全縣中小學(xué)理科（科學(xué)）實驗技能競賽的組織與實施

摘 要：闡述了實驗技能競賽的性質(zhì)、內(nèi)容、原則、組織與實施過程，對中小學(xué)實驗技能競賽的組織與實施進行理論探索。

關(guān)鍵詞：實驗技能競賽;組織實施;中小學(xué)理科

一、實驗技能競賽的性質(zhì)

實驗技能競賽就是通過設(shè)置規(guī)定實驗、實驗探究（創(chuàng)新）等環(huán)節(jié)，參賽選手通過動手動腦完成實驗操作、觀察、記錄以及實驗探究（創(chuàng)新）的全過程。側(cè)重考查學(xué)生憑借具備的知識和技能通過實際操作完成全部實驗過程及通過實驗探究解決實際問題的能力。屬“實操”性質(zhì)。

二、實驗技能競賽的內(nèi)容

競賽內(nèi)容分規(guī)定實驗和探究實驗兩部分，規(guī)定實驗內(nèi)容為中學(xué)物理、化學(xué)、生物及小學(xué)科學(xué)教材中規(guī)定的必做分組實驗，側(cè)重于實驗過程及操作，考查學(xué)生對實驗原理的掌握、儀器設(shè)備的使用與操作、實驗現(xiàn)象的觀察描述、數(shù)據(jù)的記錄與分析、實驗報告的書寫、儀器的清洗整理和廢液、廢渣的處理等。實驗探究內(nèi)容包括教材中的演示、分組實驗及課外實驗探究（家庭實驗）等，學(xué)生根據(jù)實驗命題選擇實驗材料，設(shè)計實驗方案并完成實驗過程。側(cè)重考查學(xué)生應(yīng)用已有知識動手操作解決實際問題的能力，注重實驗方案和實驗結(jié)果。

競賽的原則為：一是必要性和有效性。實驗不僅是科學(xué)研究的重要手段，也是理科教育的核心內(nèi)容和基本教學(xué)方式，是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)和實踐能力的重要抓手[1]。而我縣中小學(xué)實驗教學(xué)水平低，學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)差，亟須通過實驗技能競賽的方式促進學(xué)校的實驗教學(xué)工作。二是嚴(yán)謹(jǐn)性和科學(xué)性。不管競賽內(nèi)容的選擇、競賽試題的編制、競賽過程的評價和競賽過程的控制都必須科學(xué)規(guī)范，要反映新課標(biāo)，突出重點實驗、基本操作、基本應(yīng)用和基本技能。競賽組織要嚴(yán)謹(jǐn)有序，從評委的聘任、試題的保密、座號（試題）的抽簽、過程與結(jié)果的評價等方面力求公正公平，組織方式、實施方案、過程控制力求嚴(yán)謹(jǐn)高效，不允許出現(xiàn)漏洞或模棱兩可。三是安全性和人文性。實驗操作中學(xué)生要使用實驗儀器和藥品包括危險化學(xué)品，存在安全隱患，要引導(dǎo)學(xué)生規(guī)范操作，對可能出現(xiàn)的狀況提前制定預(yù)案，競賽過程中防止意外發(fā)生。競賽環(huán)境要溫馨，如競賽實驗室擺放花草及安排引導(dǎo)員并提供休息室和茶水服務(wù)等，評委老師在競賽過程中要和藹可親、為學(xué)生減壓，體現(xiàn)人文關(guān)懷。

三、“競賽”的組織與實施

（一）擬定競賽方案，下發(fā)競賽通知

根據(jù)各學(xué)科、學(xué)段的實驗教學(xué)的進度及承辦學(xué)校儀器藥品的配置情況，制定出具有可操作性的競賽方案，包括競賽的目的、時間、地點、參賽科目、人員及名額分配、內(nèi)容、形式及評分辦法、組織及獎勵、日程安排、注意事項及要求等。以文件形式下發(fā)競賽通知（附競賽方案）。各學(xué)校（區(qū)）在本學(xué)校（區(qū)）范圍內(nèi)分學(xué)科和年級開展預(yù)賽，預(yù)賽一等獎選手代表學(xué)校（區(qū)）參加全縣比賽，將參賽學(xué)生、指導(dǎo)老師及領(lǐng)隊名單報競賽組委會。

（二）編制競賽試題，制定評分細(xì)則

實驗技能競賽成功的關(guān)鍵是科學(xué)組織，最關(guān)鍵的是競賽試題的編制和對參賽選手的科學(xué)評價。

1.競賽試題的編制

內(nèi)容及形式。規(guī)定實驗的內(nèi)容為教材中重要的學(xué)生分組實驗，以驗證性實驗為主。如初中化學(xué)的八大基本實驗等。比賽形式為教師提前準(zhǔn)備好所需實驗器材和藥品，各組參賽學(xué)生抽簽決定要做的實驗（準(zhǔn)備A、B兩組試題及所需實驗器材和藥品），自己取用所需實驗器材和藥品，動手操作完成實驗過程，記錄、分析實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，得出實驗結(jié)論并完成實驗報告。主要考查學(xué)生的動手操作和觀察能力，分析思考和表達能力，科學(xué)習(xí)慣以及協(xié)作精神。實驗探究的內(nèi)容不僅包括教材中的演示和分組實驗，還有聯(lián)系生活實際的探究性問題，學(xué)生根據(jù)要探究的問題，運用所學(xué)知識設(shè)計出科學(xué)的實驗方案，選擇合適的器材（藥品）和裝置，通過實驗來驗證所做的假設(shè)和猜想。主要考查學(xué)生運用知識分析解決實際問題的能力。以初中化學(xué)為例，規(guī)定實驗如氧氣的制?。ㄒ訩MnO4為原料，用排水法收集）和驗滿（例1）;探究實驗如四瓶失去標(biāo)簽的溶液，可能是NaOH、HCl、Na2SO4、CuSO4溶液，請設(shè)計一個實驗方案，將四瓶溶液重新區(qū)分并貼上標(biāo)簽（例2）。

2.規(guī)定實驗的評價

（1）評價原則

①客觀性：評價整個實驗過程中學(xué)生的操作、觀察、分析、表達能力，要特別注意評價的科學(xué)性，評分細(xì)則應(yīng)力求具體詳盡，評分標(biāo)準(zhǔn)越全面越具體越好。

②全面性：不僅評價學(xué)生的操作、觀察、分析、表達能力，還要評價學(xué)生收集、分析和處理信息的能力，以及實驗過程中學(xué)生的協(xié)作精神和科學(xué)習(xí)慣等。

③過程性：評價整個實驗過程中學(xué)生的表現(xiàn)。包括領(lǐng)取儀器、連接裝置、操作、觀察記錄、完成實驗報告、整理儀器、廢液（渣）處理等全程，教師可現(xiàn)場提問，以了解學(xué)生對實驗內(nèi)容和操作細(xì)節(jié)的理解程度。

（2）規(guī)定實驗評價中需注意的問題

①操作的規(guī)范性。即實驗操作是否規(guī)范，以初中化學(xué)基本實驗操作中的藥品的取用為例，學(xué)生操作中的常見錯誤如取用藥品時往往過量，不能做到適量或少量;使用滴管時持法普遍不正確，滴加液體時做不到“垂直懸空，若即若離”等。在例1的操作中不注意加熱的操作順序（收集氣體時先加熱再放入導(dǎo)氣管，結(jié)束集氣時先撤出導(dǎo)氣管再熄滅酒精燈）、忘記檢查裝置的氣密性等。

②觀察的順序和方法。觀察要有明確的目的和科學(xué)的方法，在例1的實驗中應(yīng)按照先整體（整個裝置）后局部（反應(yīng)部位）、先反應(yīng)前次反應(yīng)中后反應(yīng)生成物的次序進行觀察。

③記錄和收集原始數(shù)據(jù)。參賽學(xué)生要分工協(xié)作，專人記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，實驗報告必須附原始記錄以證明實驗結(jié)果的真實性。但學(xué)生大多不注意記錄，更沒有人將原始記錄附在實驗報告后。

④實驗現(xiàn)象的描述方法。以例2中實驗現(xiàn)象的描述為例，應(yīng)按照“取樣（編號）—加試劑（或操作）—現(xiàn)象—對應(yīng)的判斷”的順序來描述，即“通過觀察四種未知液體，其中溶液顏色為淺藍(lán)色的為CuSO4溶液，剩余三種無色溶液可能是NaOH、HCl、Na2SO4溶液;各取少許無色溶液，分別滴入CuSO4溶液，若樣品溶液中出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，則該樣品為NaOH溶液，剩余樣品可能是HCl、Na2SO4溶液;各取少許剩余無色溶液，分別將其滴入藍(lán)色沉淀中，若藍(lán)色沉淀消失，則加入的樣品是HCl溶液，若藍(lán)色沉淀不消失，則加入的樣品是Na2SO4溶液”。而學(xué)生往往描述為“在NaOH溶液中加入CuSO4溶液，會出現(xiàn)藍(lán)色沉淀等等”，盡管說的都是正確的話，但得分為零，因為你鑒別的液體是什么液體事先是未知的，只有通過取樣后進行相應(yīng)的一系列操作，才能根據(jù)有關(guān)現(xiàn)象得出判斷。

⑤環(huán)保意識和科學(xué)習(xí)慣。完成實驗后儀器清洗和歸位，廢液和廢渣倒入廢液（渣）缸等，而學(xué)生往往不注意以上環(huán)節(jié)。

3.實驗探究的評價原則

（1）科學(xué)性安全性：實驗方案中實驗原理、實驗方法、實驗操作程序正確，符合安全要求，對實驗條件和誤差進行嚴(yán)格控制。

（2）可行性直觀性：方案中實驗方法和步驟切實可行，實驗室的現(xiàn)有條件和學(xué)生具備的知識技能能滿足實驗的要求，便于操作，現(xiàn)象明顯。

（3）簡潔性環(huán)保性：操作簡單易行，實驗效果好。消除或減少有毒有害物質(zhì)對環(huán)境的影響，盡量少用或不用化學(xué)試劑（首選物理方法）。

（4）最優(yōu)化原則：根據(jù)以上幾點來綜合判斷最優(yōu)方案。例2中可用多種方法鑒別出四種未知液體，如加入酸堿指示劑等，但從綠色環(huán)保和創(chuàng)新性看，上文所述的方案為最佳[2]。

（三）聘請競賽評委，組長預(yù)做實驗

從省州級骨干教師和專家?guī)斐蓡T中產(chǎn)生評委，下發(fā)關(guān)于聘請競賽活動評委的通知并頒發(fā)聘書。各學(xué)科確定一名組長負(fù)責(zé)審核競賽試題及評分細(xì)則，在嚴(yán)格保密的前提下預(yù)做實驗，確保儀器藥品質(zhì)量合格，實驗現(xiàn)象明顯。如發(fā)現(xiàn)實驗現(xiàn)象不明顯，應(yīng)及時更換合格的藥品，消除隱患。

（四）參賽人員報到，準(zhǔn)備實驗材料

承辦學(xué)校在醒目處設(shè)置指示牌，張貼競賽場地分布圖，懸掛或播出有關(guān)實驗教學(xué)的相關(guān)標(biāo)語，營造良好的比賽氛圍。評委和各學(xué)校（區(qū)）領(lǐng)隊、指導(dǎo)老師、參賽選手在引導(dǎo)員的組織下到指定地點分別簽到。賽前一小時，實驗室人員按照實驗材料清單提供實驗室常規(guī)的儀器藥品，教育局人員提供事先準(zhǔn)備好的其他物品材料，如物理探究實驗中用到的空墨水瓶，小學(xué)科學(xué)實驗中用的食鹽、醋、茼蒿等。實驗技能競賽的難點在于以實驗操作為主，通過實驗用品即可知實驗是什么，這就要求實驗用品的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)必須由教育局專業(yè)人員具體負(fù)責(zé)，嚴(yán)格保密。

（五）選手有序進場，抽簽確定桌號

賽前四十分鐘，評委進入實驗室，評委組長就競賽評分辦法進行培訓(xùn);賽前二十分鐘，各組參賽選手依次進入實驗室，抽簽確定桌號（桌號決定題號），在分組抽簽表上簽字確認(rèn)，就座后打開桌上的密封試題袋，根據(jù)相應(yīng)的實驗選擇取用儀器和藥品。

（六）選手規(guī)范操作，評委公正評判

競賽時間到，選手開始實驗，評委就各組選手在實驗過程中的表現(xiàn)進行打分。規(guī)定實驗的打分中要注意上文中所述的評價原則和需注意的問題，實驗探究的打分中要重點考查學(xué)生靈活運用所學(xué)知識科學(xué)設(shè)計實驗方案的能力，如初中物理實驗探究：不用量筒，用天平測量一墨水瓶的容積一題中，學(xué)生要懂得運用ρ=m/v的知識，選最常見的液體——水充滿墨水瓶，用天平稱出水的質(zhì)量，進而計算出墨水瓶的容積。還要看選手充分利用身邊材料、熟練完成實驗的能力，如小學(xué)科學(xué)實驗探究：用身邊材料制作指南針的實驗中，選手要在縫衣針磁化后制作簡易支架，可用細(xì)線懸掛或?qū)⑿〈裴樂旁陲h浮于水中的塑料泡沫上。

（七）匯總成績，通報結(jié)果

工作人員收集各評委的評分并計入統(tǒng)分表中，按照規(guī)則算出該組選手的最終得分，根據(jù)排序確定名次。集體獎根據(jù)該校各參賽組的累積總分高低來確定名次。賽后召開總結(jié)表彰會，由各評委組長做點評，總結(jié)本次競賽的情況，對獲獎學(xué)生、指導(dǎo)教師及獲獎學(xué)校進行表彰獎勵。會后以文件或簡報的形式對競賽的結(jié)果進行全縣通報。

（八）總結(jié)反思，資料存檔

賽后評委組和指導(dǎo)教師就本次競賽撰寫分析報告，進行總結(jié)反思，將競賽方案、試題、相關(guān)表冊、結(jié)果通報、活動過程的圖片及視頻資料進行存檔，以便以后的分析研究。

參考文獻：

[1]張會偉.新課程理念下的初中化學(xué)實驗教學(xué)有效探究[J].中華少年，2016（4）.

[2]張君生.對初中化學(xué)實驗操作技能競賽的研究[J].實驗教學(xué)與儀器，2015（4）.

編輯 郭小琴