鮑亞培　景維華

摘? 要 以第六屆全國中小學(xué)實驗教學(xué)說課活動中現(xiàn)場展示的170節(jié)實驗課作品為例，分析總結(jié)目前中小學(xué)實驗教學(xué)的優(yōu)點和存在的問題，從某些角度反映了全國中小學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀，希望對今后參與全國中小學(xué)實驗教學(xué)說課活動的教師有所幫助與啟發(fā)。

關(guān)鍵詞 實驗教學(xué);說課;核心素養(yǎng);教育技術(shù);STEAM

中圖分類號：G632? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）15-0020-03

1 前言

為發(fā)揮實驗教學(xué)的育人功能，提高教師實驗教學(xué)水平，推動中小學(xué)實驗教學(xué)廣泛開展，2013年起，教育部組織發(fā)起了全國中小學(xué)實驗教學(xué)說課活動，迄今已舉辦六屆。第六屆全國中小學(xué)實驗教學(xué)說課活動于2018年11月17—18日在南昌舉行，來自全國31個省、市、自治區(qū)（不含香港、澳門、臺灣）及新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)的170名教師分綜合、小學(xué)科學(xué)、物理、化學(xué)、生物五個組別進(jìn)行了現(xiàn)場展示。在現(xiàn)場展示的170節(jié)實驗課中，共有綜合作品15件、小學(xué)科學(xué)作品28件、物理作品43件（初中21件、高中22件）、化學(xué)作品46件（初中23件、高中23件）、生物作品38件（初中17件、高中21件）。全國中小學(xué)實驗教學(xué)說課活動的現(xiàn)場展示課均由各地推選產(chǎn)生，具有較強的代表性。

本文旨在通過對第六屆全國中小學(xué)實驗教學(xué)說課活動全部現(xiàn)場展示作品進(jìn)行分析，側(cè)面了解我國中小學(xué)實驗教學(xué)的基本現(xiàn)狀。

2 優(yōu)點及特色

總體說來，170節(jié)現(xiàn)場展示課都經(jīng)過精心設(shè)計，值得全國廣大相關(guān)學(xué)科教師學(xué)習(xí)和借鑒?？偨Y(jié)起來，主要有以下幾個方面的優(yōu)點及特色。

關(guān)注學(xué)科素養(yǎng)，體現(xiàn)實驗教學(xué)的育人價值? 大多數(shù)教師能夠從培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的角度來設(shè)計和實施實驗課，通過實驗教學(xué)指導(dǎo)學(xué)生掌握基本的實驗方法和實驗技能，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感、創(chuàng)新精神、實踐能力，通過基于核心素養(yǎng)的教學(xué)，幫助學(xué)生形成必備品格和關(guān)鍵能力，實現(xiàn)學(xué)科課程目標(biāo)。

多數(shù)教師能夠?qū)⑾冗M(jìn)的教育理念融入實驗教學(xué)中，以提升學(xué)生素養(yǎng)。如五個組別中均有教師基于STEM或STEAM的理念來設(shè)計實驗課程，以工程設(shè)計為主導(dǎo)，讓學(xué)生在真實的問題中學(xué)習(xí)。多數(shù)教師在實驗設(shè)計中充分體現(xiàn)了綠色環(huán)保的理念。除此之外，也有少數(shù)教師嘗試以學(xué)習(xí)進(jìn)階等理念來設(shè)計實驗教學(xué)活動。

將教育技術(shù)與實驗教學(xué)深度融合? 技術(shù)可以延伸人的感官、肢體與思想，使人超越生物極限，增強人類認(rèn)識、解釋、改造世界的能力。在實驗教學(xué)中恰當(dāng)?shù)厥褂孟冗M(jìn)技術(shù)裝備，可以有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，降低認(rèn)知負(fù)荷，將更多精力投入更有價值的教與學(xué)活動中去。

筆者欣喜地看到，本次活動中多數(shù)教師能夠熟練合理地運用技術(shù)，將技術(shù)與實驗教學(xué)進(jìn)行深度融合。遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)、3D打印技術(shù)、數(shù)字同屏實驗數(shù)據(jù)等教育技術(shù)手段的引入，較好地輔助了實驗教學(xué)，讓課堂實驗活動的進(jìn)行更加高效。教學(xué)中引入了先進(jìn)技術(shù)裝備，使實驗現(xiàn)象更加明顯，提高了教學(xué)效率，為學(xué)生提供了多彩的實踐、體驗和探究性學(xué)習(xí)環(huán)境。傳感器和DIS軟件在實驗中的使用更加普遍，部分教師還能夠在現(xiàn)有傳感器設(shè)備的基礎(chǔ)上，對儀器和實驗進(jìn)行改進(jìn)，使得實驗結(jié)果顯示更加直觀、數(shù)據(jù)采集更加高效。備授課系統(tǒng)等教學(xué)產(chǎn)品也普遍應(yīng)用于實驗教學(xué)課堂中，此類軟件能夠?qū)W(xué)生分組實驗的數(shù)據(jù)同步顯示出來，便于教師分析對比，提高了課堂效率。在需要課堂展示和實驗數(shù)據(jù)交換時，部分教師靈活使用QQ、微信、飛鴿傳書等通用軟件，替代了部分備授課系統(tǒng)的功能，使得課堂組織更加靈活。

重視自主探究，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維? 在實驗教學(xué)過程中，教師普遍能夠重視學(xué)生自主探究過程中自然生成的問題，這類問題能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的愿望，有助于學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)思維，落實學(xué)科核心素養(yǎng)。部分教師還能夠在實驗設(shè)計中主動創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生主動提出問題。如高中生物學(xué)科在進(jìn)行“光合作用”實驗時，學(xué)生通過觀察發(fā)現(xiàn)同一株植物頂層葉片顏色和底層葉片顏色有差異，教師根據(jù)教材中介紹的知識內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想到不同部位葉片的葉綠素組成存在差異，在此基礎(chǔ)上繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗，通過定量的方法比較同一植物不同部位葉片葉綠素a和葉綠素b的含量。再如高中化學(xué)學(xué)科在進(jìn)行濃硫酸與銅反應(yīng)實驗時，學(xué)生觀察到銅片表面變黑的現(xiàn)象，教師引導(dǎo)學(xué)生提出猜想并制定實驗方案驗證猜想，深入探究，確定黑色物質(zhì)的化學(xué)成分。

實驗創(chuàng)新水平較高? 實驗的創(chuàng)新主要有以下幾個方面。

1）實驗內(nèi)容的創(chuàng)新。內(nèi)容基于教材又不拘泥于教材，根據(jù)不同學(xué)科的特點進(jìn)行創(chuàng)新。例如：物理學(xué)科突出從物理走向生活的實際應(yīng)用，突出物理科學(xué)技術(shù)在通信技術(shù)、航空航天等方面的重要作用，突出物理對生活、社會發(fā)展和科技進(jìn)步的重要作用;小學(xué)科學(xué)學(xué)科表現(xiàn)了對科學(xué)探究、思維訓(xùn)練、工程技術(shù)思想、信息技術(shù)應(yīng)用的探索;音樂學(xué)科表現(xiàn)了現(xiàn)代數(shù)碼技術(shù)對藝術(shù)表達(dá)和創(chuàng)新上的意義;體育學(xué)科深挖技能訓(xùn)練與器材創(chuàng)新之間的聯(lián)系等。還有教師根據(jù)地域特色編制了校本課程進(jìn)行實驗教學(xué)，如根據(jù)本地區(qū)古建筑較多的特點，編制了探究建筑原理和特色的校本STEAM課程。

2）實驗方法和設(shè)備的創(chuàng)新。通過實驗創(chuàng)新，化繁為簡，幫助學(xué)生觀察和理解掌握科學(xué)原理。根據(jù)教師個人能力和學(xué)生特點，用生活中的物品制作的自制儀器進(jìn)行實驗，增強實驗趣味性和實驗效果，增強可操作性，使實驗更加生動、易于觀察。例如：有物理學(xué)科教師自制激光發(fā)射和接收裝

置，實現(xiàn)用激光傳遞聲音、文字等信息的通信;有化學(xué)學(xué)科教師用宣紙吸收溶液，再在宣紙上做鐵與硫酸銅溶液、硝酸銀溶液的置換反應(yīng)實驗，形成“銅樹”“銀樹”等美妙奇特的圖案;有生物學(xué)科教師引導(dǎo)學(xué)生參與自制氣孔模型、運動系統(tǒng)模型、眼球模型、呼吸運動模型進(jìn)行教學(xué)。

3）綠色環(huán)保方面的創(chuàng)新。這類創(chuàng)新不但能有效降低有毒有害物質(zhì)的排放量，還能提高學(xué)生的環(huán)保意識。如在對有毒氣體的性質(zhì)進(jìn)行探究時，將儀器設(shè)備改進(jìn)為全封閉式;在粉塵爆炸試驗中，改進(jìn)點火方案以降低粉塵遺撒;利用廢舊塑料瓶制作各學(xué)科演示儀器等。

此外，有些教師還能從學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律出發(fā)，打通學(xué)科的橫向聯(lián)系，對實驗進(jìn)行整合、創(chuàng)新。如在進(jìn)行化學(xué)學(xué)科空氣中氧氣含量的測定實驗時，通過學(xué)生學(xué)過的物理學(xué)科中關(guān)于大氣壓強的“瓶吞雞蛋”實驗進(jìn)行引入，提升學(xué)習(xí)興趣，增強實驗效果。

地區(qū)實驗教學(xué)水平更加均衡? 優(yōu)秀的教學(xué)設(shè)計不再集中于傳統(tǒng)意義上經(jīng)濟(jì)和教育發(fā)達(dá)的地區(qū)，新疆、西藏等地的教師說課作品也給人耳目一新的感覺。如一個西藏的初中物理實驗課作品，打破西藏農(nóng)牧區(qū)物理教學(xué)中教師講實驗、學(xué)生觀看多媒體實驗、教師演示學(xué)生模仿實驗的傳統(tǒng)觀念，不僅利用音叉、鬧鐘等現(xiàn)有儀器設(shè)備，還利用生活中的鑼、乒乓球、面粉、吉他、口哨等物品，完成了“探究聲音的產(chǎn)生與傳播”的實驗課。

3 問題及思考

通過實驗課作品分析，筆者也發(fā)現(xiàn)了一些值得商榷的共性問題并對這些問題進(jìn)行了思考。

要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容具體地制定教學(xué)目標(biāo)? 教師在制定教學(xué)目標(biāo)時，要杜絕教學(xué)目標(biāo)與實際教學(xué)內(nèi)容“兩張皮”的現(xiàn)象。有些教師在制定教學(xué)目標(biāo)內(nèi)容時過于寬泛，教學(xué)目標(biāo)的內(nèi)容幾乎在所有課中都可以使用，如“滲透愛國主義情懷”“培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度”“體驗邏輯思維之美”等;還有些教學(xué)目標(biāo)內(nèi)容過于牽強，如“通過探究光的偏振現(xiàn)象”與“使學(xué)生懂得科學(xué)探究需要實事求是的科學(xué)態(tài)度”，實驗活動和目標(biāo)之間的距離就比較大。

不論是基于三維目標(biāo)制定的教學(xué)目標(biāo)，還是基于學(xué)科核心素養(yǎng)制定的教學(xué)目標(biāo)，都應(yīng)言之有物，應(yīng)該是能夠在本節(jié)課上達(dá)成的，尤其應(yīng)避免標(biāo)簽式地羅列目標(biāo)。一節(jié)課的容量是有限的，不應(yīng)將一節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)與一階段或整個學(xué)段的目標(biāo)混淆，每節(jié)課應(yīng)有每節(jié)課的側(cè)重。

要依據(jù)學(xué)生認(rèn)知水平設(shè)計實驗內(nèi)容? 教師在設(shè)計實驗內(nèi)容時，要注意根據(jù)學(xué)生的年齡特點和認(rèn)知水平設(shè)計實驗內(nèi)容。在各學(xué)科的課程標(biāo)準(zhǔn)中，均有符合各學(xué)段、各認(rèn)知水平的具體要求，應(yīng)將其作為基本依據(jù)，對小學(xué)、初中、高中在知識概念、方法技能、設(shè)計操作上分別作不同層次的要求。

在小學(xué)科學(xué)學(xué)科的實驗課作品中，很多教師使用了傳感器等能夠獲取精準(zhǔn)數(shù)據(jù)的儀器設(shè)備，這樣的設(shè)計確實提供了一般用具無法獲得的信息，但小學(xué)階段學(xué)生的數(shù)理邏輯和分析能力不強，高精度的數(shù)據(jù)作用有限，不宜將學(xué)生運用感覺器官直接感受力、聲、光的變化改為傳感器代勞。

在實驗設(shè)計中，教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)目標(biāo)細(xì)化實驗方法和手段。在小學(xué)低年齡段中，學(xué)生直接觀察獲取的信息已可以用于初步的判斷和分析，而學(xué)生從中也能夠直接感受被觀察事物、現(xiàn)象的外在表現(xiàn)，此時通過比較即可完成教學(xué)任務(wù);而在小學(xué)中、高年齡段需要深入探究其規(guī)律或者展開數(shù)理分析的時候，測量這種方法才進(jìn)入視野。初、高中的實驗中會有更多的對測量的要求，對數(shù)據(jù)做出復(fù)雜分析的要求。小學(xué)階段的數(shù)據(jù)和圖表的泛化，值得教師認(rèn)真考慮是否有其價值。

在中學(xué)物理、化學(xué)、生物學(xué)科的實驗課設(shè)計中，要正確處理好定性與定量實驗之間的關(guān)系。初中實驗教學(xué)以定性實驗為主，當(dāng)需要定量測量得出規(guī)律時，要關(guān)注學(xué)生數(shù)學(xué)知識的基礎(chǔ)，尤其是關(guān)注初中學(xué)生年齡段所能達(dá)到的理解水平和理解能力。如在進(jìn)行觀察大氣壓隨高度變化的實驗時，利用自制氣壓計進(jìn)行定性觀察已經(jīng)能夠達(dá)到教學(xué)要求，如果要求定量測量，顯然超出了大多數(shù)初中學(xué)生的理解能力。高中教學(xué)可以設(shè)計半定量或定量測量的實驗，設(shè)計時應(yīng)注意定量測量的實驗條件（或?qū)嶒灜h(huán)境）的優(yōu)化處理方式，做好對比實驗，合理得出結(jié)論。

要處理好教材提供的實驗和改進(jìn)實驗的關(guān)系? 教材是課堂上落實課程標(biāo)準(zhǔn)的載體，是一種課程資源。對于教學(xué)設(shè)計來說，有繼承才會有發(fā)展。教師在改進(jìn)儀器和實驗時，不能止步于奇思妙想的創(chuàng)新，而應(yīng)將創(chuàng)新落實到實驗教學(xué)上來，通過改進(jìn)和創(chuàng)新更好地發(fā)揮實驗教學(xué)的育人功能。

要讓培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)進(jìn)一步落地生根? 2017版高中物理、化學(xué)、生物等學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)中均明確了各學(xué)科的核心素養(yǎng)。在設(shè)定實驗教學(xué)目標(biāo)時，不能簡單地認(rèn)為學(xué)科核心素養(yǎng)是三維課程目標(biāo)的替代。在設(shè)計一節(jié)具體的實驗教學(xué)課程時，可將重點放在如何將上述素養(yǎng)中的某一個或幾個維度與某一教學(xué)片段中知識與技能的學(xué)習(xí)、思想觀念的建構(gòu)等方面進(jìn)行緊密結(jié)合并更多體現(xiàn)、細(xì)化、落實。

4 結(jié)語

全國中小學(xué)實驗教學(xué)說課活動迄今已舉辦六屆，無論是從活動的組織水平還是活動作品的內(nèi)容質(zhì)量上來說，都呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢。全國廣大教師在參與本活動時，可以充分地借鑒和吸收之前實驗說課作品的優(yōu)點，創(chuàng)作出更好更優(yōu)質(zhì)的作品，提高實驗教學(xué)水平，發(fā)揮實驗教學(xué)的育人功能，推動中小學(xué)實驗教學(xué)廣泛開展。