高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)探析

摘 要：設(shè)定合適的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，對于提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性具有基礎(chǔ)性作用。圍繞現(xiàn)代大學(xué)人才培養(yǎng)的目標(biāo)，我們可以從實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、科學(xué)態(tài)度三個維度來設(shè)定本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)。這三個維度的目標(biāo)相互關(guān)聯(lián)，相互促進(jìn)。而且，實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰λ哂械膶哟谓Y(jié)構(gòu)，決定了實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一個多目標(biāo)、多層次的系統(tǒng)?；A(chǔ)型實(shí)驗(yàn)只能達(dá)到低層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)和探究型實(shí)驗(yàn)是實(shí)現(xiàn)高層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)所必需的實(shí)驗(yàn)類型。

關(guān)鍵詞：高校；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)；教學(xué)有效性；實(shí)驗(yàn)類型

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是為了實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)總目標(biāo)而組織起來的有計(jì)劃的教育活動，實(shí)驗(yàn)教學(xué)必然要以“有效”為價值訴求。為了提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性，自上世紀(jì)90年代以來，人們在實(shí)驗(yàn)課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)模式等方面進(jìn)行了大量研究和有益探索，但現(xiàn)有研究忽視了實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)。這是導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果與開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的預(yù)期存在很大落差的主要原因。為此，本文嘗試對實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)做較為深入的分析，以期為提升我國實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性提供有益借鑒。

一、合適的教學(xué)目標(biāo)是提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的基礎(chǔ)

教學(xué)目標(biāo)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的靈魂，但是，實(shí)驗(yàn)教學(xué)不是有了目標(biāo)就行。只有目標(biāo)合適，實(shí)驗(yàn)教學(xué)才具備了有效的基礎(chǔ)，才能顯示應(yīng)有的價值，才能最終落實(shí)在學(xué)生的進(jìn)步和發(fā)展上。

合適的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，首先要滿足大學(xué)生的學(xué)習(xí)需要。實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)立足學(xué)情，適宜于學(xué)生，顯現(xiàn)出實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性和重要性。根據(jù)大學(xué)生的成長規(guī)律，分階段確立實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，同時使各階段目標(biāo)之間相互聯(lián)系，螺旋上升。合適的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，還必須建立在對“實(shí)驗(yàn)”準(zhǔn)確、深入理解的基礎(chǔ)上。對某一事物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，是因?yàn)槭孪炔恢澜Y(jié)果或并不完全確定結(jié)果，通過人為控制和干預(yù)對象，看它的后果如何。實(shí)驗(yàn)的核心要素是創(chuàng)新和實(shí)踐。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的直觀性、實(shí)踐性、探究性是區(qū)別于理論教學(xué)的特有屬性。作為一名實(shí)驗(yàn)教師，必須具有強(qiáng)烈的“實(shí)驗(yàn)”意識，著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力，而不能在實(shí)驗(yàn)課中大量開設(shè)驗(yàn)證理論和定律的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生早已經(jīng)知道了實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，他們對這樣的實(shí)驗(yàn)就沒有多少興趣。

合適的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)支配著實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全過程，規(guī)定著教與學(xué)的正確方向。一方面，能夠使教師考慮所教學(xué)生的實(shí)際水平，面向大多數(shù)學(xué)生的需求，就實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目取舍與排序、教學(xué)方法選擇與組合、教學(xué)時間分配、教學(xué)評價程序安排等做出理性的決策，并在實(shí)施過程中作必要的調(diào)整，讓實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動順利展開，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性得到保障。另一方面，能夠使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)指引下，有意識地選擇相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方法或策略，促使他們達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的要求。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)是一個多維度、多層次的系統(tǒng)

關(guān)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定，西方學(xué)者們在上世紀(jì)七八十年代進(jìn)行了認(rèn)真探討。其中以克洛普弗（Klopfer）的研究最為典型。1971年，克洛普弗提出理工科大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要把重點(diǎn)放在以下五個方面：（1）知識和理解能力；（2）訓(xùn)練動手能力；（3）實(shí)踐科學(xué)的探索過程，包括觀察、測量分析數(shù)據(jù)、確定問題以及找出解決問題的方法；（4）了解科學(xué)家的工作方法；（5）培養(yǎng)對科學(xué)的興趣和科學(xué)態(tài)度。[1]顯然，這些目標(biāo)在今天仍然是廣大高等教育工作者所追求的。實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為高校教學(xué)工作的重要組成部分，其目標(biāo)的設(shè)置應(yīng)服從或服務(wù)于大學(xué)人才培養(yǎng)目標(biāo)?，F(xiàn)代大學(xué)人才培養(yǎng)目標(biāo)要體現(xiàn)“自主、合作、創(chuàng)新”的時代精神。[2]圍繞人才培養(yǎng)目標(biāo)的變化，我們可以把現(xiàn)代大學(xué)本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)分為實(shí)驗(yàn)方法、科學(xué)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰θ齻€維度，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)活動在這三個方面得到提升。而且，實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰λ哂械膶哟谓Y(jié)構(gòu)，決定了實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一個多目標(biāo)、多層次的系統(tǒng)。

（一）實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的維度

1. 實(shí)驗(yàn)方法

大學(xué)生學(xué)會實(shí)驗(yàn)的方法，是本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)有的起點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)要取得實(shí)效，需要有正確的方法。本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不再是僅僅向?qū)W生傳授實(shí)驗(yàn)知識和操作技能，使學(xué)生了解“是什么”“為什么”和“怎么做”，而是應(yīng)該教給學(xué)生如何通過實(shí)驗(yàn)來解決問題、認(rèn)識世界的方法。只有這樣，才能讓大多數(shù)學(xué)生真正領(lǐng)悟到實(shí)驗(yàn)的“有用”和“意義”。這里的“實(shí)驗(yàn)方法”是指與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的科學(xué)方法。與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的科學(xué)方法是實(shí)驗(yàn)活動經(jīng)驗(yàn)程序化、規(guī)范化的結(jié)果，是科學(xué)家群體在長期實(shí)驗(yàn)研究過程中所形成的一整套有效的思維方式和操作規(guī)則。實(shí)驗(yàn)方法是科學(xué)家們產(chǎn)生知識的知識，也是學(xué)生獲得知識的重要手段。學(xué)生掌握了實(shí)驗(yàn)的方法，不僅可以運(yùn)用自己的智慧去進(jìn)行實(shí)驗(yàn)活動以探索未知，而且可遷移到其他方面，在科學(xué)研究、日常生活和社會生活中都可以發(fā)揮巨大的作用。在我們現(xiàn)行的實(shí)驗(yàn)教材（實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書）中，各學(xué)科自己的實(shí)驗(yàn)方法是以實(shí)驗(yàn)技能的形式體現(xiàn)的，而觀察、測定、記錄等操作實(shí)驗(yàn)的方法和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方法都是隱含在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之中，沒有專門的系統(tǒng)闡述。我們把“實(shí)驗(yàn)方法”用一個維度單列出來，是為了凸顯它的作用。

2. 科學(xué)態(tài)度

實(shí)驗(yàn)過程是認(rèn)知、情感和行動協(xié)同進(jìn)行的過程，養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度是實(shí)驗(yàn)教學(xué)所特有的對學(xué)生培養(yǎng)所不可忽視的方面。我們知道，科學(xué)實(shí)驗(yàn)本身就要求具有忠誠老實(shí)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。在實(shí)驗(yàn)過程中，為了取得可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí)和現(xiàn)象，必須堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)觀察的客觀性，克服主觀性和頭腦中的任何偏見，堅(jiān)信實(shí)驗(yàn)事實(shí)，尊重觀察到的真實(shí)現(xiàn)象。如果實(shí)驗(yàn)失敗，就應(yīng)該運(yùn)用理論思維對失敗的原因進(jìn)行認(rèn)真的分析和探討。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程也是進(jìn)行科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)過程。在我們的教育界，包括科技界有一種浮躁的情緒，甚至有抄襲、剽竊等現(xiàn)象，北京大學(xué)前校長許智宏倡議，要對青年人，特別是大學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)訓(xùn)練。[3]特別是在當(dāng)今，這一維度的影響就顯得特別重要。

3. 實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>

實(shí)驗(yàn)教學(xué)促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶嵘?，這是本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)最根本的目標(biāo)。實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ窃趯?shí)驗(yàn)活動中形成和發(fā)展的、直接影響實(shí)驗(yàn)活動效率、保證實(shí)驗(yàn)活動順利進(jìn)行和完成的個性心理與生理特征。20世紀(jì)90年代初期以前，教育教學(xué)界將實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΚM義地理解和定位為實(shí)驗(yàn)操作能力，從而導(dǎo)致在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中把實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，簡化為實(shí)驗(yàn)操作技能的培養(yǎng)。廣義的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?yīng)該覆蓋實(shí)驗(yàn)活動的全部過程，而不只是一部分，包括：選擇和確定實(shí)驗(yàn)課題的能力；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力；實(shí)驗(yàn)操作能力；收集和處理實(shí)驗(yàn)事實(shí)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并作出結(jié)論的能力等。培養(yǎng)學(xué)生選擇和確定實(shí)驗(yàn)課題的能力，是非常必要的。當(dāng)今高等教育改革的一大主題是培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。要創(chuàng)新，首先要能夠提出問題，并根據(jù)已有條件去確定研究的課題。擁有實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ诖髮W(xué)生以后進(jìn)入工作崗位獨(dú)當(dāng)一面，進(jìn)行研究，或者進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、項(xiàng)目管理等等，都具有重要意義。

本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一個多目標(biāo)系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)方法、科學(xué)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ瞧渲腥齻€主要維度。三個維度之間是互動關(guān)系，對學(xué)生任何一個方面的培養(yǎng)都和其他二項(xiàng)互相聯(lián)系，任何一種目標(biāo)的獲得都會同時強(qiáng)化其他目標(biāo)獲得的可能性，但是這并不等于可以用一個目標(biāo)來取代另外一個目標(biāo)。

（二）實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的層次

本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)也是一個多層次的系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰哂衅鋬?nèi)在的層次結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的層次不是靜態(tài)的，而是一個動態(tài)的、逐級遞進(jìn)的過程，是“若干個下一級通過相干性關(guān)系構(gòu)成具有新的性質(zhì)的上一級的逐級構(gòu)成性關(guān)系的等級結(jié)構(gòu)”[4]。

在學(xué)會實(shí)驗(yàn)方法的目標(biāo)上，由低到高可分為三個層次。掌握方法規(guī)范是最基本的要求，即學(xué)生會使用儀器、懂得規(guī)范，不因誤操作而導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯誤或發(fā)生危險(xiǎn)。第二層次是選擇實(shí)驗(yàn)方法，即學(xué)生能根據(jù)所要解決的實(shí)驗(yàn)問題和任務(wù)，正確選擇常用的實(shí)驗(yàn)方法，把握實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的本質(zhì)。第三層次是評價實(shí)驗(yàn)方法，是指學(xué)生能對自己或他人的實(shí)驗(yàn)方法的優(yōu)劣做出評價，并根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)問題及時調(diào)整實(shí)驗(yàn)方法。

在實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ哪繕?biāo)上，由低到高表現(xiàn)為三個層次?；緦哟问菍?shí)驗(yàn)動手能力，主要表現(xiàn)為：選擇、裝配、使用必要的實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備的能力；組織和完成實(shí)驗(yàn)操作，控制實(shí)驗(yàn)條件，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力等。第二層次是自己根據(jù)已經(jīng)提出的問題和任務(wù)去設(shè)計(jì)和完成一個實(shí)驗(yàn)的能力，主要表現(xiàn)為：運(yùn)用有關(guān)的知識技能設(shè)計(jì)合理實(shí)驗(yàn)方案的能力；根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要，選擇、調(diào)試、使用實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的能力；運(yùn)用所學(xué)到的知識對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)誤差做出合理的分析和解釋并得出有關(guān)的結(jié)論的能力。第三層次是自己提出問題、自己去實(shí)驗(yàn)以獲得新知的能力，主要表現(xiàn)為：發(fā)現(xiàn)、提出具有探究性的實(shí)驗(yàn)問題的能力；針對某個實(shí)驗(yàn)問題，善于從實(shí)驗(yàn)原理、操作、步驟、試劑選用、儀器裝置等方面，設(shè)計(jì)與眾不同的實(shí)驗(yàn)方案的能力；靈活選取儀器設(shè)備并進(jìn)行裝配、調(diào)試、操作的能力；能根據(jù)實(shí)驗(yàn)中所得到的數(shù)據(jù)獨(dú)立進(jìn)行分析并提出自己獨(dú)到見解的能力。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)層次的劃分是相對的，在同一種或不同教學(xué)策略下可以實(shí)現(xiàn)多個層次的目標(biāo)。高層次目標(biāo)在低層次目標(biāo)的基礎(chǔ)上形成和發(fā)展，并在發(fā)展的過程中對其下的各個層次目標(biāo)產(chǎn)生影響，即高層次目標(biāo)的發(fā)展也帶動低層次目標(biāo)的發(fā)展。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)高、低層次之間是一種互為前提、共同發(fā)展的辯證關(guān)系，實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)由低級向高級演變的過程正是反映了學(xué)生的動態(tài)發(fā)展過程。

三、本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的層次是通過不同類型的實(shí)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)的

本科教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)有多種，不同的實(shí)驗(yàn)所具有的教育價值是不同的，其層次也不相同。根據(jù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本規(guī)范和學(xué)生知識增長、能力發(fā)展的規(guī)律，可以把教學(xué)實(shí)驗(yàn)劃分為基礎(chǔ)型、設(shè)計(jì)型、探究型三種類型，它是一個在認(rèn)識和能力發(fā)展上不斷提升、在科學(xué)素養(yǎng)上由掌握具體操作方法到形成科學(xué)思維方式的實(shí)踐培養(yǎng)過程。[5]不同類型的實(shí)驗(yàn)相互配合，共同實(shí)現(xiàn)本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)。

基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)只能達(dá)到低層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)。在基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)方案由教師提供，學(xué)生在教師指導(dǎo)下獨(dú)立操作來實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案。學(xué)生參與的實(shí)驗(yàn)活動，具體包括實(shí)驗(yàn)操作、觀察、測定、記錄、整理、思考和概括結(jié)論?；A(chǔ)型實(shí)驗(yàn)的教育價值是非常有限的，可以加深學(xué)生對所學(xué)理論知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生正確地使用科學(xué)儀器，學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)方法規(guī)范，豐富學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能和動手能力。

設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)和探究型實(shí)驗(yàn)是實(shí)現(xiàn)高層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)所必需的實(shí)驗(yàn)類型。設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)是教師只向?qū)W生提出要解決的問題，進(jìn)行課題定向；學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，根據(jù)給定的具體實(shí)驗(yàn)任務(wù)、可使用儀器設(shè)備和場地的條件，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識和技能設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)過交流、討論和教師咨詢、指導(dǎo)后，由學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。因此，學(xué)生的自主性和學(xué)習(xí)積極性可以大為提高，有利于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段來分析、解決問題的能力和創(chuàng)造精神。探究型實(shí)驗(yàn)是在設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，由學(xué)生自己提出一個要探究的問題，這類實(shí)驗(yàn)的活動幾乎全部都由學(xué)生完成。由于要獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，會促使學(xué)生用高度的責(zé)任心和熱情，以及認(rèn)真和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度來解決問題，其科學(xué)素養(yǎng)可以全面地得到鍛煉和提高。

教師可以根據(jù)學(xué)生的情況，就同一個實(shí)驗(yàn)對象設(shè)置成不同類型的實(shí)驗(yàn)，以實(shí)現(xiàn)不同的教學(xué)目標(biāo)。以金屬塊密度實(shí)驗(yàn)為例，如果給學(xué)生完成的操作程序并要求他們嚴(yán)格遵循，根據(jù)確定的值計(jì)算出其密度，這個實(shí)驗(yàn)就是基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)。它可以訓(xùn)練學(xué)生規(guī)范地操作，培養(yǎng)其操作技能。如果要求學(xué)生用不同的測量方法得出結(jié)果，或者向?qū)W生提供幾種測量體積的方法，讓他們比較不同的測量方法得出的種種結(jié)果，這樣的實(shí)驗(yàn)就成了設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。它可以讓學(xué)生在同一個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目下設(shè)計(jì)出不同的實(shí)驗(yàn)方案，由學(xué)生實(shí)施自己的方案，分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論，發(fā)揮其主觀能動性。如果在鋁塊外面涂上一層漆，使其原色被掩蓋，然后問學(xué)生怎樣進(jìn)行測量才能確定材料的物理屬性，這個實(shí)驗(yàn)就成了探究型實(shí)驗(yàn)。這樣更能啟迪學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力，增強(qiáng)他們的好奇心，激發(fā)他們的創(chuàng)新潛能，提升實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

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(責(zé)任編輯陳志萍)