蔡明

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

摘? 要 近年來，中小學實驗儀器設(shè)備行業(yè)迅猛發(fā)展，傳感器、無人機、智能機器人等相對高端的儀器設(shè)備紛紛涌入中小學實驗室，為傳統(tǒng)的實驗教學與學生的自主探究帶來新的活力。隨著教育部將實驗教學與升學考核相關(guān)聯(lián)，實驗教學現(xiàn)狀將被徹底顛覆，實驗教學將更加注重實驗操作的精準、規(guī)范和對實驗內(nèi)涵的深度挖掘。分析中小學實驗教學中普遍存在的一些問題，提出發(fā)展建議，希望對中小學實驗教學發(fā)展有所助益。

關(guān)鍵詞 中小學實驗教學;實驗儀器;實驗?zāi)芰?科學素養(yǎng);素質(zhì)教育

中圖分類號：G632.4? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）21-0125-03

1 前言

實驗作為中小學理科教學中不可分割的一部分，是國家課程方案和課程標準規(guī)定的重要教學內(nèi)容，是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要途徑，對于提升學生的觀察能力、動手實踐能力、創(chuàng)造性思維能力和團隊合作能力，培育學生的興趣愛好、創(chuàng)新精神、科學素養(yǎng)和意志品質(zhì)，具有重要意義[1]。我國大部分地區(qū)中小學校實驗室已按本地區(qū)標準將實驗器材配置齊全，滿足開展實驗教學的基本條件。部分發(fā)達地區(qū)還將前沿的實驗設(shè)備、先進的教育理念引入實驗教學中，在完成教材和課標規(guī)定的傳統(tǒng)實驗之余，為學生的自主探究搭建平臺。我國中小學實驗教學取得的成果不可謂不豐碩，但目前實驗教學正處在探索階段，很多方面尚不完善，加之各地區(qū)發(fā)展理念及實驗教學資源差異較大，很難形成統(tǒng)一的標準，中小學實驗教學仍任重而道遠。

2 中小學實驗教學中存在的問題

實驗器材保障困難? 各地區(qū)出臺的中小學實驗器材配備標準是各區(qū)教育部門結(jié)合教育部相關(guān)標準及相關(guān)國家標準、行業(yè)標準，針對本地區(qū)所有中小學校具體情況，經(jīng)綜合考量制定而成。其中對于實驗器材的規(guī)格、品名、教學性能要求等方面的描述比較寬泛，條款不夠完善、細致，導致市面上的產(chǎn)品魚龍混雜，在器材質(zhì)量和操作體驗上差別較大。精通實驗操作的理科教師、實驗教師對于實驗器材的具體指標大都沒有清晰的概念，精通技術(shù)參數(shù)的采購人員對實驗的具體操作同樣語焉不詳，這種情況對招標文件的制作極為不利。沒有完備的招標文件，政府采購追求性價比最大化的評審機制，反而會為那些質(zhì)量不夠優(yōu)良、設(shè)計不夠完善的實驗器材涌入中小學實驗室打開方便之門，此后的驗收環(huán)節(jié)也難以起到作用。除此之外，部分地區(qū)對危險化學品的購銷及使用標準尚不完善，部分實驗材料的購置困難重重。

實驗內(nèi)涵挖掘不夠? 迫于升學壓力，唯分數(shù)論仍被許多教師、學生、家長奉為圭臬，偏重理論教學而忽視實驗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生操作，將理科教成了文科，教學效果極差。即便在許多重視實驗教學的學校里，不少理科教師和實驗教師對于實驗的研究、探索仍停留在表象，對于實驗內(nèi)涵缺乏深入挖掘，只知實驗器材如何選用，實驗步驟有何用意，卻很少思考每一個實驗環(huán)節(jié)具體培養(yǎng)了學生的哪一方面素養(yǎng)，僅僅將實驗當作輔助理論教學的工具，使得實驗教學不成系統(tǒng)，效率低下。

集成演示器、實驗器泛濫? 為了攜帶方便、提升實驗成功率，有些演示實驗的確需要用到集成演示器，但也有許多實驗注重實驗儀器組合在一起的設(shè)計過程與操作過程。過度使用集成演示器、實驗器會阻礙學生對實驗中需要用到的每件儀器設(shè)備都有一個清晰的概念，阻礙學生對實驗設(shè)計思路的理解與認知，將實驗過程簡化為實驗結(jié)果的展示，實驗教學效果大打折扣。

先進設(shè)備使用失當? 隨著素質(zhì)教育的逐步推進，中小學的教育理念和教育模式悄然發(fā)生改變，創(chuàng)新實驗室、特色教室在全國中小學遍地開花，傳感器、虛擬現(xiàn)實交互教學系統(tǒng)、全息交互教學系統(tǒng)等先進儀器設(shè)備逐步被引入中小學實驗教學。越來越多的理科教師將之加入傳統(tǒng)實驗之中，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，許多實驗因此失去了本味。一些技術(shù)不成熟的新興儀器在不當?shù)氖褂眠^程中可能會對學生的身體健康和生命安全帶來不可估量的危害，不利于實驗安全、順利地開展。

實驗改良過于隨意? 隨著教材、課標上規(guī)定的實驗開放程度越來越高，實驗場所不再拘泥于傳統(tǒng)實驗室，實驗方案和實驗器材的選取也較以往自由許多，尤其是自制教具等活動的持續(xù)火爆，使許多理科教師將過多的精力投入到實驗的新意、巧妙、環(huán)保上，反而忽略了實驗最重要的方面——規(guī)范與精準。易拉罐、啤酒瓶、自來水瓶、一次性紙杯、一次性筷子、輸液袋等缺乏標準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現(xiàn)場，使許多教師的實驗改良走入歧途。

3 中小學實驗教學發(fā)展建議

強化政策引領(lǐng)，優(yōu)化采購環(huán)節(jié)，保證實驗器材的優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定供應(yīng)

1）各地區(qū)教育相關(guān)部門應(yīng)會同公安、消防、環(huán)保等部門，結(jié)合實際情況制定、完善本地區(qū)的危險化學品購銷辦法，為中小學實驗材料的穩(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、完善實驗考核相關(guān)標準文件，其中實驗考核的標準、實驗考場的建設(shè)標準及器材配備標準尤為關(guān)鍵，應(yīng)做到準確、翔實，為中小學實驗儀器設(shè)備的補充更新指明方向。

3）各中小學校應(yīng)根據(jù)實驗器材購置清單，組織理科教師、實驗教師和采購人員對市面上的實驗器材充分進行現(xiàn)場調(diào)研，根據(jù)調(diào)研結(jié)果和本地區(qū)制定的中小學實驗器材配備標準對招標文件中待購置實驗器材的關(guān)鍵指標進行完善。實驗器材到貨后，按照招標文件條款對其進行驗收，杜絕不符合標準的次品流入校園。

全局掌控，局部精通，深挖實驗內(nèi)涵，打造以實驗操作為核心的教學體系

1）如果將理科教學比作一場歌劇，實驗無疑是最為耀眼的歌者，它神秘又迷人的外表將一個個概念引出的同時，吊足了學生的胃口，通過時而輕柔婉轉(zhuǎn)、時而高亢激進的歌聲將教學中的重點和難點娓娓道來，優(yōu)美的舞步將難以理解、記憶的知識點轉(zhuǎn)變?yōu)樽钪庇^的實驗結(jié)果，偶爾的即興演出對一個個奇思妙想作出驗證，最終完美的謝幕將引發(fā)學生的無限遐想，為下一次登臺做好鋪墊。由此可見，教材上每一個精心設(shè)計的實驗都有特定的使命與目的，貫穿理科教學的始末，將書本上一條條晦澀難明的定理定律活化為直觀的實驗現(xiàn)象、精準的實驗數(shù)據(jù)，便于學生理解、記憶這些抽象概念。

少數(shù)開放性、探究性的實驗也為學生的思考留出空間，這些開放性較強的實驗越來越注重不同知識點之間乃至多學科之間的串聯(lián)、聯(lián)合，為實驗教學的發(fā)展提供了一些思路。理科教師與實驗教師應(yīng)潛心研究每一個實驗的目的、作用，琢磨每一個實驗的呈現(xiàn)方式，梳理每一個實驗可能聯(lián)系到的全部知識點，將實驗與理論教學緊密結(jié)合、互為補益。在面對開放性較強的實驗時不能馬虎敷衍，更不能一帶而過，應(yīng)當查閱資料、多方參考，制訂盡量多樣的實驗設(shè)計方案。方案中不僅要著重不同章節(jié)、不同學科知識點的串聯(lián)，還要將每一件需要用到的實驗器材的具體規(guī)格用量、每一個實驗步驟的詳細做法和實驗方案的優(yōu)缺點羅列清楚，最后還要留出一點兒改進空間，便于引導學生作進一步探究。

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?！睂嶒灲虒W也是如此，理科教師和實驗教師應(yīng)仔細研究教材和課標規(guī)定的實驗，將實驗的每一個環(huán)節(jié)拆解成獨立的整體，對這些環(huán)節(jié)進行匯總統(tǒng)計，就會發(fā)現(xiàn)有一些實驗環(huán)節(jié)在許多不同的實驗中都有出場，而那些只適用于一兩場實驗的實驗環(huán)節(jié)并不多見。如此一來，紛雜的實驗就被簡化為出場率較高的基礎(chǔ)實驗操作和出場寥寥的其他實驗操作，進一步分析就可以將學生實驗所需用到的標準儀器在不同實驗?zāi)康南碌倪x用標準、使用方法整理成冊，建立以實驗儀器和實驗操作為指導的實驗操作教學體系。

這個體系的建立能大大降低實驗操作訓練的壓力，從細微處著眼，能更有針對性地找到學生在實驗操作中容易出現(xiàn)的錯誤，可以讓實驗課堂多出更多靈活性，理科教師和實驗教師只需要著重強化對學生薄弱環(huán)節(jié)的訓練，對于已被學生參透掌握的實驗環(huán)節(jié)進行日常溫習，即可輕松完成實驗操作方面的培訓。在這種模式下，學生會對實驗器材在不同目的下的選取標準和使用方法有一個清晰的概念，為探究活動的設(shè)計打下堅實的基礎(chǔ)，也為實驗的安全性增加一道保險。

3）理科教師與實驗教師應(yīng)有意識地強化學生熟練配制實驗中可能會用到的不同種類、不同濃度的試劑的能力。在耗時較短、操作步驟相對簡單的標準實驗之中，應(yīng)盡量讓學生自行對所需用到的試劑進行配制。以學生操作有風險、實驗課時緊張、保證實驗成功率等為借口，強制學生使用實驗教師提前配制好的標準溶液的做法，是理科教師與實驗教師懼怕承擔責任、對實驗教學缺乏重視、對實驗內(nèi)涵缺乏理解的具體表現(xiàn)，使學生對實驗材料的具體屬性、相互反應(yīng)缺乏概念，對于試劑的配制僅僅停留在書本和習題之中，不利于理解、記憶。

4）各中小學校應(yīng)以大數(shù)據(jù)的管理思維為指導，由理科教師對負責的教學班內(nèi)每個學生建立專門的實驗檔案，將學生在實驗室的實驗情況和自主探究情況詳細記錄在案，針對每個實驗環(huán)節(jié)分析各自的不足之處，制訂具有針對性、側(cè)重點的實驗教學方案和訓練方案，因材施教，提升訓練效率。

提升教研水平，增強科學素養(yǎng)

1）各中小學校在購置新儀器、新設(shè)備前應(yīng)進行廣泛、充分的市場調(diào)研，對這些儀器設(shè)備的設(shè)計原理、實現(xiàn)方式、操作標準、實驗效果等方面做到心中有數(shù)，組織專家對其安全性、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)對相關(guān)教師進行培訓，確保這些儀器設(shè)備的安全使用。

2）理科教師和實驗教師應(yīng)以培養(yǎng)學生的實驗素養(yǎng)為出發(fā)點，結(jié)合實驗?zāi)康呐c特點，合理選用實驗儀器。新設(shè)備的引入一定要在保證實驗內(nèi)涵的同時對實驗的立體性、直觀性有所提升，切忌過度依賴。

3）在實驗的優(yōu)化、改進中，應(yīng)秉承實驗嚴謹、精準、規(guī)范的原則，以培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)及實驗?zāi)芰槌霭l(fā)點和落腳點，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，實驗器材如何變化，實驗理念如何改進，實驗教學歸根結(jié)底是對人的培養(yǎng)，利用實驗手段將理論與實踐結(jié)合到一起絕不是實驗教學的終點，對學生創(chuàng)新意識、發(fā)散性思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)才是實驗教學的終極目標。先進科技與實驗教學之間的深度融合，先進實驗儀器在實驗教學中的合理運用，仍將是后續(xù)工作的重點。

參考文獻

[1]教育部關(guān)于加強和改進中小學實驗教學的意見[EB/OL].

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

201911/t20191128_409958.html.