踐行寬容失敗理念　開發(fā)實驗失敗之教學(xué)價值

陳超越　邢宏龍　張曉梅　胡勁松

（1安徽理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，安徽淮南232001；2江蘇理工學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，江蘇常州213001）

·教學(xué)研究與改革·

踐行寬容失敗理念開發(fā)實驗失敗之教學(xué)價值

陳超越1，2邢宏龍1，*張曉梅1胡勁松1

（1安徽理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，安徽淮南232001；2江蘇理工學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，江蘇常州213001）

引導(dǎo)教師審視實驗失?。ㄊд`）的教學(xué)價值，營造出寬容失敗、善待挫折、鼓勵成功的氛圍。通過建立“錯誤病歷”和“會診”制度、提供實驗補做條件、改進(jìn)新設(shè)實驗項目、建立“實驗失敗探索—科研訓(xùn)練—畢業(yè)設(shè)計”互通機制、在實驗失敗中尋找科研靈感并孵化研究課題等措施，初步建立起實驗失敗中的教學(xué)資源的開發(fā)機制。

實驗教學(xué)；實驗失??；寬容失??；實驗中心

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在化學(xué)實驗中，成功與失?。ㄊд`）相伴相生、如影隨形。因為諸多不確定因素都有可能對化學(xué)實驗過程產(chǎn)生影響，所以學(xué)生的實驗結(jié)果常常會偏離預(yù)期、陷入困境或?qū)е聦嶒炇。?］。也正因為此種原因，同理論課相比，化學(xué)實驗課往往更難按照教師和學(xué)生的意愿及時掌控。我們發(fā)現(xiàn)，在大學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)中，師生對實驗教學(xué)中的失?。ㄊд`）事例、實驗異?，F(xiàn)象等在觀念、認(rèn)識、處理方法等方面有一些傾向值得關(guān)注。

一方面，在基礎(chǔ)實驗和經(jīng)典實驗教學(xué)中，有些教師為了提高實驗成功率，講解和指導(dǎo)過多、過細(xì)，以避免學(xué)生出現(xiàn)實驗失?。ㄊд`）。然而，在實驗結(jié)束后，師生雖然“皆大歡喜”，但卻使得化學(xué)實驗的神秘感和挑戰(zhàn)性降低。成功來得太容易，同時又對失敗的親身體驗較少，其實不利于學(xué)生全面理解和掌握某些實驗的實質(zhì)和精髓，也不利于培養(yǎng)良好的實驗習(xí)慣。另一方面，隨著近幾年綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗項目的不斷增加，部分高年級實驗的難度和復(fù)雜性提高，實驗異常、實驗失敗等情況隨之增多。但在實際教學(xué)中，教師仍然將很多精力放在那些實驗順利的學(xué)生身上，很多實驗失?。ㄊд`）的事例因為缺乏深入指導(dǎo)，最后都無果而終、不了了之。這樣就使得綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗項目的效果大打折扣。這些現(xiàn)象反映出有些教師對待學(xué)生實驗失?。ㄊд`）的態(tài)度不夠理性，心理稍顯浮躁，甚至將其視為“包袱”，而未能將實驗失?。ㄊд`）事例看做一種“教學(xué)資源”，更沒有很好地利用和開發(fā)其教學(xué)價值。

任何實驗過程中都存在正、反兩個方面的實驗經(jīng)驗，正面的、成功的經(jīng)驗固然重要，但異常的、失敗的實驗也有其無可替代的價值。很多實驗教師都深有體會：有時候?qū)W生對“成功”的實驗印象并不深刻，但卻對“失敗”過的實驗?zāi)钅畈煌?。所以，從眾多實驗失?。ㄊд`）事例中，可以建立起“實驗失敗原因”的信息庫，再從這一信息庫中深入“挖潛”，使之成為提升實驗教學(xué)水平的新的增長點。我們在化學(xué)實驗中心的管理實踐中，積極貫徹“寬容實驗失敗”的教學(xué)理念，在開發(fā)實驗失?。ㄊд`）事例的教學(xué)、科研價值方面做了一些有益的探索，有效提升了我校的化學(xué)實驗教學(xué)水平。

1　重新審視實驗失敗（失誤）的教學(xué)價值

在新的教學(xué)資源觀中，并非只有正確的、積極的因素才是教學(xué)資源。實際上，學(xué)生的經(jīng)驗、感受、見解、智慧、問題、困惑、錯誤等都是重要的教學(xué)資源［2］。英國科學(xué)家卡爾·波普爾（Karl Popper）說過：“錯誤中往往孕育著比正確更豐富的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造因素，發(fā)現(xiàn)的方法就是試誤法”。實驗失?。ㄊд`）事例其實就是一種具有特殊教育功能的學(xué)習(xí)資源，關(guān)鍵是在實驗失?。ㄊд`）發(fā)生后，教師如何利用這些事例所帶來的教學(xué)契機，賦予其特有的教學(xué)價值。

1.1實驗失敗（失誤）的體驗是學(xué)生實驗?zāi)芰β菪缴仙谋厝浑A段

實驗失?。ㄊд`）頻頻出現(xiàn)是化學(xué)實驗課堂的本真，也是學(xué)生實驗過程中的必然經(jīng)歷。學(xué)生的實驗失敗（失誤）是學(xué)生理論知識、實驗技能、實驗品質(zhì)等弱點最直接的暴露。由于學(xué)生思考問題的方式形形色色，他們出錯的地方也千差萬別，暴露和呈現(xiàn)學(xué)生的失敗（失誤）往往能夠成為實驗教學(xué)真正的起點。同時，實驗失?。ㄊд`）往往發(fā)生在關(guān)鍵或轉(zhuǎn)折之處，學(xué)生每遭遇一次實驗失?。ㄊд`），就增添了一次打破和超越已有實驗經(jīng)驗的機會；每克服一次實驗失?。ㄊд`），學(xué)生已有的實驗技能和實驗?zāi)芰蜁尸F(xiàn)一種螺旋式上升。

1.2實驗失?。ㄊд`）的磨礪有利于培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗品質(zhì)

在實驗教學(xué)中，除了訓(xùn)練學(xué)生的實驗技能之外，培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗品質(zhì)也很重要?；瘜W(xué)實驗素養(yǎng)主要包括科學(xué)態(tài)度、科學(xué)作風(fēng)和刻苦鉆研、永不放棄的精神等。這些實驗品質(zhì)往往在學(xué)生有了實驗失?。ㄊд`）的切身體驗之后，才能得到更好的磨礪和錘煉。

（1）培養(yǎng)學(xué)生耐心細(xì)致、精益求精的品質(zhì)：很多實驗失敗（失誤）是因為學(xué)生粗心、急躁、規(guī)范操作意識不強等造成的，失敗（失誤）的發(fā)生能夠引發(fā)學(xué)生對自己實驗操作的深刻檢討，通過自我反省，學(xué)生會自我糾正一些不良的實驗習(xí)慣，逐步養(yǎng)成耐心細(xì)致、精益求精的實驗品質(zhì)。這往往是教師平時苦口婆心的說教所達(dá)不到的效果。

（2）體驗科學(xué)發(fā)現(xiàn)的艱辛，培養(yǎng)知難而進(jìn)的精神：化學(xué)實驗過程是科學(xué)研究過程的縮影，只有成功、沒有失敗的實驗過程無法讓學(xué)生體會到科學(xué)發(fā)現(xiàn)的艱辛和曲折。學(xué)生在遭遇實驗失敗（失誤）后會產(chǎn)生挫折感，并面臨“是進(jìn)？是退？”的抉擇。有些學(xué)生半途而廢，甚至一蹶不振。還有些學(xué)生敢于正視錯誤，絕不氣餒，在遇到失敗（失誤）時，首先嘗試自己解決，解決不了再尋求老師幫助，想方設(shè)法完成實驗。這種曲折的實驗過程，有利于培養(yǎng)學(xué)生吃苦耐勞、永不放棄的品質(zhì)。

（3）鍛煉學(xué)生觀察問題、分析問題和解決問題的能力：異常現(xiàn)象以及實驗失?。ㄊд`）等可使學(xué)生處于真實的問題情境之中，直面困難。通過追根溯源、質(zhì)疑反思、多向思維等，能夠全面鍛煉學(xué)生觀察、分析和解決實際問題的能力。

1.3實驗失敗（失誤）的解決“倒逼”著實驗教師自我提升

學(xué)生在實驗中出現(xiàn)的失?。ㄊд`）以及異?，F(xiàn)象千差萬別，有些甚至涉及多個學(xué)科的內(nèi)容。特別是近幾年新開設(shè)的綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗項目，其中某些甚至超出了本科生現(xiàn)有的知識水平。這些問題的解決對教師的教學(xué)也是一種新挑戰(zhàn)，“倒逼”著實驗教師不斷地自我提升，由“經(jīng)驗型”向“科研型”、“創(chuàng)新型”轉(zhuǎn)變。在探究過程中，師生共同發(fā)現(xiàn)問題、反思錯誤、相互合作糾正錯誤，可使師生雙方在探索活動中都得到提高，實現(xiàn)“教學(xué)相長”。

2　營造寬容實驗失敗的良好氛圍

有些教師認(rèn)為，學(xué)生實驗失?。ㄊд`）的出現(xiàn)加大了自己的工作量，浪費了較多的時間和精力；同時，對某些情況復(fù)雜的實驗，因為不能馬上找出原因和當(dāng)場提出解決辦法，會使教師感覺尷尬。所以不少教師對學(xué)生的實驗失?。ㄊд`）采取放任或責(zé)備的態(tài)度，甚至還會過度批評。然而，教學(xué)實踐表明，機械、刻板的壓制或者無視學(xué)生實驗犯錯往往會事與愿違，其主要表現(xiàn)有：

（1）實驗教師對實驗失?。ㄊд`）的責(zé)難、否定和打壓，會導(dǎo)致學(xué)生實驗過程中謹(jǐn)小慎微、懼怕錯誤，壓抑了學(xué)生的個性。

（2）由于有些教師對實驗失敗（失誤）批評和指責(zé)過多，少數(shù)學(xué)生為了免于苛責(zé)、急于求成，常常會出現(xiàn)抄襲其他同學(xué)的實驗數(shù)據(jù)、猜測填寫實驗結(jié)果、編造實驗現(xiàn)象等實驗“摻假”、結(jié)果“失真”的不良現(xiàn)象。

（3）教師過度的預(yù)防實驗失敗發(fā)生或?qū)嶒灝惓，F(xiàn)象置之不理，會大大減少學(xué)生擴展認(rèn)知范圍、接觸新發(fā)現(xiàn)的機會，使其好奇心、求知欲以及大膽嘗試的探索意識被扼殺。這與培養(yǎng)創(chuàng)新思維和創(chuàng)造型人才的理念相違背。

我們注重引導(dǎo)教師走出思維誤區(qū)，更新教學(xué)理念，善待學(xué)生的實驗失敗，擺脫師生彼此埋怨、互相不理解的教學(xué)困境和“怪圈”。面對實驗教學(xué)中出現(xiàn)的失?。ㄊд`）情形，要求教師消除浮躁心理，尊重已有的實驗現(xiàn)象和結(jié)果，學(xué)會傾聽學(xué)生的描述和解釋，讓學(xué)生發(fā)表自己的初步見解，開展與學(xué)生的平等討論和交流，營造寬容實驗失敗的良好氛圍和環(huán)境，鼓勵學(xué)生重拾信心、敢于再拼再試。

3　踐行“實驗失敗”的教學(xué)價值開發(fā)機制

教師的責(zé)任并不僅僅在于課前精心準(zhǔn)備，預(yù)防實驗失?。ㄊд`）的發(fā)生，還在于當(dāng)實驗失?。ㄊд`）發(fā)生后，要善于透過現(xiàn)象看本質(zhì)，及時捕捉其教學(xué)價值。應(yīng)鼓勵并引導(dǎo)學(xué)生從“錯誤”中學(xué)習(xí)，從單純地注重實驗結(jié)果轉(zhuǎn)向強調(diào)實驗過程的體驗。

從我校化學(xué)實驗中心的實際情況出發(fā)，我們從時間、場地、試劑、儀器、經(jīng)費、師資、制度、管理等諸多方面進(jìn)行了統(tǒng)籌安排，在制度設(shè)計和管理實踐上，初步建立起了“實驗失敗”的教學(xué)價值開發(fā)機制。

3.1建立學(xué)生實驗“錯誤病歷”和教師“會診”制度

在每個實驗項目的實際教學(xué)中，學(xué)生都會有共性的、個性的實驗失敗（失誤）現(xiàn)象；在每門實驗課程結(jié)束時，會出現(xiàn)一定程度的實驗失敗（失誤）累積、學(xué)生實驗?zāi)芰Ψ只痊F(xiàn)象。對于學(xué)生實驗中出現(xiàn)的林林總總的失?。ㄊд`），我們要求實驗教師要做“有心人”：第一要分門別類地進(jìn)行整理、歸類，建立起“錯誤病歷”，明確哪些屬于“技能型錯誤”、“素養(yǎng)型錯誤”或“觀念性錯誤”等；第二要對這些失敗（失誤）進(jìn)行正確歸因、找出癥結(jié)，以便以后調(diào)整教學(xué)對策；第三要評估這些實驗失敗問題的教學(xué)價值的高低，提出不同層次的解決辦法，對其中確有研究價值、難度較大、甚至是跨越多個學(xué)科的實驗失敗難題，建立教師“會診”制度，組織相關(guān)領(lǐng)域的教師集體定期研討、共同攻關(guān)。

實驗“錯誤病歷”和教師“會診”制度的建立，能使教師對學(xué)生實驗失?。ㄊд`）的類型、特點、產(chǎn)生原因、補救措施等了然于心、充分預(yù)估。這樣，教師在實驗巡視中就能夠做到從容面對，“現(xiàn)場”提出中肯的糾錯方法。由此也改變了少數(shù)教師一味地批評、指責(zé)學(xué)生等簡單粗暴的做法，不會陷入師生面對失敗手足無措的窘境。

3.2建立實驗失敗重做、補做等補償機制

因為實驗課時的限制，很多失敗的學(xué)生實驗隨堂來不及重做和補做，最終不了了之。有些學(xué)生認(rèn)為實驗成敗與否無關(guān)緊要，漸漸就降低了對自己實驗的要求。

為此，我們建立了實驗失敗重做和補做的長效補償機制，利用課外時間開放實驗室，提供重做所需的實驗藥品、儀器、設(shè)備供學(xué)生利用，或者在每門實驗結(jié)束后，安排統(tǒng)一時間集中讓學(xué)生重做失敗實驗［3］。根據(jù)需要還向?qū)W生開放大型儀器資源、網(wǎng)絡(luò)資源等。例如，有些有機反應(yīng)的特殊產(chǎn)物需要使用氣相色譜（GC）、液質(zhì)聯(lián)用（LC-MS）等進(jìn)行分離，或者紅外、核磁、質(zhì)譜等儀器表征其結(jié)構(gòu)等。

另外，對學(xué)生重做實驗不限定完成時間，為其提供更為充裕的時間來解決疑難問題。同時，我們?yōu)槠渲付ㄏ嚓P(guān)領(lǐng)域的老師進(jìn)行指導(dǎo)，并為指導(dǎo)教師計算工作量。

3.3依據(jù)實驗失?。ㄊд`）建立新設(shè)實驗項目完善和改進(jìn)機制

近些年，很多高校在實驗教學(xué)改革中，淘汰了過于陳舊的實驗項目，新增了很多涉及新方法、新技術(shù)的化學(xué)實驗項目，深受師生歡迎。但這些新設(shè)實驗項目在最初設(shè)計時往往是從教師的角度出發(fā)的，在具體的實施過程中或多或少會存在不完善、不合理、甚至不科學(xué)的地方［4］。學(xué)生往往就是在這些有缺陷的地方頻發(fā)實驗失敗（失誤）。所以，學(xué)生暴露出的實驗失?。ㄊд`）是我們進(jìn)行新設(shè)實驗項目改進(jìn)和完善的重要依據(jù)。

我們對所有的新開設(shè)“綜合性”、“設(shè)計性”實驗項目建立了“實驗失敗調(diào)查制度”，即在該項目首次實施后，向?qū)W生發(fā)放實驗失敗情況“調(diào)查表”，向?qū)W生征集其在每個新設(shè)實驗項目實施中出現(xiàn)的主要出錯點、困難以及改進(jìn)意見。同時，我們還讓學(xué)生參與到新設(shè)實驗項目的籌備、改進(jìn)中來，從“試做者”的角度，對實驗項目的內(nèi)容、方法、操作過程等每個細(xì)節(jié)反復(fù)考查，以提煉出可操作性強、實效性好、有創(chuàng)新特色的實驗項目。

3.4建立“實驗失敗探索—科研訓(xùn)練—畢業(yè)設(shè)計”互通機制

對有些難度較大、確有研究價值的實驗失?。ㄊд`）的探究，必須要有時間、場地、儀器、經(jīng)費等的配套支持。這種實驗失敗的探索活動可能一兩次無法完成，需要一定的探索周期；有些還需要查閱文獻(xiàn)、設(shè)計方案、請教師指導(dǎo)等。

我們建立了“實驗失敗探索—科研訓(xùn)練—畢業(yè)設(shè)計”互通機制，根據(jù)情況，可以讓一些學(xué)生提前進(jìn)入“科研訓(xùn)練”階段或者“畢業(yè)設(shè)計”階段，允許他們提前領(lǐng)用“科研訓(xùn)練”教學(xué)經(jīng)費或者“畢業(yè)設(shè)計”生均經(jīng)費等用于探究。允許學(xué)生通過“師生互選”，選擇相關(guān)領(lǐng)域的導(dǎo)師指導(dǎo)其探索活動。在共同探索過程中，教師和學(xué)生彼此熟悉，這樣，學(xué)生就可在探究結(jié)束后，繼續(xù)留在該導(dǎo)師的實驗室完成科研訓(xùn)練、畢業(yè)論文等。

同時，我們安排有相同失敗情形的學(xué)生組成研究小組，合作探索實驗失敗原因。

3.5通過“科研課題孵化”機制在實驗失?。ㄊд`）中尋找科研靈感和研究課題

眾所周知，化學(xué)新理論的發(fā)現(xiàn)、新技術(shù)的發(fā)明、新技能的掌握等都是一個反復(fù)“嘗試錯誤”、長期探索的過程。在這一過程中，通過反復(fù)多次“試誤”，在排除錯誤的同時逐漸顯現(xiàn)正確的方法。有些實驗失敗（失誤）事例，特別是在近幾年新開設(shè)的綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗項目中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象有一定的科學(xué)研究價值［5］；有些實驗失敗（失誤）中還可能蘊含著“亮點”甚至是新的實驗發(fā)現(xiàn)。所以，在實驗失?。ㄊд`）的反復(fù)探索中，在與學(xué)生的實驗交流互動中，可以尋找到新的科研靈感，并培育、孵化出新的科研課題。

我們在實驗教學(xué)中建立了“科研課題孵化”機制，將一些實驗失敗中有“創(chuàng)新點”的小課題“孵化”、升級為層次不同的科研課題，實現(xiàn)了教學(xué)與科研的“雙贏”。在“挑戰(zhàn)杯”、“大學(xué)生實踐創(chuàng)新訓(xùn)練計劃”等的申報過程中，優(yōu)先支持源自實驗教學(xué)中的新課題，鼓勵學(xué)生和教師圍繞實驗項目的探索發(fā)表教研論文和科研論文。

3.6建立起向“寬容失敗”傾斜的實驗教學(xué)評價辦法

失敗并不都是師生主觀不努力造成的，有時候?qū)捜菔∨c鼓勵成功同等重要。對于實驗教師和學(xué)生，我們還從實驗評價辦法方面增加彈性，使其更加人性化，不以一時一事定終身。寬容其失敗、鼓勵其成功。針對不同層次的實驗項目，制定和完善向“寬容失敗”傾斜的實驗教學(xué)評價具體辦法。對于實驗失敗的學(xué)生，只要其反思深刻、補做成功、確有收獲，不但不影響其實驗成績，還可以視情況給予較好的成績。對于教師，只要其解決實驗過程中的疑難雜癥有力，就給予其適當(dāng)?shù)墓ぷ髁?、實驗條件、經(jīng)費等方面的支持，同時在實驗教學(xué)效果評價方面給予傾斜，提高教師的教學(xué)積極性。

需要說明的是，“寬容失敗”絕不是“縱容失敗”。教師一定要辯證地看待學(xué)生在實驗教學(xué)中的“成功”與“失敗”，對實驗失?。ㄊд`）一定要注意把握好“寬容度”。既要對值得寬容的實驗失敗給予一定的指導(dǎo)和幫助，又要防止低級的、無謂的操作失誤等。特別是對實驗安全類的失誤要嚴(yán)加防范，一切都要以學(xué)生實驗?zāi)芰Φ奶岣邽樵u價標(biāo)準(zhǔn)。

4　結(jié)語

當(dāng)我們換一種思路看待實驗失敗，換一種角度審視實驗失敗，換一種方法處理實驗失敗，就能將實驗失敗轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N教學(xué)資源。對于學(xué)生，實驗失?。ㄊд`）也是一條走向完善的路徑；對于教師，實驗失?。ㄊд`）可以成為反饋教學(xué)的鏡子。只要我們更新實驗教學(xué)觀念，消除師生實驗教學(xué)中的浮躁心理，營造好“寬容失敗”的良好氛圍，建立起實驗失?。ㄊд`）事例教學(xué)價值的長效開發(fā)機制，就能達(dá)到鍛煉學(xué)生、教師，提升實驗教學(xué)水平的目的。

［1］孫宏.實驗技術(shù)與管理，2013，30（5），157.

［2］莊京，彭卿，王訓(xùn).大學(xué)化學(xué)，2010，25（1），13.

［3］周璐珊，張文雄.化學(xué)通報，2012，75（3），279.

［4］鄧克儉，陳棟華，伍明，唐萬軍.大學(xué)化學(xué)，2013，28（2），22.

［5］張洪奎，朱亞先，夏海平.實驗技術(shù)與管理，2012，29（1），7.

Attempts on Practicing the Failure Tolerance and Exploring the Teaching Value from Experimental Failures

CHEN Chao-Yue1，2XING Hong-Long1，*ZHANG Xiao-Mei1HU Jin-Song1
（1School of Chemical Engineering，Anhui University of Science and Technology，Huainan 232001，Anhui Province，P.R. China；2School of Chemistry and Environmental Engineering，Jiangsu University of Technology，Changzhou 213001，Jiangsu Province，P.R.China）

Aiming to practice the concept of failure tolerance in chemistry laboratory teaching，we encourage teachers to re-examine the values of experimental failures as opportunities for students′experimental ability training and curriculum study.At the same time，we have taken steps to create a friendly failure-tolerant environment and explore teaching and research resources from those experimental failures，including collecting and providing consultation on experimental faults，facilitating rerunning experiments，renewing and improving experimental projects，looking for scientific research opportunities in experimental failures，and establishing failure-friendly assessment methods.By exploring resources in experimental failures，teaching quality，research abilities，and social service levels of our chemistry experiment center have been promoted and improved.

Laboratory teaching；Experimental failure；Failure-tolerant；Chemistry experiment center

O6；G64

10.3866/PKU.DXHX20160206

，Email：hlxing@aust.edu.cn

安徽省質(zhì)量工程項目（2013jyxm075）；安徽理工大學(xué)重點教研項目（2013zdxm06）