中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展方向探究

蔡明

10.3969/j.issn.1671-489X.2020.21.125

摘? 要 近年來，中小學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備行業(yè)迅猛發(fā)展，傳感器、無人機(jī)、智能機(jī)器人等相對(duì)高端的儀器設(shè)備紛紛涌入中小學(xué)實(shí)驗(yàn)室，為傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生的自主探究帶來新的活力。隨著教育部將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與升學(xué)考核相關(guān)聯(lián)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀將被徹底顛覆，實(shí)驗(yàn)教學(xué)將更加注重實(shí)驗(yàn)操作的精準(zhǔn)、規(guī)范和對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵的深度挖掘。分析中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中普遍存在的一些問題，提出發(fā)展建議，希望對(duì)中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展有所助益。

關(guān)鍵詞 中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué);實(shí)驗(yàn)儀器;實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?科學(xué)素養(yǎng);素質(zhì)教育

中圖分類號(hào)：G632.4? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2020）21-0125-03

1 前言

實(shí)驗(yàn)作為中小學(xué)理科教學(xué)中不可分割的一部分，是國家課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的重要教學(xué)內(nèi)容，是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要途徑，對(duì)于提升學(xué)生的觀察能力、動(dòng)手實(shí)踐能力、創(chuàng)造性思維能力和團(tuán)隊(duì)合作能力，培育學(xué)生的興趣愛好、創(chuàng)新精神、科學(xué)素養(yǎng)和意志品質(zhì)，具有重要意義[1]。我國大部分地區(qū)中小學(xué)校實(shí)驗(yàn)室已按本地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)將實(shí)驗(yàn)器材配置齊全，滿足開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本條件。部分發(fā)達(dá)地區(qū)還將前沿的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、先進(jìn)的教育理念引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，在完成教材和課標(biāo)規(guī)定的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)之余，為學(xué)生的自主探究搭建平臺(tái)。我國中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)取得的成果不可謂不豐碩，但目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)正處在探索階段，很多方面尚不完善，加之各地區(qū)發(fā)展理念及實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源差異較大，很難形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍任重而道遠(yuǎn)。

2 中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

實(shí)驗(yàn)器材保障困難? 各地區(qū)出臺(tái)的中小學(xué)實(shí)驗(yàn)器材配備標(biāo)準(zhǔn)是各區(qū)教育部門結(jié)合教育部相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)本地區(qū)所有中小學(xué)校具體情況，經(jīng)綜合考量制定而成。其中對(duì)于實(shí)驗(yàn)器材的規(guī)格、品名、教學(xué)性能要求等方面的描述比較寬泛，條款不夠完善、細(xì)致，導(dǎo)致市面上的產(chǎn)品魚龍混雜，在器材質(zhì)量和操作體驗(yàn)上差別較大。精通實(shí)驗(yàn)操作的理科教師、實(shí)驗(yàn)教師對(duì)于實(shí)驗(yàn)器材的具體指標(biāo)大都沒有清晰的概念，精通技術(shù)參數(shù)的采購人員對(duì)實(shí)驗(yàn)的具體操作同樣語焉不詳，這種情況對(duì)招標(biāo)文件的制作極為不利。沒有完備的招標(biāo)文件，政府采購追求性價(jià)比最大化的評(píng)審機(jī)制，反而會(huì)為那些質(zhì)量不夠優(yōu)良、設(shè)計(jì)不夠完善的實(shí)驗(yàn)器材涌入中小學(xué)實(shí)驗(yàn)室打開方便之門，此后的驗(yàn)收環(huán)節(jié)也難以起到作用。除此之外，部分地區(qū)對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品的購銷及使用標(biāo)準(zhǔn)尚不完善，部分實(shí)驗(yàn)材料的購置困難重重。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵挖掘不夠? 迫于升學(xué)壓力，唯分?jǐn)?shù)論仍被許多教師、學(xué)生、家長奉為圭臬，偏重理論教學(xué)而忽視實(shí)驗(yàn)操作的情況屢見不鮮。更有甚者，用播放視頻、死記硬背等手段替代教師演示和學(xué)生操作，將理科教成了文科，教學(xué)效果極差。即便在許多重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)校里，不少理科教師和實(shí)驗(yàn)教師對(duì)于實(shí)驗(yàn)的研究、探索仍停留在表象，對(duì)于實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵缺乏深入挖掘，只知實(shí)驗(yàn)器材如何選用，實(shí)驗(yàn)步驟有何用意，卻很少思考每一個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)具體培養(yǎng)了學(xué)生的哪一方面素養(yǎng)，僅僅將實(shí)驗(yàn)當(dāng)作輔助理論教學(xué)的工具，使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)不成系統(tǒng)，效率低下。

集成演示器、實(shí)驗(yàn)器泛濫? 為了攜帶方便、提升實(shí)驗(yàn)成功率，有些演示實(shí)驗(yàn)的確需要用到集成演示器，但也有許多實(shí)驗(yàn)注重實(shí)驗(yàn)儀器組合在一起的設(shè)計(jì)過程與操作過程。過度使用集成演示器、實(shí)驗(yàn)器會(huì)阻礙學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)中需要用到的每件儀器設(shè)備都有一個(gè)清晰的概念，阻礙學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路的理解與認(rèn)知，將實(shí)驗(yàn)過程簡化為實(shí)驗(yàn)結(jié)果的展示，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果大打折扣。

先進(jìn)設(shè)備使用失當(dāng)? 隨著素質(zhì)教育的逐步推進(jìn)，中小學(xué)的教育理念和教育模式悄然發(fā)生改變，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、特色教室在全國中小學(xué)遍地開花，傳感器、虛擬現(xiàn)實(shí)交互教學(xué)系統(tǒng)、全息交互教學(xué)系統(tǒng)等先進(jìn)儀器設(shè)備逐步被引入中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。越來越多的理科教師將之加入傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)之中，便捷的操作迷失了一部分理科教師的雙眼，不加節(jié)制地將能用這些設(shè)備替換的傳統(tǒng)儀器設(shè)備通通打入倉庫，許多實(shí)驗(yàn)因此失去了本味。一些技術(shù)不成熟的新興儀器在不當(dāng)?shù)氖褂眠^程中可能會(huì)對(duì)學(xué)生的身體健康和生命安全帶來不可估量的危害，不利于實(shí)驗(yàn)安全、順利地開展。

實(shí)驗(yàn)改良過于隨意? 隨著教材、課標(biāo)上規(guī)定的實(shí)驗(yàn)開放程度越來越高，實(shí)驗(yàn)場所不再拘泥于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)器材的選取也較以往自由許多，尤其是自制教具等活動(dòng)的持續(xù)火爆，使許多理科教師將過多的精力投入到實(shí)驗(yàn)的新意、巧妙、環(huán)保上，反而忽略了實(shí)驗(yàn)最重要的方面——規(guī)范與精準(zhǔn)。易拉罐、啤酒瓶、自來水瓶、一次性紙杯、一次性筷子、輸液袋等缺乏標(biāo)準(zhǔn)的日常用品頻頻出現(xiàn)在說課比賽等具有一定影響力的活動(dòng)現(xiàn)場，使許多教師的實(shí)驗(yàn)改良走入歧途。

3 中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展建議

強(qiáng)化政策引領(lǐng)，優(yōu)化采購環(huán)節(jié)，保證實(shí)驗(yàn)器材的優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定供應(yīng)

1）各地區(qū)教育相關(guān)部門應(yīng)會(huì)同公安、消防、環(huán)保等部門，結(jié)合實(shí)際情況制定、完善本地區(qū)的危險(xiǎn)化學(xué)品購銷辦法，為中小學(xué)實(shí)驗(yàn)材料的穩(wěn)定供應(yīng)提供保障。

2）各地區(qū)教育相關(guān)部門應(yīng)出臺(tái)、完善實(shí)驗(yàn)考核相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)文件，其中實(shí)驗(yàn)考核的標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)考場的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)及器材配備標(biāo)準(zhǔn)尤為關(guān)鍵，應(yīng)做到準(zhǔn)確、翔實(shí)，為中小學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的補(bǔ)充更新指明方向。

3）各中小學(xué)校應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材購置清單，組織理科教師、實(shí)驗(yàn)教師和采購人員對(duì)市面上的實(shí)驗(yàn)器材充分進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)研，根據(jù)調(diào)研結(jié)果和本地區(qū)制定的中小學(xué)實(shí)驗(yàn)器材配備標(biāo)準(zhǔn)對(duì)招標(biāo)文件中待購置實(shí)驗(yàn)器材的關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行完善。實(shí)驗(yàn)器材到貨后，按照招標(biāo)文件條款對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)收，杜絕不符合標(biāo)準(zhǔn)的次品流入校園。

全局掌控，局部精通，深挖實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵，打造以實(shí)驗(yàn)操作為核心的教學(xué)體系

1）如果將理科教學(xué)比作一場歌劇，實(shí)驗(yàn)無疑是最為耀眼的歌者，它神秘又迷人的外表將一個(gè)個(gè)概念引出的同時(shí)，吊足了學(xué)生的胃口，通過時(shí)而輕柔婉轉(zhuǎn)、時(shí)而高亢激進(jìn)的歌聲將教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)娓娓道來，優(yōu)美的舞步將難以理解、記憶的知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)樽钪庇^的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，偶爾的即興演出對(duì)一個(gè)個(gè)奇思妙想作出驗(yàn)證，最終完美的謝幕將引發(fā)學(xué)生的無限遐想，為下一次登臺(tái)做好鋪墊。由此可見，教材上每一個(gè)精心設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)都有特定的使命與目的，貫穿理科教學(xué)的始末，將書本上一條條晦澀難明的定理定律活化為直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、精準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，便于學(xué)生理解、記憶這些抽象概念。

少數(shù)開放性、探究性的實(shí)驗(yàn)也為學(xué)生的思考留出空間，這些開放性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)越來越注重不同知識(shí)點(diǎn)之間乃至多學(xué)科之間的串聯(lián)、聯(lián)合，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展提供了一些思路。理科教師與實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)潛心研究每一個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的、作用，琢磨每一個(gè)實(shí)驗(yàn)的呈現(xiàn)方式，梳理每一個(gè)實(shí)驗(yàn)可能聯(lián)系到的全部知識(shí)點(diǎn)，將實(shí)驗(yàn)與理論教學(xué)緊密結(jié)合、互為補(bǔ)益。在面對(duì)開放性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)不能馬虎敷衍，更不能一帶而過，應(yīng)當(dāng)查閱資料、多方參考，制訂盡量多樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。方案中不僅要著重不同章節(jié)、不同學(xué)科知識(shí)點(diǎn)的串聯(lián)，還要將每一件需要用到的實(shí)驗(yàn)器材的具體規(guī)格用量、每一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟的詳細(xì)做法和實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)缺點(diǎn)羅列清楚，最后還要留出一點(diǎn)兒改進(jìn)空間，便于引導(dǎo)學(xué)生作進(jìn)一步探究。

2）華羅庚曾言：“既能把薄的書讀成厚的，又能把厚的書讀成薄的。”實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是如此，理科教師和實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)仔細(xì)研究教材和課標(biāo)規(guī)定的實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)拆解成獨(dú)立的整體，對(duì)這些環(huán)節(jié)進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)有一些實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)在許多不同的實(shí)驗(yàn)中都有出場，而那些只適用于一兩場實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)并不多見。如此一來，紛雜的實(shí)驗(yàn)就被簡化為出場率較高的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作和出場寥寥的其他實(shí)驗(yàn)操作，進(jìn)一步分析就可以將學(xué)生實(shí)驗(yàn)所需用到的標(biāo)準(zhǔn)儀器在不同實(shí)驗(yàn)?zāi)康南碌倪x用標(biāo)準(zhǔn)、使用方法整理成冊，建立以實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)操作為指導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)操作教學(xué)體系。

這個(gè)體系的建立能大大降低實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練的壓力，從細(xì)微處著眼，能更有針對(duì)性地找到學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤，可以讓實(shí)驗(yàn)課堂多出更多靈活性，理科教師和實(shí)驗(yàn)教師只需要著重強(qiáng)化對(duì)學(xué)生薄弱環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，對(duì)于已被學(xué)生參透掌握的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行日常溫習(xí)，即可輕松完成實(shí)驗(yàn)操作方面的培訓(xùn)。在這種模式下，學(xué)生會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)器材在不同目的下的選取標(biāo)準(zhǔn)和使用方法有一個(gè)清晰的概念，為探究活動(dòng)的設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為實(shí)驗(yàn)的安全性增加一道保險(xiǎn)。

3）理科教師與實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)有意識(shí)地強(qiáng)化學(xué)生熟練配制實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)用到的不同種類、不同濃度的試劑的能力。在耗時(shí)較短、操作步驟相對(duì)簡單的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)之中，應(yīng)盡量讓學(xué)生自行對(duì)所需用到的試劑進(jìn)行配制。以學(xué)生操作有風(fēng)險(xiǎn)、實(shí)驗(yàn)課時(shí)緊張、保證實(shí)驗(yàn)成功率等為借口，強(qiáng)制學(xué)生使用實(shí)驗(yàn)教師提前配制好的標(biāo)準(zhǔn)溶液的做法，是理科教師與實(shí)驗(yàn)教師懼怕承擔(dān)責(zé)任、對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏重視、對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵缺乏理解的具體表現(xiàn)，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)材料的具體屬性、相互反應(yīng)缺乏概念，對(duì)于試劑的配制僅僅停留在書本和習(xí)題之中，不利于理解、記憶。

4）各中小學(xué)校應(yīng)以大數(shù)據(jù)的管理思維為指導(dǎo)，由理科教師對(duì)負(fù)責(zé)的教學(xué)班內(nèi)每個(gè)學(xué)生建立專門的實(shí)驗(yàn)檔案，將學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)情況和自主探究情況詳細(xì)記錄在案，針對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)分析各自的不足之處，制訂具有針對(duì)性、側(cè)重點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案和訓(xùn)練方案，因材施教，提升訓(xùn)練效率。

提升教研水平，增強(qiáng)科學(xué)素養(yǎng)

1）各中小學(xué)校在購置新儀器、新設(shè)備前應(yīng)進(jìn)行廣泛、充分的市場調(diào)研，對(duì)這些儀器設(shè)備的設(shè)計(jì)原理、實(shí)現(xiàn)方式、操作標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)效果等方面做到心中有數(shù)，組織專家對(duì)其安全性、必要性、技術(shù)成熟與否等諸多方面作出研討、論證。購置后，應(yīng)對(duì)相關(guān)教師進(jìn)行培訓(xùn)，確保這些儀器設(shè)備的安全使用。

2）理科教師和實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c特點(diǎn)，合理選用實(shí)驗(yàn)儀器。新設(shè)備的引入一定要在保證實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵的同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)的立體性、直觀性有所提升，切忌過度依賴。

3）在實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化、改進(jìn)中，應(yīng)秉承實(shí)驗(yàn)嚴(yán)謹(jǐn)、精準(zhǔn)、規(guī)范的原則，以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)及實(shí)驗(yàn)?zāi)芰槌霭l(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，避免陷入為了創(chuàng)新而創(chuàng)新的誤區(qū)。

4 結(jié)語

無論科技如何發(fā)展，實(shí)驗(yàn)器材如何變化，實(shí)驗(yàn)理念如何改進(jìn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)歸根結(jié)底是對(duì)人的培養(yǎng)，利用實(shí)驗(yàn)手段將理論與實(shí)踐結(jié)合到一起絕不是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的終點(diǎn)，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、發(fā)散性思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)才是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的終極目標(biāo)。先進(jìn)科技與實(shí)驗(yàn)教學(xué)之間的深度融合，先進(jìn)實(shí)驗(yàn)儀器在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的合理運(yùn)用，仍將是后續(xù)工作的重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]教育部關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意見[EB/OL].

[2019-11-20].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A06/s3321/

201911/t20191128_409958.html.