課程標(biāo)準(zhǔn)視域下的實驗教學(xué)優(yōu)化

錢雪薇

科學(xué)實驗是科學(xué)形成與發(fā)展的基礎(chǔ)，實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)技能和進(jìn)行科學(xué)探究性學(xué)習(xí)的基本途徑，是提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的基本手段。因此，開展科學(xué)實驗的重要性不言而喻。但現(xiàn)階段小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)中仍存在教學(xué)探究性過于表面、認(rèn)知不明等問題。本文從課程標(biāo)準(zhǔn)對小學(xué)科學(xué)探究式實驗教學(xué)的新要求、實驗教學(xué)的新趨勢等方面入手，對小學(xué)科學(xué)實驗進(jìn)行了深入探析，并對優(yōu)化小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)提出了建議，希望能夠為學(xué)生創(chuàng)造良好的科學(xué)學(xué)習(xí)環(huán)境，以提升學(xué)生自身的科學(xué)素養(yǎng)水平。

一、科學(xué)實驗教學(xué)的概念

科學(xué)實驗起源于人類生產(chǎn)的早期，有學(xué)者指出，科學(xué)實驗的四個要素分別是實驗者、實驗對象、實驗條件、科學(xué)實驗。當(dāng)科學(xué)實驗涉及具體的科學(xué)教育時，需要將教學(xué)論和學(xué)習(xí)論進(jìn)行結(jié)合，而實驗教學(xué)就是指實踐性教學(xué)的組織形式。

目前，科學(xué)實驗教學(xué)正廣泛用于基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程，并以提高學(xué)生科研能力為重點(diǎn)，其目的是驗證書本知識，并且是在特定的實驗室或?qū)嶒灥攸c(diǎn)，通過師生之間的交流和對話，按照既定的實驗課程框架，既能使學(xué)生正確使用儀器設(shè)備，掌握主要的科學(xué)概念，又能鍛煉學(xué)生測試、調(diào)整、分析、綜合和設(shè)計實驗方案、編寫實驗報告的綜合能力。但是這一定義并不清楚學(xué)生科學(xué)實驗的方向，且由于小學(xué)生年齡較小，在知識基礎(chǔ)、思維能力和認(rèn)知方法上具有一定的局限性，這對實驗教學(xué)的設(shè)計和實施提出了一定的挑戰(zhàn)。

二、科學(xué)實驗教學(xué)的新趨勢

科學(xué)實驗教學(xué)隨時代發(fā)展不斷變革，且適應(yīng)新時期課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，為學(xué)生知識體系的構(gòu)建提供基礎(chǔ)。2022年版《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》更符合國際科學(xué)教育的新趨勢，具有課程的基本概念、課程設(shè)置和內(nèi)容，標(biāo)志著我國小學(xué)科學(xué)課程由探索的實驗階段邁入全面提升階段，在我國小學(xué)科學(xué)教學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展進(jìn)程上占有突出地位?？茖W(xué)實驗的實際應(yīng)用可以提升學(xué)生的知識層面，并發(fā)掘?qū)W生自主探究能力，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)水平。因此，為全面理解和深入貫徹落實新課程理念，我們要把握科學(xué)教育的低齡化和進(jìn)步性、連續(xù)性和交叉滲透性、指導(dǎo)性和內(nèi)容整合性的總體趨勢發(fā)展。

（一）低齡化和進(jìn)步性

在小學(xué)科學(xué)課程的基本理念中，首要原則是突出學(xué)生主體地位。探究式實驗教學(xué)是從小學(xué)一年級就開始實施的，大多數(shù)發(fā)達(dá)國家在小學(xué)一年級開設(shè)科學(xué)課程，科學(xué)課程和他們的母語教學(xué)一樣重要。新課程標(biāo)準(zhǔn)針對學(xué)生心理發(fā)展的特殊性，提出了“八個一”的目標(biāo)，由先進(jìn)的階段性目標(biāo)構(gòu)成教學(xué)流程。實驗教學(xué)是一個以研究為基礎(chǔ)的實驗教學(xué)框架，可以根據(jù)青少年的需要逐步發(fā)展。

（二）連續(xù)性和交叉滲透性

科學(xué)研究的理念應(yīng)該貫穿于小學(xué)教育的全過程，這就要求在設(shè)計小學(xué)實驗時要考慮到研究理念的連續(xù)性和透明度。探究性實驗應(yīng)采用抽象概括、類比和推理的方法。例如在材料科學(xué)領(lǐng)域，學(xué)生可以通過問題思維體驗材料世界，參與探究性實驗學(xué)習(xí)過程，這樣可以增強(qiáng)學(xué)生的好奇心和探索世界奧秘的意愿。學(xué)生在解決問題的過程中，將科學(xué)與技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行思考，能極大地拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)視野，促進(jìn)學(xué)生對整個科學(xué)世界的理解，為他們提供豐富有趣的學(xué)習(xí)平臺。

（三）指導(dǎo)性和內(nèi)容整合性

美國全國科學(xué)教育評估調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生通過科學(xué)探究可以獲得分散的研究技能和科學(xué)知識。探究性的科學(xué)實驗必須首先確定哪些基本概念需要實施，設(shè)計者必須制定合理的方法來實施這些概念，以整合反映概念的相應(yīng)內(nèi)容。教師要以路徑節(jié)點(diǎn)為基礎(chǔ)，實施探究性實驗教學(xué)，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生對概念的理解;且有必要根據(jù)學(xué)生的發(fā)展軌跡設(shè)計評估標(biāo)準(zhǔn)，注重大科學(xué)觀，引導(dǎo)課堂教學(xué)以理解和應(yīng)用基礎(chǔ)知識為主，而不是一味地只注重細(xì)節(jié)問題。學(xué)生對于科學(xué)的了解是循序漸進(jìn)的，不能急于求成，教師在進(jìn)行科學(xué)實驗教學(xué)過程中，應(yīng)該努力在加深學(xué)生對相關(guān)概念的理解基礎(chǔ)上開展其他實驗活動。

三、課程標(biāo)準(zhǔn)視域下小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題

（一）學(xué)生對科學(xué)實驗認(rèn)識不足

從學(xué)生對于科學(xué)實驗課的喜愛程度來看，很多學(xué)生因為實驗課好玩而喜歡，且由于可以接觸到在平時生活中不常見的實驗儀器，更加增添學(xué)生對實驗的樂趣，但同時卻認(rèn)為做實驗比較麻煩，自己不愿意參與。究其原因，是學(xué)生缺乏對科學(xué)實驗的認(rèn)識，不明確科學(xué)實驗真正的內(nèi)涵。大多數(shù)學(xué)生表面上對于科學(xué)實驗課有很大的興趣，但又因其本身實驗理論基礎(chǔ)的匱乏，對實驗的步驟并不清楚，表現(xiàn)出來對實驗熱切情緒，只是源于實驗器材激發(fā)了他們本身的獵奇心理。這種情況在大部分學(xué)校中已經(jīng)成為常態(tài)。

學(xué)生對于實驗教學(xué)的本質(zhì)含義理解不深入，但新課程的基礎(chǔ)要求是提升學(xué)生整體科學(xué)素養(yǎng)水平，目前小學(xué)科學(xué)試驗中學(xué)生的表現(xiàn)顯然是與新課標(biāo)發(fā)展目標(biāo)相悖的，這也是學(xué)校和教師亟待解決的問題。

（二）實驗室教學(xué)設(shè)備條件有待改善

有些學(xué)校科學(xué)實驗器材不足，難以滿足科學(xué)實驗的要求。因為缺乏相關(guān)儀器，科學(xué)實驗室的作用難以得到充分發(fā)揮，使得科學(xué)實驗室相當(dāng)于教室;因為實驗室缺乏相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)備，在科學(xué)實驗室做實驗和在教室里操作大同小異。

沒有實驗器材何談實驗？造成這一狀況的原因是多方面的。首先，學(xué)校長時間的忽視。因為學(xué)校被傳統(tǒng)思想束縛，認(rèn)為學(xué)生只要注重應(yīng)試教育，本著對于實際操作可有可無的錯誤思想，很少將經(jīng)費(fèi)投入在實驗儀器上面。其次，實驗室很多實驗器材往往被擱置在一邊，在實驗室實驗中這些器材沒有被使用。

一方面，是因為相關(guān)實驗儀器的缺失，一些較為復(fù)雜的實驗難以操作。而實驗缺乏了相關(guān)的儀器就很難完美地展現(xiàn)給學(xué)生，便失去了它本質(zhì)的意義，教師大多會不進(jìn)行操作，轉(zhuǎn)為理論授課，使得實驗儀器并沒有被充分利用。

另一方面，有部分教師認(rèn)為即使將這一情況反映給學(xué)校，但學(xué)校本身就忽視科學(xué)實驗的內(nèi)涵，也不會批準(zhǔn)，就直接不報告，這就導(dǎo)致學(xué)校一部分實驗儀器長時間處于短缺狀態(tài)。

（三）教師教學(xué)能力有待提高

很多教師較為年輕，自身的教學(xué)經(jīng)歷不夠豐富，對課堂紀(jì)律問題的把控經(jīng)驗也不足。而且教師在實驗過程中并沒有給學(xué)生建立起做實驗需要科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠^念。這就導(dǎo)致學(xué)生在實驗課中對實驗較為隨意。因為多種因素的疊加，實驗課相對于基礎(chǔ)課堂教學(xué)，學(xué)生更加活躍，教師對班級紀(jì)律的控制也變得更為困難。因此，這就需要教師不斷積累教學(xué)經(jīng)驗，拉近和學(xué)生的距離，在實驗課上更好地應(yīng)對課堂紀(jì)律問題。有些教師在教學(xué)過程中忽略了學(xué)生的主體性，并沒有真正引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真思考每一個實驗步驟的具體意義，大多處在教師說實驗，學(xué)生照搬實驗的情況。因此，小學(xué)生很難意識到科學(xué)實驗的重要意義。因為教師教學(xué)能力不高，教學(xué)模式容易固化。學(xué)生在進(jìn)行實驗的時候，很多教師只是粗淺地示范一遍，便讓學(xué)生進(jìn)行模仿;又因為教師自身對科學(xué)的掌握能力不足，在實驗教學(xué)中缺乏創(chuàng)新，難以調(diào)動學(xué)生的積極性。

新課程改革的要求不只針對學(xué)生，它還需要教師具備相當(dāng)?shù)目茖W(xué)試驗知識的儲備。教師要能夠在實驗課上憑借自身掌握的實驗理論，結(jié)合學(xué)生實驗的需求及時創(chuàng)新實驗方法，以激發(fā)學(xué)生開展實驗的興趣。這就要求教師更要注重自我能力的提升，積極創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容，不斷提高教學(xué)效率，避免出現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容單一的情況。

四、課程標(biāo)準(zhǔn)視域下小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)的優(yōu)化措施

（一）激發(fā)學(xué)生對科學(xué)實驗的興趣

因為小學(xué)生的認(rèn)知水平普遍較低，大部分學(xué)生對于科學(xué)實驗的認(rèn)識只停留在表面，僅僅是沉浸在實驗帶來的獵奇性，很難從根本上明白實驗的真正意義，對科學(xué)實驗的目的、步驟、意義等都沒有清晰的認(rèn)識。但新課標(biāo)的要求是讓學(xué)生能跟上時代發(fā)展的步伐，充分了解當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平，在實驗中培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的興趣，為我國培育未來的科學(xué)人才奠定基礎(chǔ)。

對此，身為科學(xué)實驗教師，要改變傳統(tǒng)思維方式，適應(yīng)當(dāng)下信息化教育的趨勢，借助豐富的教育資源和先進(jìn)的科學(xué)教育手段，創(chuàng)新教育模式，適應(yīng)學(xué)生發(fā)展。教師要提高學(xué)生參與科學(xué)實驗的積極性，使其從真正意義上明確科學(xué)實驗的含義，并在實驗中踴躍表達(dá)自身的見解，在寓教于樂中豐富學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，并提升他們的科學(xué)素養(yǎng)水平。

（二）完善實驗室基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

科學(xué)實驗教學(xué)的基礎(chǔ)是實驗，實驗基礎(chǔ)是完成科學(xué)實驗的“地基”，實驗過程中必須借助相關(guān)實驗器材進(jìn)行。如果實驗教學(xué)沒有在實驗基礎(chǔ)上開展，那么它就和實驗本身的意義背道而馳，導(dǎo)致科學(xué)這門課程只會浮于表面。小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)與其他科目教學(xué)的不同就在于它是一門實踐性課程。實驗課程與其他基礎(chǔ)理論性課程的差異在于，學(xué)生需要親手去進(jìn)行這項實驗的操作，并在操作中具體掌握實驗的要求，了解實驗的意義。

因此，這就要求學(xué)生在進(jìn)行具體操作的時候有實驗器材的支持。但調(diào)研發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)校實驗室中實驗器材的配備難以達(dá)到新課標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)，而且學(xué)生進(jìn)行實驗操作也需要一定的成本支撐，但學(xué)校沒有充分的經(jīng)費(fèi)去及時購買補(bǔ)充器材，這也成了制約實驗教學(xué)的一個根本原因。鑒于此，學(xué)校需要和上級部門協(xié)同商議，增加實驗器材的成本，完善教學(xué)條件。

（三）提升教師實驗綜合能力

加強(qiáng)教師的實驗教學(xué)專業(yè)能力培訓(xùn)是非常重要的。從目前存在的問題看，教師自身的實驗教學(xué)水平及對課堂的管控能力都存在明顯不足，亟須教師和學(xué)校的相互配合，從而提升教師自身的實驗綜合能力水平。

首先，針對教師實驗綜合能力水平不高的現(xiàn)狀，教育部門有必要開展教研活動，為教師提供更加豐富的學(xué)習(xí)資源。其次，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)可以成立專門的科學(xué)研究小組，召集教師一起學(xué)習(xí)，共同進(jìn)步。最為重要的是，教師要不斷提升自身對實驗教學(xué)的認(rèn)識，深入鉆研，要學(xué)會利用信息化教育時代帶來的機(jī)遇，在不斷向前發(fā)展的時代中豐富并完善自身知識體系，切實提升實驗綜合能力。教師要做到在教學(xué)過程中對實驗器材得心應(yīng)手，積極創(chuàng)新教育模式，順應(yīng)時代發(fā)展的潮流。

從基礎(chǔ)教育階段引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實驗的實踐，有利于培養(yǎng)學(xué)生的知識探索精神、提高學(xué)生的理論水平。科學(xué)實驗作為培養(yǎng)學(xué)生核心能力的有效途徑，可以促使小學(xué)生形成完整的科學(xué)觀，提升他們的科學(xué)素養(yǎng)?？茖W(xué)實驗教學(xué)在提高學(xué)生科研能力方面發(fā)揮著越來越積極的作用，因此，教師和科研人員應(yīng)加強(qiáng)對實驗教學(xué)的探討，為學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)打下堅實基礎(chǔ)。