淺談實驗教學(xué)與校園文化建設(shè)的整合

陳偉杰

【摘 要】實驗教學(xué)是科學(xué)課程實施的重要內(nèi)容與方法，但是受到課堂教學(xué)條件的限制導(dǎo)致某些實驗不能有效開展。校園環(huán)境有著比課堂環(huán)境更加優(yōu)越的教學(xué)資源與教學(xué)條件，但是大多數(shù)師生都忽略了這些寶貴的教學(xué)資源。通過對教學(xué)實驗的特點(diǎn)以及校園教學(xué)資源的研究，提出了開放性實驗室的創(chuàng)建、校園科技活動的開展、校園教學(xué)資源的挖掘、校園教學(xué)功能區(qū)創(chuàng)建等整合方式，在實踐上為實驗教學(xué)與校園文化的整合提供了指導(dǎo)性策略。

【關(guān)鍵詞】實驗教學(xué) 校園文化 整合

【中圖分類號】G637 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）07-0072-02

實驗教學(xué)是科學(xué)課程實施的重要內(nèi)容，也是深受師生歡迎的一種教學(xué)方法。它在學(xué)生的文化素質(zhì)、思想態(tài)度以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)上具有純理論教學(xué)不可替代的作用。但是，某些教學(xué)實驗的開展受到課堂四十五分鐘的時空局限，導(dǎo)致的教學(xué)效果降低甚至無法真正有效開展。

然而，校園中的各種花草樹木以及景觀建筑都是非常生動的科學(xué)知識載體。而且所呈現(xiàn)出來的狀態(tài)是經(jīng)過大自然長時間“科學(xué)實驗”所得的成果。校園中的“操場”、“公園”甚至是“走廊過道”所提供的實驗場所也都比教室內(nèi)要寬廣?！督逃筷P(guān)于大力加強(qiáng)中小學(xué)校園文化建設(shè)的通知》中也明確指出：“校園文化是學(xué)校教育的重要組成部分，是全面育人不可或缺的重要環(huán)節(jié)。”所以實驗教學(xué)與校園文化需要有機(jī)地整合，才能最大限度地發(fā)揮實驗輔助教學(xué)的功能。同時，也能讓校園成為一個真正的學(xué)習(xí)園地。

一、實驗教學(xué)與校園文化整合的必要性

課堂上的教學(xué)實驗雖然經(jīng)過了幾代教育工作者的改進(jìn)，大部分教學(xué)實驗?zāi)軌蛟谡n堂上演示，但是還是有部分實驗無法在課堂上完成。某些教學(xué)實驗雖然能展開教學(xué)演示但是效果不盡人意。而校園景觀中正在發(fā)生的“科學(xué)實驗”，或者已經(jīng)呈現(xiàn)出來的“科學(xué)現(xiàn)象”學(xué)生卻熟視無睹造成教學(xué)資源的浪費(fèi)。

1、課堂實驗受時間局限

某些實驗的開展需要很長的時間，在課堂四十五分鐘內(nèi)無法完成。例如：

“植物的向光性”實驗，即使用向光性很好的“文竹嫩芽”來做實驗也需要2～3個小時才會有現(xiàn)象呈現(xiàn)。若用其他向光性不太敏感的植物做實驗則所花的時間更長。

“種子萌發(fā)”實驗，常見的種子萌發(fā)需要幾天的時間如：白蘿卜2～4天；菠菜3～7天；香菜5～10天；小蔥4～8天。沒有在45分中內(nèi)就能發(fā)芽的種子。

“腐肉生蛆”實驗，一般需要2～3天。因為蒼蠅卵即使在溫度35℃，相對濕度為75%～80%這最適溫濕度情況下也需要八個多小時才能孵化。

像這些教學(xué)實驗我們需要在課堂之外借助一些特殊的實驗教學(xué)活動，才能把實驗真正開展起來。

2、課堂實驗受空間局限

又有一些實驗的開展需要較大的場地空間才能最大限度地發(fā)揮實驗的教學(xué)價值。例如：

“馬德堡半球”實驗，雖然實驗室中有小型的馬德堡半球，但僅限兩位同學(xué)進(jìn)行對拉實驗。但是這樣一個小型模擬實驗所體現(xiàn)出來的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上六七十個人進(jìn)行拔河對拉來得震撼。

“大氣壓頂水柱”實驗，根據(jù)水的密度1.0×103千克/米3以及標(biāo)準(zhǔn)大氣壓1.01×103帕斯卡來計算，大氣壓能夠把水頂上10.3米的樓頂。

“切割地磁場發(fā)電”實驗，用五六米長的導(dǎo)線配合靈敏電流表，雖然也能在教室內(nèi)勉強(qiáng)開展實驗。但是，教室內(nèi)有課桌椅等障礙物的妨礙。相比之下還是在室外開展比較方便。

像以上這些大型實驗需要借助校園內(nèi)空曠的場地才能有效開展。

3、校園教學(xué)資源的浪費(fèi)

校園中某些花草樹木所呈現(xiàn)出來的現(xiàn)象蘊(yùn)含著非常明確的科學(xué)原理。這些承載科學(xué)原理的自然現(xiàn)象不僅發(fā)生在樹木上，還發(fā)生在某些建筑物上。都是一個個非常珍貴、非常生動的教學(xué)資源。例如：

“種在大樓旁的雪松”。在靠近樓的一側(cè)長得弱小，離樓遠(yuǎn)的一側(cè)長得粗壯。非常生動地體現(xiàn)了光照對植物生長的影響。同時這又是一個非常珍貴的教學(xué)資源，因為它需要近十年的時間才能明顯地呈現(xiàn)出兩側(cè)枝條的長勢差異。

混泥土樓房漏水所形成的“鐘乳石”。蘊(yùn)含了CaCO3+H2O+CO2= Ca（HCO3）2、Ca（HCO3）2 △ CaCO3↓+H2O+CO2↑這樣兩個化學(xué)變化。它的形成也需要大自然花費(fèi)數(shù)年時間“精雕細(xì)琢”。

“校園內(nèi)的各種花草樹木”，它們比書本上的“文字”與“圖片”更加具體的展現(xiàn)了什么是“直立莖”、“攀緣莖”、“纏繞莖”、“匍匐莖”；什么是“平行葉脈”與“網(wǎng)狀葉脈”；什么是“裸子植物”與“被子植物”；什么是“單子葉植物”與“雙子葉植物”；什么是“風(fēng)媒花”與“蟲媒花”等這樣一些科學(xué)知識。校園中的每一棵綠化植物都是一個個生動的知識載體，都是一本本鮮活的教科書。

但是學(xué)生缺乏明銳的觀察能力，也就造成了這些珍貴教學(xué)資源的浪費(fèi)。

二、實驗教學(xué)與校園文化整合的方式

正是由于教學(xué)實驗自身的特點(diǎn)以及課堂的時空局限，實驗教學(xué)需要借助整個校園的教學(xué)資源才能有效開展。而校園文化又可以通過實驗器材設(shè)備、實驗開展制度、大型科技活動以及科學(xué)精神等方面具體落實與體現(xiàn)。所以實驗教學(xué)與校園文化可以有機(jī)地整合，具體方式如下。

1.開放性實驗室的創(chuàng)建

針對那些需要長時間才能開展的實驗，可以創(chuàng)建“開放性實驗室”加以開展。具體創(chuàng)建方法也比較簡單，在教學(xué)樓一樓不影響消防疏散的走廊上擺放兩張實驗桌，作為實驗操作臺。每周更換實驗器材以適應(yīng)每周不同的教學(xué)內(nèi)容。實驗內(nèi)容可以是教材中的演示實驗幫助學(xué)生理解科學(xué)原理，也可以是實驗手冊中的操練實驗幫助學(xué)生熟練操作技能，還可以是以作業(yè)本中的題目為原型的驗證性實驗幫助學(xué)生驗證猜想檢驗疑惑。

在實驗臺上擺放記錄本，讓來進(jìn)行實驗操作的同學(xué)簽上自己的姓名，也可讓學(xué)生們寫上下周想要開展的實驗。通過記錄本了解學(xué)生的實驗參與率，以及了解學(xué)生的需求。讓記錄本成為師生對話的一個窗口。從而使開放性實驗活動的開展能夠更好地服務(wù)學(xué)生，服務(wù)教學(xué)。

為了確保實驗開展過程的安全性。備課組需要對實驗進(jìn)行篩選與改進(jìn)。舍去那些有可能會對學(xué)生產(chǎn)生危險的實驗。對于那些容易造成儀器破損的實驗改良器材后再開展。讓當(dāng)天值班老師早上擺出器材晚上收回器材，確保器材不遺失。

2.校園科技活動的開展

針對那些需要大空間才能開展的實驗，可以與校園科技活動相融合。發(fā)揮師生的集體智慧自制教具改進(jìn)實驗。借助自制教具在有特殊意義的日子開展科技活動。例如：借助特制的“馬德堡半球”，每年5月8日讓四五十名同學(xué)在操場上對拉“馬德堡半球”。既讓學(xué)生感受大氣壓的存在，又紀(jì)念了奧托·馮·格里克在1654年5月8日進(jìn)行的這個著名實驗。相似的大型實驗在中學(xué)還有許多。

為了提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)以及創(chuàng)新能力，校園科技活動的開展還可以是一些“科學(xué)趣味實驗展評”、“小制作小發(fā)明展評”、“雞蛋撞地球評比”、“水火箭比賽”、“紙飛機(jī)距離賽”、“紙飛機(jī)滯空賽”等等。讓學(xué)生在玩的過程中體驗科學(xué)魅力、激發(fā)科學(xué)興趣、了解科學(xué)原理。

3.校園教學(xué)資源的挖掘

校園中具體生動教學(xué)資源非常豐富。為了引導(dǎo)學(xué)生觀察與思考，可以在相應(yīng)的事物上做提示。提示學(xué)生觀察這些現(xiàn)象，并思考相應(yīng)的問題，但不直接告訴學(xué)生答案。例如，精心設(shè)計每一種植物掛標(biāo)簽牌。各種植物中只有一棵植物掛詳細(xì)的“身份信息”，同種植物的其它樹木上掛的則是一些問題性的標(biāo)簽，比如：“同學(xué)們，你們認(rèn)識我嗎？”、“同學(xué)們，我有哪些用途？”、“同學(xué)們，我屬于哪一綱？哪一目？哪一科？”、“同學(xué)們，根據(jù)我身上的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)請你分析一下我屬于裸子植物還是被子植物？”、“同學(xué)們，你們看，我的莖屬于哪一類莖？”

對于校園中的各種景物所呈現(xiàn)出來現(xiàn)象也以挖掘其背后的科學(xué)原理。并展示給學(xué)生，引導(dǎo)他們進(jìn)行思考。例如：緊挨大樓的雪松枝條長勢不均勻。可在雪松旁立一塊牌子提示學(xué)生思考“同學(xué)們，你們看。我兩側(cè)的枝條長勢一樣嗎？是哪些因素影響了兩側(cè)枝條的長勢？”混泥土漏水后形成的“鐘乳石”和“石筍”也可以對它進(jìn)行資源性的挖掘“同學(xué)們，眼前這條鐘乳石的形成，可以用哪個化學(xué)方程式來表達(dá)？”、“同學(xué)們，形成眼前這條石筍，所發(fā)生的是物理變化還是化學(xué)變化？”等等用一些問題來引導(dǎo)學(xué)生對各種現(xiàn)象進(jìn)行觀察和思考。

4.校園教學(xué)功能區(qū)創(chuàng)建

校園文化有別于社會上的企業(yè)文化和商業(yè)文化。它的存在要有助于學(xué)生整體素質(zhì)的提升、有助于科學(xué)文化知識學(xué)習(xí)、有助于正確情感態(tài)度與價值觀的養(yǎng)成。所以在校園物質(zhì)文化建設(shè)時可以把相應(yīng)的硬件設(shè)施建設(shè)成教學(xué)功能區(qū)域。比如：

“景觀雕塑”大部分學(xué)校都只注重其美感，但是其教學(xué)功能很難體現(xiàn)。倒不如把建一個“日—地—月”模型。在“月球”的向日側(cè)與背日側(cè)分別刷上白、黑兩種顏色，用來表示“月球”被照亮的月面和沒有被照亮的月面。在擺放相應(yīng)“月球”的柱子上寫上相應(yīng)的“月相名稱”、“出現(xiàn)日期”、“出現(xiàn)時間段”、“可見范圍”以及描述相應(yīng)月相的詩句。這樣的景觀建筑既不失美感，又整天了教學(xué)功能。

“校園景觀石”大部分學(xué)校在它上面刻的都是勵志標(biāo)語，比如：“勤奮”、“拼搏”、“努力”等等以彰顯學(xué)校的精神風(fēng)貌。若在這些標(biāo)語下方再刻上這塊巖石的品種名稱，比如是砂巖的就刻上“砂巖”兩字，是閃長巖的就刻上“閃長巖”三字。這就讓這些巖石多了一層科學(xué)教學(xué)的功能，成為了比教科書還要鮮活的知識載體。因為學(xué)生可以在這些巖石上了解到相應(yīng)巖石的“質(zhì)地”“紋理”“硬度”等科學(xué)知識，而這些科學(xué)知識學(xué)生無法從書本上的文字與圖片中準(zhǔn)確獲知。

“科學(xué)種植園”的創(chuàng)建給學(xué)生提供了一個科學(xué)研究的實踐基地。可以讓學(xué)生深入了解各種植物的“種植時間”“生長特點(diǎn)”以及“根、莖、葉”等器官的結(jié)構(gòu)與功能。為學(xué)生學(xué)習(xí)課本理論知識提供了基本的生活經(jīng)驗以及相應(yīng)感官體驗。

實驗教學(xué)與校園文化的整合給校園文化的建設(shè)指出一條新路徑。讓空靈的校園文化建設(shè)有了具體的抓手、有了明確的建設(shè)方向。讓校園文化成了課堂實驗教學(xué)的補(bǔ)充和延伸。使校園文化區(qū)別于企業(yè)商業(yè)等文化，有了真正的校園特色。與實驗教學(xué)整合后的校園文化還可以對學(xué)生進(jìn)行長期地潛移默化的科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)和熏陶。可以讓學(xué)生養(yǎng)成一個隨時隨地都善于觀察學(xué)習(xí)的習(xí)慣。使得校園成為一個真正的教學(xué)樂園、學(xué)習(xí)樂園。

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