太原市實驗教學工作實踐與探索

許原芝

太原市實驗教學工作實踐與探索

許原芝

太原市教育裝備中心(以下簡稱“太原教裝中心”)為教育公益一類副縣級事業(yè)單位，現(xiàn)有教職員工46人。下設4個科室：辦公室、儀器科、設備科、電教科。主要工作是負責全市中小學教育技術裝備工作及全市中小學教學儀器設備的采購和供應；負責全市中小學實驗室、圖書室建設與管理工作；承辦中小學統(tǒng)一著裝及學具、教學用品的管理工作，協(xié)助學校進行實驗室管理，同時培訓考核實驗人員。

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》明確提出“堅持能力為重”的戰(zhàn)略主題，要求“著力提高學生的學習能力、實踐能力、創(chuàng)新能力，教育學生學會知識技能，學會動手動腦，學會生存生活，學會做人做事，促進學生主動適應社會，開創(chuàng)美好未來”。實驗教學是落實立德樹人根本任務的重要途徑，是堅持實踐能力為重理念的基本方式。為了更好地推進實驗教學改革、提高實驗教學質量，太原市在國家和山西省相關政策措施的基礎上，直面現(xiàn)實，剖析問題，積極應對，深入探索了新時期背景下實驗教學的發(fā)展途徑，取得了顯著效果，初步構建了實驗教學“太原模式”。

太原市從以下幾個方面著手，探索實驗教學之道。

一、組織教研活動 提高實驗教學水平

夯實專業(yè)基礎理論，提高專業(yè)基本技能，是太原市組織實驗教師教研活動的主要目的。

1.搭建三級教研平臺

太原市為實驗教師搭建了校本教研、聯(lián)片教研、網(wǎng)絡教研三級平臺。一是校本教研。發(fā)揮自我反思、同伴互助、專業(yè)引領的作用，努力引導實驗教師主動發(fā)展、團結協(xié)作、虛心學習，在實踐中不斷提高。 二是聯(lián)片教研。2006年，太原市下發(fā)了《關于開展中小學圖書管理、實驗教學教研活動的通知》，對全市中小學校進行劃片分組，建立了實驗教研活動組織機構，對開展理、化、生、科學實驗教研活動做出細致安排，全市中小學以組為單位，每月組織一次實驗教師教研活動。三是網(wǎng)絡教研。太原市建立了“太原實驗教研”QQ群。實驗教師可以隨時在網(wǎng)上交流，就實驗教學中的重點、難點、儀器配備、實驗室管理等內容進行交流互動。QQ群中配備了大量的實驗教學資料和教學成果，供一線教師分享。

2.組織多種教研活動

教研活動形式靈活多樣，包括專家理論引領、現(xiàn)場操作演示、實際動手訓練、優(yōu)秀案例展示、實地參觀學習等。完成了初、高中理科現(xiàn)行教材中涉及的111個基本實驗，并探究創(chuàng)新改進實驗，活動中幫助教師了解教學儀器、規(guī)范實驗操作、提高操作技能。組織教師到探究實驗室參加研討活動，現(xiàn)場操作，深入把握先進技術裝備在實驗教學中的應用，深度融合實驗教學與教學內容的關系，推動教師的實驗操作技能與教學水平同步提升。在活動中，各級學校提交的優(yōu)秀實驗課例得到及時展示，一線教師自制的實用教具得到及時推廣。在研討中推出精品，在教學中分享成果，既節(jié)約了成本，又提高了質量，實驗教師參加教研活動的積極性越來越高。

從2006年至今，太原市每月組織1次聯(lián)片實驗教研活動，實驗教師操作技能得到提高，對教材內容的理解更為深刻。一些實驗教師從原先畏懼復雜的實驗、現(xiàn)象不明顯的實驗，到可用多種方法操作同一個實驗，開闊了知識視野，豐富了教學手段。

3.涌現(xiàn)一批教研典型

通過系列教研活動，實驗教師熟悉了新課程理念，把握了現(xiàn)階段要求，積極探索，努力創(chuàng)新，涌現(xiàn)出一批先進典型。郝鎖如老師在《用油膜法估測分子的大小》專題實驗中，利用改裝注射器使油酸自由下滴，消除了過去實驗時使用長滴管導致每滴油酸體積不均的問題，減小了誤差。李燕萍老師在《石蠟油的分解》專題實驗中，采用雙頭酒精燈加熱的方法，很好地解決了催化劑效率低問題。左光亮老師在《探究酵母菌細胞的呼吸方式》專題實驗中，選擇安琪酵母粉作為實驗材料，采用水族箱增氧氣泵通氣，利用恒溫水浴保溫保證酵母菌新陳代謝速度，改進了實驗材料，優(yōu)化了實驗過程。一大批教師在實驗方法、實驗材料、實驗步驟上進行創(chuàng)新，強化了實驗效果，提高了課堂效率。

二、開展專題研究 提升科研水平

教育要發(fā)展，科研要先行。開展課題研究，是實現(xiàn)實驗教學高品位發(fā)展的有效途徑。圍繞教育部《運用現(xiàn)代教育技術裝備促進基礎教育實踐教學模式的改革與創(chuàng)新研究》這一總課題，太原市32所學校、單位開展了《太原市現(xiàn)代教育技術裝備調查研究》《運用現(xiàn)代教育技術裝備促進教師技術運用能力成長的研究》等33個子課題的研究。

邀請原教育部基教二司喬玉全處長和總課題負責人劉強博士為教師做培訓。喬玉全處長的講座《推進教育裝備與教學融合》、劉強博士的講座《運用現(xiàn)代教育技術裝備促進基礎教育實踐教學模式的改革與創(chuàng)新研究》，為大家理清了研究思路，解決了研究中遇到的疑難。2017年，這些課題已經(jīng)全部結題。

三、建立激勵機制 促進教師成長

為了推進實驗教研活動深入開展，更好地發(fā)揮實驗教學在素質教育中的作用，建立激勵機制，鞏固和提升實驗教研活動成果。

一是組織全市中小學實驗教學能手、教學標兵的評選活動。自2004年開始，太原市每2年組織一屆能手評選，第二年在能手中選拔教學標兵，樹立教師典型，發(fā)揮輻射作用。在評選過程中，重點評價教師的實驗操作技能、實驗設計與改進方法、實驗創(chuàng)新能力、實驗演示與講解能力等實驗素養(yǎng)。目前，太原市共評選市級實驗教學能手和實驗標兵217名，省級實驗教學能手45名。此項活動的開展激發(fā)了實驗教師的工作積極性。

二是從2012年起，連續(xù)5年舉辦理、化、生教師實驗技能大賽，2017年又將數(shù)學教師應用圖像計算器能力列入競賽項目。此項大賽由教育局和工會共同組織，大賽分初賽、復賽、決賽3個階段，分別在學校、縣區(qū)、市級3個層面組織，太原市中學理化生學科教師實驗技能競賽，與能手比賽不同的是，競賽是針對我市中學理、化、生一線教師，這為深化太原市實驗教學課程改革，加快提升理化生教師實驗教學素養(yǎng)，提高實驗教學質量，將起到積極的作用。吸引廣大一線教師積極參與，促進不同層面教師共同發(fā)展。太原市以“以賽促訓，德能雙升”為目標，以“鉆研、創(chuàng)新、提高”為主題，評出實驗技能優(yōu)秀的教師工會給予記功表彰，已有12名教師記功，榮獲一等獎19名，二等獎24名，三等獎36名，這些教師與教學能手、教學標兵共同構成我市實驗教學的中堅力量。

通過技能、能手和標兵比賽，挖掘出了一批刻苦鉆研的教師，發(fā)現(xiàn)了一些典型的案例。楊云老師改進的實驗《探究物體的動能和哪些因素有關》，該實驗的傳統(tǒng)做法是在實驗桌上建立斜面，小車從斜面上下滑，推動下方的物體水平移動，利用轉換法，建立水平移動距離和物體動能的關系。楊老師將日常生活中的廢物利用，巧妙地自制磁鐵支架，將以往在實驗桌上完成的實驗搬到黑板上。不僅增加了可視效果，而且使每次的實驗數(shù)據(jù)都能留在黑板上，便于直觀的得出實驗結論。樊紅莉老師在《氨氣噴泉實驗創(chuàng)新設計》實驗中，將氯氣的制備、收集、驗滿、噴泉的噴發(fā)于一體，實驗時進入的水量可達到燒瓶容積的4/5，整個過程操作簡便，實驗效果好，無氨氣的泄露，環(huán)保無污染，無須拆解儀器可以反復多次實驗，更加適合在教室做演示。與此同時，將好的改進的實驗由山西人民出版社結集出版，以使更多的教師受益。

在山西省2017年中小學實驗教學說課活動中，太原市教師獲特等獎的4名，占全省特等獎比例的三分之一；獲一等獎的5名，占全省一等獎比例的四分之一；獲得二等獎2名、三等獎1名。太原教裝中心榮獲2017年山西省中小學實驗說課的優(yōu)秀組織獎。

四、完善實驗教學體系 強化政府督導作用

在傳統(tǒng)的實驗教學管理中，重視實驗室的建設、實驗器材的配備和使用，但在管理鏈條中缺少教研環(huán)節(jié)，無法保障設備的合理使用、高效運行?，F(xiàn)在，將教研活動納入管理范疇，形成了建、配、管、用、研有效銜接的完整的管理體系，提高了設備的使用效益。由我們結合我市實際，從實際管理使用的功能出發(fā)研發(fā)的太原市教育裝備信息管理系統(tǒng)平臺，已經(jīng)在學校上線，目前通過“系統(tǒng)”能夠實現(xiàn)學校的教學設備的日常管理和應用功能，實現(xiàn)了數(shù)字化管理，打造高水平的實驗教學專業(yè)平臺。

2017年，為了落實《教育部關于新形勢下進一步做好普通中小學裝備工作的意見》(教基一﹝2016﹞3號)中“做好配備工作、提升管理水平、推動全面應用、增強創(chuàng)新能力”的文件精神，將學校實驗教學的開展情況作為一項重點內容列入太原市人民政府教育督導委員會辦公室開展的秋季開學督導工作，從實驗教學內容、實驗管理、實驗開出率及學生動手操作能力等方面進行了督導檢查。通過督導進一步推動實驗教學，鞏固實驗教學的成果。

五、創(chuàng)新實驗操作考評 探索實驗教學“太原新模式”

1.直面實驗教學發(fā)展困境 開拓實驗評價新思路

實驗操作考試是目前中考中難以操作的一項考試。從20世紀90年代開始，我國實驗操作考試基本做法由學生在實驗室現(xiàn)場實際操作，1名教師監(jiān)考1～3名學生等，也即“單師監(jiān)考、一次定分”。這種模式的考評存在很多弊端：一是監(jiān)考評分教師數(shù)量不足，持續(xù)工作時間長，勞動強度大；二是欠公平、公正，這種監(jiān)考方式容易給“人情分”等留下隱患，況且一位教師監(jiān)考多名考生也容易產(chǎn)生“看不過來”“看了這邊，誤了那邊”等情形，導致不能公正判分；這種傳統(tǒng)監(jiān)考的方式由于無法還原實驗過程，不好對最終成績做出評判，同時還被廣大考生家長因擔心公平公正的問題所詬病。

長期以來形成的實驗考核評價的弊端，使考核流于形式，不僅影響實驗考核本身，甚至會影響教育教學過程。因為不能發(fā)揮檢查學習結果、引導實驗教學和促進實驗教學發(fā)展的功能，導致實驗教學不受重視，表現(xiàn)為實驗開出率低、實驗設備不完善、師生實驗能力低下等問題，實驗教學工作受到極大的限制。

著眼于破解實驗評價、實驗考核難題，從如何保證實驗考試的科學性、規(guī)范性、公平性，提高實驗考試的透明度，提高社會的信任度，提升實驗考試對實驗教學的積極導向力入手，努力利用互聯(lián)網(wǎng)的新理念、新技術破解難題，推動實驗教學整體的改革與發(fā)展。實驗操作考試，必須用科學的評價手段，才能使實驗教學工作落在實處，也只有創(chuàng)新考試評價方式，才能完善實驗操作考試。應用信息技術手段實現(xiàn)對實驗操作考試進行客觀科學評價，通過互聯(lián)網(wǎng)與實驗考試相融合提升考試的科學性、規(guī)范性和公平性，以此帶動實驗裝備、實驗教學管理、實驗教學實施、實驗教學研究等實驗教學多個領域的發(fā)展，進而實現(xiàn)實驗教學事業(yè)的整體發(fā)展。

于是提出“應用信息技術手段實現(xiàn)對實驗操作考試進行客觀科學評價”的設想，并在專業(yè)團隊和有關公司的支持下，開發(fā)出“互聯(lián)網(wǎng)+實驗操作考試評價系統(tǒng)”，在2015年太原市的實驗操作考試中得到了全面運用。

2.構建“互聯(lián)網(wǎng)+評價”體系 創(chuàng)新實驗教學操作考試方式

“互聯(lián)網(wǎng)+實驗操作考試評價系統(tǒng)”采用分布式云存儲架構，通過區(qū)域中心處理服務器，連接各個考點的存儲設備(計算機)通過一個區(qū)的中央處理服務器，達到協(xié)同工作。這樣可以保證實驗視頻數(shù)據(jù)在本地監(jiān)控和存儲時達到最高速度和效益，同時又提供了網(wǎng)絡處理、備份等功能，實現(xiàn)了信息一體化管理，功能圖如圖1所示。

圖1 “互聯(lián)網(wǎng)+實驗操作考試評價系統(tǒng)”功能圖

系統(tǒng)由實驗操作云數(shù)據(jù)管理中心、考場設備(包括網(wǎng)絡攝像頭、考生終端、考點管理主機等)組成。實現(xiàn)參考學生、學校、考題、考場等所有數(shù)據(jù)信息化管理，視頻監(jiān)考、實驗過程記錄、后期追溯。每場考試只需2名監(jiān)考教師和1名信息技術管理人員，閱卷是在計算機環(huán)境下按照設定的賦分標準統(tǒng)一評分，分數(shù)的自動生成以及學情分析等功能。即使在考試成績公布后，對有疑問的實驗也可以做到即時查詢，為考后異議的解決提供了依據(jù)，網(wǎng)上閱卷等手段在很大程度上解決了實驗操作考試打分客觀性公平性問題。通過實驗考評系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，為實驗教研積累提供了大量真實的基礎數(shù)據(jù)，為實驗教研的開展提供了堅實基礎。

為做好2015年中考加試理化實驗操作考試工作，太原市在41個考點學校安裝配備實驗操作考試評價系統(tǒng)。由于使用實驗操作考試評價系統(tǒng)是全國首創(chuàng)，又是太原市首次大規(guī)模應用，為穩(wěn)步推進，做好做實，實驗操作考試是在實驗操作考試評價系統(tǒng)環(huán)境下監(jiān)考評分教師現(xiàn)場打分的方式進行。對有異議的考生最后再采用視頻數(shù)據(jù)，確定分數(shù)。在考試現(xiàn)場，每場的第一名考生當場操作計算機，隨機抽題，確定48名學生的考題，抽題過程在大屏幕上顯示。進入考場，每個實驗臺上都有一個數(shù)據(jù)盒，兩旁都固定了2臺高清攝像頭，考生實驗操作的全過程通過視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆茢?shù)據(jù)管理中心，監(jiān)考教師現(xiàn)場評分，經(jīng)學生確認后即時輸入分值，提交數(shù)據(jù)中心。

兩種監(jiān)考模式結果對比：在傳統(tǒng)監(jiān)考的模式下一名監(jiān)考評分教師一天14場監(jiān)考學生總數(shù)為28名，而使用考試系統(tǒng)后期評分，一天按1名教師工作6小時，考評1名學生保守用時5分鐘(實際可以更快些，有快進評價功能，3分鐘即可)，一天可以給72名學生評分，這樣大大節(jié)省了監(jiān)考教師的工作強度；從評價的公正性上講，將現(xiàn)場教師評價和后期教師評價的數(shù)據(jù)進行了對比分析，后期評價由于能做到追溯，多名教師可以評價1名學生，尺度一致，評分公正(如圖2所示)；在考試成績的學情分析上，現(xiàn)場評分模式，只能對整體學生成績做出分段人數(shù)多少的評價，如10分的學生有多少，9分的學生有多少等(見表1)。

表1

而考試系統(tǒng)評分則是可以分析出在每個試題中學生每步得分的情況，從而找出實驗教學中的難點、重點，并使整個考試管理變得高效、透明、客觀、公正。

圖2 網(wǎng)上評分與現(xiàn)場打分對比(抽樣)

3.應用“互聯(lián)網(wǎng)+系統(tǒng)”保障考試公平公正

2017年，為了切實保證實驗操作考試工作公平、公正、客觀，全市44個考點96個考場全部建立了“實驗操作考試評估系統(tǒng)”，在考試中，監(jiān)考評分教師在該系統(tǒng)下現(xiàn)場監(jiān)考評分，該系統(tǒng)可實現(xiàn)實驗試題的編制、導入和存儲；實驗操作過程的實時監(jiān)控、記錄和上傳，學生答卷的記錄，能將實驗過程再現(xiàn)，提高了實驗操作考試的效率和公平性。此項工作為全國首創(chuàng)，吸引了全國各地兄弟單位和上級單位到太原市考察、參觀、學習、交流?？荚嚻陂g，太原市還統(tǒng)一協(xié)調縣(市、區(qū))之間互派監(jiān)督員巡查考點，全市共派出26名監(jiān)督員，更好的保障了實驗操作考試的公平公正和順利進行。

考試結束后，太原市將成績有疑問的17名考生成績復查申請經(jīng)各區(qū)縣上報并匯總后，組織專家，通過“實驗操作考試評估系統(tǒng)”記錄的考生現(xiàn)場操作視頻和答卷高清照片，對考生提出的評分質疑點進行復評，并及時將結果回復各區(qū)縣，極大程度保障考生考試的公平公正。

4.成績分析

2017年太原市共有41 556名考生參加初中畢業(yè)升學理化實驗操作考試，其中有254人缺考，參加考試考生均分9.31分，較去年均分9.12分提高0.19分，10分的學生也較去年上升了8%，說明在這一年當中，太原市實驗教學效果較去年有所提高?；瘜W均分9.25分，物理均分9.36分，具體成績分布情況表見表2。

表2 太原市2017年初中畢業(yè)升學理、化實驗操作考試成績分布情況表

表3 2016年、2017年考試成績占比情況分析

考分達8分以上的學生，對理化實驗的內容和操作已達到了比較熟練的程度，6分以上8分以下的學生，對實驗的基本操作和認知已有了比較完整的了解，但細節(jié)上還需要加強，6分以下的學生，除因失誤造成的失分外，這一部分學生對實驗的認識僅僅停留在初步了解的層面上，在學科知識學習和實驗操作動手能力上與優(yōu)生還存在較大差距。

整個考試過程各縣(市、區(qū))組織有序工作細致扎實，2017年初中畢業(yè)升學理化實驗操作考試工作圓滿完成。

總之，初中畢業(yè)升學理化實驗操作考試極大地提高了學生的動手能力，充分發(fā)揮了教學儀器設備在教育教學中的作用，提高了學校所配儀器的使用率，在基礎教育階段為國家培養(yǎng)人才奠定了堅實的基礎。

六、系統(tǒng)謀劃實驗教學新發(fā)展 探索建設實驗教學太原新模式

通過對太原市2015—2017年中考理化實驗操作考試的總結，也初步形成了對實驗教學區(qū)域發(fā)展的“太原模式”的基本認識：即努力提高學生的實踐能力和創(chuàng)新能力，以實驗教學評價改革為抓手，提升、穩(wěn)固實驗操作考試的地位，通過互聯(lián)網(wǎng)與實驗考試相融合提升考試的科學性、規(guī)范性和公平性，以此帶動實驗裝備、實驗教學管理、實驗教學實施、實驗教學研究等實驗教學多個領域的發(fā)展，進而實現(xiàn)實驗教學事業(yè)的整體發(fā)展。

“互聯(lián)網(wǎng)+實驗操作考試評價系統(tǒng)”服務于“以學生為本，知識、能力、素質協(xié)調發(fā)展”的實驗教育理念和“以能力培養(yǎng)為核心”的實驗教學觀念，是一個科學、公正、數(shù)字化、實踐多方面相結合的平臺，它打破了傳統(tǒng)的實驗考核評價的局限，如對接于“三通兩平臺”的整體數(shù)字校園建設，在日常實驗教學中進行過程性考核和教師的實驗技能評價，必將會對實驗教學產(chǎn)生深遠的影響。

七、結束語

太原雖處中部地區(qū)，經(jīng)濟發(fā)展、教育投入與東部發(fā)達地區(qū)尚有差距，但立足自身工作職能與定位，服務區(qū)域教育改革大局，運用互聯(lián)網(wǎng)思維，嘗試“互聯(lián)網(wǎng)+”的創(chuàng)新實踐，是有可能拓寬與拓展教育裝備工作質量發(fā)展之路的，“互聯(lián)網(wǎng)+實驗操作考評”更是提升實驗教學公平性、高效性、方便性、準確性、安全性的有效途徑?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”對促進整體教學體系、教學內容和教學方法的改革，加速教育手段的現(xiàn)代化，具有巨大的推動作用。

許原芝，主任。太原市教育裝備中心，030009