許衛(wèi)國

實驗是人類認(rèn)識世界的一種重要活動，是進(jìn)行科學(xué)研究的基礎(chǔ)。實驗教學(xué)既是知識教學(xué)的基礎(chǔ)，也是培養(yǎng)學(xué)生探究能力、創(chuàng)新意識及科學(xué)精神的重要渠道。理化生學(xué)科都是以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，理應(yīng)肩負(fù)起讓學(xué)生在實驗中學(xué)習(xí)的重?fù)?dān)。在2017 年版2020 年修訂的普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)中，物理、化學(xué)和生物學(xué)科在學(xué)科核心素養(yǎng)中都把“科學(xué)探究”作為重要項目，倡導(dǎo)開展以實驗為主的多種探究活動，借以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。新課標(biāo)在“基本理念”中強(qiáng)調(diào)了課程的選擇性，針對學(xué)生的興趣、發(fā)展?jié)撃芎徒窈蟮纳龑W(xué)或就業(yè)的需求，設(shè)計多樣化的課程模塊，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行自主的、富有個性的學(xué)習(xí)。在根據(jù)新課標(biāo)編寫的人教版高中教材中，演示實驗、驗證性實驗、測定性實驗和探究性實驗的數(shù)量也有較大增加。這些因素都要求實驗學(xué)習(xí)空間要有大幅度的改造或重建。江蘇省教育廳于2011 年開始的課程基地建設(shè)為學(xué)習(xí)空間的建設(shè)提供了廣闊的舞臺，通過改變學(xué)習(xí)空間來改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，通過豐富的課程來發(fā)展學(xué)生的能力；同時也改變了教師的教學(xué)方式，使知識的呈現(xiàn)方式更加直觀，為教師提供了發(fā)展平臺。2016年江蘇省錫山高級中學(xué)的自然科學(xué)實驗課程基地被教育廳立項為省級課程基地，依托課程基地，圍繞實驗學(xué)習(xí)空間的建設(shè)，我們做了一些嘗試。

一、設(shè)定建設(shè)目標(biāo)

根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)對實驗教學(xué)的要求，實驗學(xué)習(xí)空間建設(shè)應(yīng)為制定與課標(biāo)配套的實驗室國家配置標(biāo)準(zhǔn)提供實踐依據(jù)?；诖?，我們首先確定建設(shè)目標(biāo)，為新課標(biāo)背景下的普通高中自然科學(xué)實驗教學(xué)提供示范。

首先，理化生學(xué)科中心根據(jù)學(xué)科教學(xué)的實驗特點研討出本學(xué)科的學(xué)科宣言。學(xué)科宣言是在中觀層面從學(xué)生的視角提出的各學(xué)科育人宗旨。例如，物理學(xué)科的學(xué)科宣言是“讓學(xué)生觀察、讓學(xué)生體驗、讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)、讓學(xué)生思考”；化學(xué)是“探尋物質(zhì)世界，建構(gòu)科學(xué)理論，體驗實驗魅力，形成化學(xué)觀念”；生物是“探秘生命、體悟生活、關(guān)注生態(tài)”。其次，各學(xué)科精選出具備學(xué)科特色的logo。例如，物理是引力波模型、化學(xué)是青蒿素模型、生物是DNA 雙螺旋模型。（見圖1）最后，在此基礎(chǔ)上，理化生三個教研中心群策群力，圍繞“實驗與實證”的科學(xué)探究核心素養(yǎng)，研討出“用實驗驗證假設(shè)，用數(shù)據(jù)表達(dá)結(jié)論”的實驗基地宣言。

（圖1）

二、建造實驗學(xué)習(xí)空間

針對新課標(biāo)中提出的必修、選擇性必修、選修三類課程，我們著力建設(shè)對應(yīng)的、指向核心素養(yǎng)形成的基礎(chǔ)式、主題式、項目式實驗中心（見表1），力圖通過學(xué)習(xí)空間的變化促使學(xué)習(xí)方式的變革。

表1 三種類型的實驗室

基礎(chǔ)式實驗室對標(biāo)必修1、必修2、必修3三個模塊?；诒憬菪栽瓌t，各學(xué)科把使用共同儀器的實驗歸類，各配置出兩個基礎(chǔ)式實驗室。每學(xué)科還各配有一個數(shù)字化實驗室。

主題式實驗室對標(biāo)選擇性必修1、選擇性必修2、選擇性必修3 三個模塊，使學(xué)生根據(jù)個人需求與升學(xué)要求選擇學(xué)習(xí)的課程，新課標(biāo)中學(xué)生分組實驗的內(nèi)容有所增加，許多儀器設(shè)備需要重置。因此，在空間建設(shè)中我們力求去教師中心化，取而代之的是以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)空間，采用中央臺與邊臺相結(jié)合的模式；各學(xué)科有兩個實驗室的電源采用的是走天花板的塔式電源，以方便實驗桌的任意組合，以靈活的學(xué)習(xí)空間滿足小組學(xué)習(xí)的需要，為學(xué)生團(tuán)隊合作提供保障。

項目式實驗室對標(biāo)選修的三個模塊，為學(xué)生自主選擇學(xué)習(xí)的課程提供空間，目的在于讓學(xué)生關(guān)注生活應(yīng)用、拓展學(xué)科視野、深化學(xué)科認(rèn)知。選擇這類空間進(jìn)行學(xué)習(xí)的學(xué)生一般都有自己的生涯規(guī)劃，能為將來高考填報志愿選擇專業(yè)做鋪墊。項目式實驗室的建設(shè)流程為：學(xué)科特長教師申報，教研中心集體討論，學(xué)校審批和招標(biāo)購置。項目式實驗室的建設(shè)一般要有高校專家的理論和技術(shù)指導(dǎo)。目前學(xué)校已建成的實驗室見下頁表2。

表2 理化生實驗室名稱

三、建構(gòu)課程體系

實驗基地為課程提供了學(xué)習(xí)空間，圍繞基地建設(shè)開發(fā)形式多樣的校本課程，滿足了不同學(xué)生的個性化需求。學(xué)校課程教學(xué)處統(tǒng)籌各教研中心研創(chuàng)開設(shè)的課程，教師根據(jù)自己的專業(yè)特長提出開課申請，申請的課程經(jīng)教研中心研究后上報課程教學(xué)處，課程教學(xué)處提供課程綱要模板，包括：課程信息（名稱、課時數(shù)/學(xué)分、開課教師、適用年級、資源配合、教材來源、專業(yè)大類、選修方式）、需求分析、課程目標(biāo)、任務(wù)描述、課程內(nèi)容與實施、評價方式等內(nèi)容。通過審核的教師按照模板撰寫課程綱要，并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)上報。課程中還包括學(xué)校根據(jù)教研中心特點和學(xué)生發(fā)展需求外聘的高校專家和社會專業(yè)人士開設(shè)的課程。

目前，學(xué)校在實驗學(xué)習(xí)空間開設(shè)的研創(chuàng)課程主要有以下幾種。（見表3）

表3 理化生研創(chuàng)課程

以染整工藝探究課程為例，這一課程吸引了一批熱愛化學(xué)的學(xué)生。通過課程實施，學(xué)生可以進(jìn)行文獻(xiàn)閱讀、實驗操作、性能測試，體驗課題研究的過程，利用染整技術(shù)實現(xiàn)對織物的化學(xué)重塑，并參與課題擬定、實驗探究、性能測試的全過程。

四、師生共成長

為了使理化生教師便于在實驗學(xué)習(xí)空間中開展教學(xué)，學(xué)校把教師辦公室集中搬遷到實驗樓內(nèi)。空間的近距離激發(fā)了教師對實驗教學(xué)的熱情，當(dāng)教師有研究需求時隨時可以進(jìn)入實驗室，把自己的想法通過實驗轉(zhuǎn)化為成果。這樣，不僅教師進(jìn)入實驗室的次數(shù)多了，教師自主研發(fā)的實驗教具也多了，多位教師自制的教具在省賽中獲獎，創(chuàng)新了不少演示實驗。

此外，根據(jù)必修教材要求，理化生學(xué)科組梳理了必修教材中必做實驗的內(nèi)容，研討并選出各學(xué)科必修必做的分組實驗項目，共計40項，要求全體學(xué)生進(jìn)入實驗學(xué)習(xí)空間進(jìn)行操作。每學(xué)期初，各備課組上報在實驗學(xué)習(xí)空間的教學(xué)計劃，期中、期末課程教學(xué)處檢查各組的落實情況。

目前，工程教育作為中華民族偉大復(fù)興的助推劑受到高校的重視。在新課程、新教材引領(lǐng)下的高中教育，應(yīng)與高校對接，引導(dǎo)學(xué)生樹立科技報國情懷，以理化生實驗學(xué)習(xí)空間建設(shè)為基礎(chǔ)，以實驗學(xué)習(xí)空間中的課程為抓手，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)工程科技的興趣，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程科技素養(yǎng)。建設(shè)好實驗學(xué)習(xí)空間，提供好學(xué)習(xí)發(fā)生的條件，將實驗融入教與學(xué)的過程中去，讓學(xué)生在“做中學(xué)”，我們還有一段很遠(yuǎn)的路要走。