數(shù)字化實(shí)驗(yàn)引領(lǐng)鄉(xiāng)村教師專業(yè)成長

嚴(yán)西平 羅莉

摘要：在區(qū)域支教的實(shí)踐中，創(chuàng)設(shè)了城鄉(xiāng)教師共同體發(fā)展平臺，依托數(shù)學(xué)化實(shí)驗(yàn)的引領(lǐng)，借助傳染效應(yīng)等長效心理機(jī)制，促進(jìn)了鄉(xiāng)村教師專業(yè)成長。

關(guān)鍵詞：城鄉(xiāng)教師共同體;數(shù)字化實(shí)驗(yàn);教師專業(yè)發(fā)展

文章編號：1008-0546（2021）07-0087-04 中圖分類號：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.07.022

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)是信息技術(shù)應(yīng)用于化學(xué)教學(xué)的重要平臺。每年一屆的"V杯”數(shù)字化實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新大賽是由中國教育學(xué)會化學(xué)教學(xué)專業(yè)委員會和《化學(xué)教與學(xué)》雜志社聯(lián)合舉辦，迄今已舉辦了九屆（2020、2021年因新冠疫情暫停舉辦）。這項(xiàng)比賽推動(dòng)了數(shù)字化實(shí)驗(yàn)融人化學(xué)教學(xué)，促進(jìn)了教師的專業(yè)發(fā)展，"V杯”賽影響越來越大，已經(jīng)成為教師專業(yè)成長的一個(gè)新舞臺。

作為蘇州市教育局實(shí)施“城鄉(xiāng)義務(wù)教育均衡化”的實(shí)驗(yàn)先行者，筆者于 2012年至2018年在張家港市南豐中學(xué)駐校支教6年（簡稱“區(qū)域支教”），帶領(lǐng)南豐化學(xué)團(tuán)隊(duì)獲得2012、2014、2015和2019年全國數(shù)字化實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新大賽一等獎(jiǎng)（或現(xiàn)場示范展示作品），2018年“數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用”獲蘇州市教學(xué)成果特等獎(jiǎng)。2018年起筆者報(bào)名參加了“援藏援疆萬人支教教師計(jì)劃”，來到了新疆克孜勒蘇柯爾克孜自治州（簡稱“援疆支教”），在這里中學(xué)繼續(xù)介紹推廣數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，2019年的“V杯”賽也有兩名新疆教師參加了展示團(tuán)隊(duì)，他們已經(jīng)成為克州數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的“種子”教師，定期開展培訓(xùn)和示范。

回顧支教以來城鄉(xiāng)教師的成長，筆者總結(jié)了幾條重要經(jīng)驗(yàn)：

一、建一個(gè)平臺——城鄉(xiāng)教師共同體

眾所周知，我國城鄉(xiāng)之間教育失衡問題還比較突出。筆者剛到張家港市南豐中學(xué)時(shí)，就思考一個(gè)師帶徒成長問題：怎樣才能擺脫重指導(dǎo)、輕幫帶的權(quán)威型模式羈絆？如何實(shí)現(xiàn)師徒共同發(fā)展的民主型“雙贏”局面？如何讓成長的實(shí)踐走出傳統(tǒng)教研形式？從區(qū)域支教的實(shí)際出發(fā)，筆者創(chuàng)設(shè)了“城鄉(xiāng)教師共同體”，即把不同教學(xué)特質(zhì)和水平的城鄉(xiāng)教師通過師徒結(jié)對形式結(jié)合在一起，它具有親源性、持續(xù)性、共生性等特性[1]。它既是“學(xué)習(xí)共同體”[2]，也是“實(shí)踐共同體”[3]。“城鄉(xiāng)教師共同體”的主要特色是：指導(dǎo)教師和徒弟分屬不用的地域，彼此在教學(xué)理念、教學(xué)習(xí)慣等方面（簡稱教學(xué)特質(zhì)）差異較大，但師徒結(jié)對的初心都是要主動(dòng)學(xué)習(xí)、積極研討、促進(jìn)彼此的專業(yè)發(fā)展。同時(shí)指導(dǎo)教師要放下身段，與徒弟平等地交流探討，相互促進(jìn)，共同發(fā)展。其次，考慮到師徒的交流不限于工作時(shí)間，所以“城鄉(xiāng)教師共同體”不同于基于一個(gè)教研組內(nèi)緊密型的團(tuán)體，不一定次次都要集中研討，可以通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)等方式突破地域時(shí)空的隔閡，隨時(shí)隨地地開展交流，時(shí)效性強(qiáng)。第三，指導(dǎo)教師要注意挖掘不同徒弟的潛質(zhì)，制定個(gè)性化的培養(yǎng)方案和實(shí)施途徑，讓每位徒弟的成長都帶有獨(dú)特的色彩等（見圖1）。

【案例1】“尺有所短，寸有所長”

2013年秋季學(xué)期剛開學(xué)，在“空氣和氧氣”的主題備課活動(dòng)中，筆者組織南豐中學(xué)青年教師一起學(xué)習(xí)清華大學(xué)宋心琦教授的一個(gè)講座提綱“拉瓦錫測量空氣成分實(shí)驗(yàn)的賞析”，其中一段話引起了我們的深思：“源源不斷氣化的汞原子和空氣中的氧分子發(fā)生的反應(yīng)屬于氣相反應(yīng)，而且遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過化學(xué)計(jì)量比的要求，反應(yīng)可以達(dá)到完全”。那么教材中“紅磷燃燒測定氧氣的含量”這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)芊裢耆牡羧萜鲀?nèi)的氧氣呢（見圖2）？

筆者提議用基于氧氣傳感器的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)試試看？但是當(dāng)我們直接把氧氣傳感器放后開始實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)了兩個(gè)嚴(yán)重問題：一是紅磷放熱量太大，差點(diǎn)把火焰上方的傳感器的塑料外殼燒熔化了;二是一開始就記錄發(fā)現(xiàn)得到的氧氣含量下降的曲線不太正常，表現(xiàn)為開始示數(shù)會決速下降然后回升到初始值，隨后才能進(jìn)入正常的響應(yīng)區(qū)間（查閱資料得知是紅磷和水蒸氣生成了偏磷酸影響所致）。怎么辦？筆者苦思冥想了幾天也沒有頭緒。這時(shí)教研組長陳麗偉老師興沖沖地告訴我，他們幾個(gè)年輕人想出來了對策：燃燒匙下面的凹面正好可以用來保護(hù)傳感器，把保護(hù)燃燒匙、傳感器和另一個(gè)燃燒匙（盛放紅磷）組裝在一個(gè)大橡皮塞上（見圖3）。

當(dāng)開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，收緊保護(hù)燃燒匙，蓋住傳感器，當(dāng)待傳感器示數(shù)恢復(fù)到開始時(shí)（一般不用校準(zhǔn)到21%，因?yàn)榻淌依锏沫h(huán)境中氧氣的含量低于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值）的數(shù)值（約19%左右），向下推開同時(shí)開始測量。這樣就會得到平滑的曲線（見圖4）。

實(shí)驗(yàn)表明紅磷不能將容器內(nèi)的氧氣消耗完（殘留7-8%），即使更換為白磷，仍有2-3%的殘留。這個(gè)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)首次明確了這樣一個(gè)事實(shí)，教材中用紅磷燃燒替代汞的氧化主要是方便教學(xué)，是用“理想化”的實(shí)驗(yàn)代替“理想”實(shí)驗(yàn)的一種彈性處理。教師可以引領(lǐng)學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)的誤差討論，但是前提是教師必須清楚這個(gè)實(shí)驗(yàn)存在“系統(tǒng)誤差”。不能為討論而討論，不能忽略這個(gè)實(shí)驗(yàn)隱含著的“培養(yǎng)質(zhì)疑精神”的科學(xué)態(tài)度素養(yǎng)教育。（本實(shí)驗(yàn)獲評2014年“V杯”賽一等獎(jiǎng)）

二、補(bǔ)一個(gè)短板——信息技術(shù)應(yīng)用

目前在一些地方“數(shù)字鴻溝”現(xiàn)象非常明顯，城區(qū)名校和薄弱校教育信息化條件橫向?qū)Ρ热匀挥兄^大差距，存在著中心城區(qū)投入大、建設(shè)水平高，邊遠(yuǎn)城區(qū)與農(nóng)村投入少、建設(shè)水平低的現(xiàn)象。在幾項(xiàng)常見的教育信息技術(shù)方面，鄉(xiāng)鎮(zhèn)濃村教師的使用頻率要明顯低于城市和縣城教師，這一方面可能說明鄉(xiāng)村在教育信息技術(shù)硬件配備上與縣城和城市存在差距，沒有充足的相關(guān)資源;另一方面可能說明鄉(xiāng)村教師教育信息技術(shù)的素養(yǎng)還存在不足[4]。

2012年筆者剛到南豐中學(xué)，就把剛剛興起的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)帶進(jìn)了課堂，引起了鄉(xiāng)村教師極大的興趣，悟性高的他們很快就掌握了該項(xiàng)技術(shù)，為了讓數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在鄉(xiāng)村學(xué)校生根開花，筆者聯(lián)系某數(shù)字技術(shù)公司向南豐中學(xué)捐贈(zèng)了一個(gè)簡易的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)常開展專題研討活動(dòng)，組織青年教師現(xiàn)場觀摩使用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的公開課和比賽，鼓勵(lì)他們大膽構(gòu)思、創(chuàng)新設(shè)計(jì)，彌補(bǔ)教材中遺留的實(shí)驗(yàn)缺憾。經(jīng)過約一個(gè)學(xué)期的鍛煉，南豐中學(xué)的青年教師相繼開發(fā)出了中和滴定過程中pH和溫度的同時(shí)測定等使用雙傳感器技術(shù)的新實(shí)驗(yàn)，讓數(shù)字化實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)出更有魅力的可視化效果。

【案例2】“揚(yáng)己所長，破繭成蝶”

2014年秋季學(xué)期在“完全燃燒和不完全燃燒”的主題備課活動(dòng)中，我們用一氧化碳傳感器（ppm級）測試了一下蠟燭燃燒后容器中的一氧化碳，發(fā)現(xiàn)有一定示數(shù)。這讓大家一下子興奮起來：通常意義下這是“完全燃燒”啊，怎么也會伴隨“不完全燃燒”呢？于是團(tuán)隊(duì)對此“異?，F(xiàn)象”開展了專題攻關(guān)，經(jīng)過多次嘗試，終于獲得了突破。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的主創(chuàng)陳學(xué)東老師用了氧氣和一氧化碳雙傳感器技術(shù)，同時(shí)模擬了“不完全燃燒”和“完全燃燒”兩種情景（實(shí)驗(yàn)裝置見圖5和圖6），雙數(shù)據(jù)的同時(shí)記錄（見圖7和圖8）彌補(bǔ)了教材實(shí)驗(yàn)空白（缺少生成一氧化碳的定量證明），更新了實(shí)驗(yàn)認(rèn)知：傳統(tǒng)教學(xué)中讓“兩種燃燒”處在絕對對立面的觀點(diǎn)是不正確的，也校正了教師對教材中“氧氣不充足”的片面理解。（本實(shí)驗(yàn)獲評2015年“V杯”賽一等獎(jiǎng)）

在此后一年左右的時(shí)間里，除了熟練掌握數(shù)字化實(shí)驗(yàn)技術(shù)，南豐中學(xué)的青年教師還在筆者的鼓勵(lì)下逐漸學(xué)會了“未來教室”的使用，“數(shù)字化實(shí)驗(yàn)+電子雙屏”的應(yīng)用深化了數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，陳學(xué)東老師還獲得了蘇州市電教館頒發(fā)“未來教室”培訓(xùn)合格證書，成為“未來教室”的鄉(xiāng)村種子教師。

三、創(chuàng)一種機(jī)制——持續(xù)專業(yè)發(fā)展

2018秋季筆者援疆支教，如何讓鄉(xiāng)村教師持續(xù)成長？筆者嘗試了運(yùn)用“傳染效應(yīng)”等長效心理機(jī)制，一方面把數(shù)字化實(shí)驗(yàn)技術(shù)引入新疆教師的培訓(xùn)，在培訓(xùn)活動(dòng)上介紹南豐中學(xué)青年教師的專業(yè)成長，用“別人行我也行”的正向激勵(lì)來引領(lǐng)新疆教師的成長;另一方面，筆者把脫穎而出的新疆教師吸納進(jìn)已有的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，一起研發(fā)新的實(shí)驗(yàn)，反過來這些新鮮血液也能“傳染”南豐中學(xué)青年教師，形成積極向上的團(tuán)隊(duì)精神，帶動(dòng)各地教師共同發(fā)展。

【案例3】“后浪奔涌，異鄉(xiāng)同天”

2018年秋季學(xué)期，筆者把“用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)探究氫氧化鈣溶解性”的實(shí)驗(yàn)雛形和遇到的困惑介紹給了新疆教師，克州二中溫瑞娟老師提出的方案讓筆者眼前一亮：新疆冬季溫度低，而且這里有豐富的石灰石，可以自制生石灰，然后用冰水溶解，加熱后會看到明顯的渾濁，試驗(yàn)果然如此，實(shí)驗(yàn)藥品的難題被解決了。如何測定升溫時(shí)不斷變化的溶解量呢？團(tuán)隊(duì)經(jīng)過不斷攻關(guān)，終于設(shè)計(jì)好了實(shí)驗(yàn)裝置（見圖9），運(yùn)用“基于光度一溫度傳感器技術(shù)的聯(lián)合測量”方法，模擬出了氫氧化鈣隨溫度上升溶解度下降的曲線圖（透光度可以看做與濁度成反比，即析出的氫氧化鈣固體越多，透光度越小）。這項(xiàng)技術(shù)的突破點(diǎn)還表現(xiàn)在，過去數(shù)字化實(shí)驗(yàn)圖的橫坐標(biāo)都是時(shí)間，而我們利用軟件改為了溫度，可以直觀地“看到”溶解度曲線（見圖10）。（本實(shí)驗(yàn)獲評2019年“V杯”賽現(xiàn)場示范作品）

進(jìn)入2020年，南豐中學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的腳步?jīng)]有停歇，團(tuán)隊(duì)先后獲得蘇州市實(shí)驗(yàn)教學(xué)說課二等獎(jiǎng)和江蘇省實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新大賽二等獎(jiǎng)。團(tuán)隊(duì)成員中又增添了一名“蘇州市學(xué)科帶頭人”和一名“張家港市教學(xué)能手”，至此筆者所指導(dǎo)的4位鄉(xiāng)村教師都已經(jīng)成長為縣市級或以上的骨干教師，團(tuán)隊(duì)也成長為“全國基礎(chǔ)教育優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)”，8年的區(qū)域支教取得了顯著的成效。

參考文獻(xiàn)

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[2]張立平.十年教師專業(yè)發(fā)展學(xué)習(xí)共同體研究文獻(xiàn)述評[J].教師教育論壇，2015（1）：73-79

[3]葉海龍.“實(shí)踐共同體”極其對教師專業(yè)發(fā)展的啟示[J].當(dāng)代教育科學(xué)，2011（16）：24-26

[4]丁剛.中國中小學(xué)教師專業(yè)發(fā)展?fàn)顩r調(diào)查與政策分析報(bào)告[M].上海.華東師范大學(xué)出版社（2010）：19

*本文系江蘇省中小學(xué)教學(xué)研究第十二期立項(xiàng)課題“促進(jìn)城鄉(xiāng)化學(xué)教師均衡專業(yè)發(fā)展的實(shí)踐研究”（2017JK12-L112）成果之一;蘇州科技大學(xué)“本科教學(xué)工程”教學(xué)改革與研究項(xiàng)目（2019JGMJ-11）成果之一。