体现基本操作、基本技能、基本原理等实验科学问题，选择粗食盐的提纯和I2的萃取，这里设计物理提纯、化学提纯、溶剂的选择（包括混合溶剂的选择H2O/CCl4）和实验时间等，并就最基本内容的基础上进行延伸和拓展，用乙醇和丙酮等做萃取剂的推演和混合溶剂综合理性实验拓展研究以及向社会实践中延伸，如干洗店用的干洗剂这些包含最基础化学涉及的分离提纯内容，将这些社会生活与中学化学实验知识联系在一起，体验化学的魅力和巨大的社会推动力和创造力.化学分离利用哪些性质，沉淀、溶解、过滤、检验纯度方法的研究和拓展工作，使学生把握实验原理、操作技能、拓展、改进实验教学的能力得到充分的通用性从教能力的训练.

据中央纪委监察部网站消息，2017年7至8月，全国教育卫生系统共查处11名干部。其中，琼台师范学院现任校长程立生、前任校党委书记李向国和现任党委副书记兼纪委书记陈福川同时落马。

层次模块化原则就是以知识层级的顺序进行模块化实验教学设计，即对中学化学实验内容进行顶层设计的彻底优化重整［6］.目前该课程一般在大学三年级的下学期开设，以前的化学教学法实验开设的都是学生在上中学时见过或做过的6个左右的实验（约24学时），对大三的学生来说毫无难度，也无兴趣，如同做其它基础实验一样照方拿药，敷衍了事，教学效果差，难以起到培养师范生的实验操作、演示、指导以及根据不同实验条件下设计和改进实验教学能力的作用.在较少的学时（18学时）下，采用层次模块化设计与集成，将中学化学实验提炼归纳为气体制备方法研究模块、混合物分离提纯方法研究模块、不同分散系的制备及性质研究模块和非金属及其化合物性质研究等4大模块，考虑到中学化学实验内容的知识完整性和渐进性.这种模块化实验研究内容都要突出体现学生基本实验技能、操作演示、仪器装配、语言表达等进行模块化训练，突出和强化实践教学的“实战”环节，着力培养和提高学生的实验教学水平，特别是从教的综合素养这一根本目标.

1.7 生活简约性原则

在新的课改环境下，中学化学实验内容发生重大的变化，在不违反化学实验科学性的基础上，本课程在化学实验内容设计上也应体现生活化、简约化，体现科学（Science）、技术（Technology）与社会（Society）的STS理念.强调通过实验项目的设计体现实验面向全体学生和公民的化学，贴近生活，从学生的生活经验，学识水平以及日常环境中的材料、物的器皿等作为实验材料来源，改进创新原有实验、引导学生设计开发新实验，并通过观察、假设、实验结论等教学活动方式引导学生获得化学知识，提高化学素养，应用化学知识解决实际问题的化学实验，激发学生对化学的兴趣、热爱化学、欣赏化学，引导学生深入分析实验内容，挖掘体现健康与环保、新能源、食品安全等社会热点问题实验素材、改进实验教学内容和方式，促进实验教学能力的不断提高，拓展化学实验的功能，创新设计化学实验的拓展教学能力.比如在非金属元素化合物的性质实验是设计更适合这类原则的应用.在设计时充分考虑到贴近生活和社会来创造新中学化学实验，或对反应现象不显著、反应条件苛刻、效果不能激发学生兴趣的实验加以改良.另外，鼓励学生灵活变通地采用生活小物件、常用材料等作为替代品，设计制作简易的装置，创造宽松的创新实验条件，提倡化学实验的简约性，利用发散性思维和利用身边的可利用实验资源，培养新型研究型的准教师的各种从教研究能力.

该原则要求，在中学化学实验设计研究内容的设计上要牢牢把握课程的目标定位，积极引导学生时刻以准教师的身份深刻理解、准确把握和深度分析本实验模块在中学相关实验教材中的作用和地位，有针对性地对准教师进行职业技能和素养的综合训练.在实验教学活动中要紧紧围绕教学目标这一核心深入开展实验教学工作，坚持以小组讨论活动和个别指导相结合的个性化教学为基本形式，以准教师的表达能力、教学演示实验能力为实验教学的中心环节，以实时的教师实验指导和反馈为强有力的措施，形成积极互动的交替角色转变的一种有效的实验课堂教学模式.在实验教学实施过程中要先明确模块实验的目标，并进一步细化实验教学的各个环节，让准教师们开展实验设计研究教学，展示学生的专业术语运用、总结归纳、语言表达能力和组织实验的从教能力得到有力的提升和拓展，从而具备初步从事中学化学实验教学工作和实验教学研究的专家型教师的基本技能与素养，为未来独立担任中学化学实验教学工作奠立一个坚实的基础.

  

图1 使用塑料瓶作为反应容器和模型探索潜水艇气体化学的示意图［7］

1.8 绿色安全性原则

这一原则要求在中学化学实验设计研究的内容上要在实验教学过程中全程体现绿色化学的十二条原则，从反应原料的筛选、能耗与物耗、可再生资源的利用、副产品的减少和降低实验风险等方面贯彻绿色化学实验设计的新理念.比如通过一些有效措施使化学实验对环境的污染降低到最低限度，强化通风或安装烟气自动报警等防护措施；强化废弃物的回收和专业化处理；选择低能耗和产污少的实验方法和装置；采用一些减量化的微小实验，废弃物资源化替代方法，如用石子或鸡蛋壳全部或部分取代碳酸钙，用废输液管制作“自动控制”多用途滴液装置等方式减少对化学品的使用，达到节能、减排、降污、增效之目的.同时树立化学实验的风险意识，培养学生具有沉着应对危险的勇气、善于预防和处置化学实验中险情的从教能力，这些措施应贯穿于中学化学实验设计研究的始终.

1.9 项目化导向原则

该原则就是将实验设计研究当作项目来做.化学实验项目化导向原则就是结合探究性实验和研究性实验的方法，以自主实验和合作探究实验的模式为主，让学生参与到实验项目的各个环节，包括项目化实验准备、实验目标和内容设计、模拟教学实施（包括组间小组分配子项目、“教”与“学”的双主体发挥）、合作探究实验研究以及实验结果的多元评价.在实验过程中，要探究与中学实验中相关的疑难问题，紧紧围绕项目内容进行自主合作探究性实验教学.在实验主体上学生能够体验多重角色带来的实验挑战，通过教师的指导与评价，学生适时调整教学实验策略.这种项目导向性实验设计研究的目的不仅仅是让学生掌握单纯化学实验知识、技能，更重要的是培养学生的程序化的科学思维模式，提高从教职业生涯的能力.通过实验研究项目化导向原则的实施，以实验教学项目化为切入点，以培养准教师职业从教能力为目的，突显实验研究设计课程对中学化学实验教学的务实与可操作性，使学生获得职业岗前工作所必备的各种专业素养以及实验室管理与安全防护能力，为顶岗实习打下坚实的基础.首先对实验项目进行细化、分解成一系列的任务，确定实验方法.在实验项目情景中提高协作能力，交往能力和职业能力，开发学生拓展职业教学能力的潜力，实现该课程的教学宗旨，满足学生教学职业生涯规划的需求.

术中：①手术视野较小，没有清晰的显露手术视野：脊柱外科手术中出血较多，视野不清，以及椎板“开窗”术或半椎板切除术术野局限，导致粘连松解或椎间盘摘除时对硬脊膜造成损伤；②术中操作不当：手术医生没有足够的实践经验、术中操作过程不熟练或者术中动作粗暴，都有可能会对硬膜造成损伤进而引发脑脊液漏，特别是在棘突斜坡进行减压时钳咬椎板或黄韧带时角度及深浅度不当，造成硬脊膜被咬损或撕破，椎管内肿瘤摘除切开硬脊膜后硬脊膜缝合方式不对等。

化学专业（师范）《中学化学实验设计研究》实验设计的规范演示性是该课程实验有别于大学化学其它实验的突出特征，同时也是准教师的基本教学技能之一.准教师如何在演示实验中给予学生良好的第一印象，进而去规范、潜移默化影响学生的独立操作、严谨实验态度的形成起着关键的作用，因此在实验教学过程中应体现以下特点：首先要注意第一印象的作用，实验者衣着整洁、实验工作装、仪态大方、演示台干净利落、操作快慢适宜、配合以简洁明快的语言、和蔼可亲，创设和谐、美妙的演示气氛，给学生形成深刻的、起着潜移默化作用的良好第一印象；其次，操作规范、动作协调、仪器搭建与链接准确无误，先后有序、整齐划一，体现化学实验装置美，形成很好的视觉冲击力；第三要准确把握节奏，采取边搭建，边演示介绍，做好引领和示范作用，最后边质疑，边拓展.如在气体制备方法研究实验中，药品的加入、装置的固定上下顺序、仪器的左右先后连接、气密性检验、净化装置、收集装置等步骤、操作要点及可能产生的问题进行研讨，在具体实验过程中学生不仅仅完成设计的实验，更重要的是“准教师”作为积极的主导者、参与者及时矫正操作中的不规范演示的地方，至始至终训练学生自身的实验演示、语言表达、归纳总结、组织管理实验从教的能力，完成实验中作为实验者和准教师的双重角色的扮演，使学生的从教能力得到全面的锤炼和提升.

2 结论

中学化学实验设计研究作为大学化学（师范）专业的专业实验课程的一部分.随着新课程改革的深入开展，大学化学教学论相关的课程也相应进行改革和新的尝试，利用顶层设计理念进行中学化学实验设计研究模块化就是新的教学模式之一，结合本课程的特点和教学目标，提出基于顶层设计理念的《中学化学实验设计研究》课程实验内容设计原则，这些基本原则突出体现围绕课程目标，采用项目化实验设计研究的教学模式，通过这些原则的实施，从不同的侧面使学生在实验中体验教与学的双主体角色，从教的职业技能与素养可以得到进一步的提升，实验学时少和中学与大学相关课程的衔接问题得到较好的解决，这些设计原则对其他实验教学的改革有一定的借鉴意义.

新一轮课改的重要目标就是提倡学生自主学习、主动参与、合作探究的学习模式，实验是最适合这种学习模式的载体.这种学习模式的本质是以学生发展为本，在知识获取过程中变被动为主动参与，通过合作、探究获得知识，准教师如何扮演引导者、参与者和平等的首席的角色，如何实现学生和准教师的共同发展都是实验设计时需要考虑的问题.因此在实验内容的设计上要充分体现师生、生生合作探究性实验理念，保证学生主体地位的发挥，通过提出相关问题，引导学生独立设计不同的实验步骤，提倡交流与讨论，合作与探究，积极主动、创造性解决实验中出现问题，这些都是准教师急需和缺乏的基本教学能力，这在实验设计时应有意识地加以体现.比如在混合物分离提纯方法研究模块中如何围绕实验教学目标，激励和发挥准教师的实验主动参与意识、开放性地让学生自主探究，形成自主解决、合作解决和教师点拨的灵活多变的实验教学模式.通过实验结果的总结、反馈、评价、补救，着力培养准教师组织、管理和调控实验教学的能力，同时在实验实施过程中，学生的协作共赢的团队意识和坚忍不拔的意志品德等非智力因素养成方面得到初步的洗礼和锤炼.

参考文献：

张奠宙先生指出，方程是用以求解问题的。仅从这一点来看，20÷□=4只是形式上与方程相像，与方程并没有实质的联系。之所以这样讲，原因有二：其一，文字题缺乏情境，无须学生产生“要将未知数与已知数并列，并同等对待”的意识；其二，文字题是为练习乘法口诀而设，不涉及现实数量关系的意识与呈现。一言以蔽之，它充其量具有了现代方程的形式，却不具备其精髓。因此，若是从这里引入方程，也还是落入了形式的窠臼。

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1.3.2 肺动脉收缩压（PAPs）检测 在治疗前后应用彩色多普勒仪测定与计算三尖瓣区最大返流速度（Vmax）和肺动脉压（PAPs），测定3次取平均值。

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