打通“實驗教學”的經絡

何　智

新課程標準確立了各學科在知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀等三方面課程總目標，要求改革課程結構和課程內容，同時要求對教學的組織方法、課程實施和課程評價等多方面加以變革，這是為國家培養21世紀所需創新型人才的必然要求。

實驗作為學生獲取知識、培養技能、尋找解決問題的方法、體驗探究知識樂趣，形成價值觀的重要內容，它體現新課程標準的三個總目標。加強與變革實驗教學是實施新課程改革的重要內容，也是成功完成課程改革的有效措施。

實驗的概念和實驗教學的

重要性

《現代漢語詞典》對“實驗”一詞的解釋為“為了檢驗某種科學理論或假設而進行某種操作或從事某種活動”。實驗是對已有的理論進行驗證或對提出的假設進行探索；實驗是實驗者進行的一系列操作或者從事的活動；實驗是個過程，是實驗者從提出問題到解決問題過程。在不同的學科和領域，實驗的含義有所不同。作為教學活動的實驗，是“做”和“怎么做”的問題。“做”是一個實踐問題，即把實驗作為一種重要的教學實踐活動；“怎么做”是一個方法問題，即怎樣運用實驗的教與學方法來完成實驗這種教學實踐活動，全面實施實驗教學目的。這既是一個實踐問題，又是一個方法問題。

新課程標準下，作為基礎教育教學活動的實驗，本身不成為一門課程，是科學教育的一種策略和方法，是實施科學教育課堂教學的一種必要形式，學生能在實驗過程中，培養創新意識，發展想象力，具備信息收集與信息處理能力；能在實驗操作和分析過程中，鍛煉操作技能、技巧，學會發現問題，表述自己的觀點，提出解決問題的方法，體驗解決問題的樂趣；在實驗整個過程中能夠學會與人合作，保持好奇心，培養樂于參與觀察、實驗、制作、調查等科學實踐活動的興趣。

實驗、實踐活動是在基礎教育階段推行素質教育所采用的極其重要的手段，也是從根本轉變知識本位、學科本位問題的方法。學生掌握知識的過程，實質上是一種探究的過程、選擇的過程、創造的過程，也是學生科學精神、創新精神，及正確世界觀逐步形成的過程。只有知識的灌輸而缺少實驗、實踐活動的教學，實際上就是在學校與社會、課程與生活之間建起一堵不會融通的墻，無形中抹殺了孩子的好奇心和對學習的熱情，探索世界的激情與創新的意識都在知識的灌輸過程慢慢消失，孩子也就變成只能被動接受知識的機器。

我國中小學開展實驗教學的歷史沿革

我國基礎教育實驗教學大致經歷了幾個階段：

第一階段，實驗室建設與實驗教學恢復起步階段。1978年教育部發布第一個中學理科和小學數學自然教學儀器配備目錄。學校有了最基本的教學儀器設備，實驗教學活動初步發展。

第二階段，硬件建設發展階段，1984年，教育部發布《關于加強中小學實驗教學和實驗室建設的意見》和《制定1984-1990年中小學實驗室建設規劃的意見》。1984年和1985年教育部頒布《小學數學、自然教學儀器配備目錄》、《中學理科儀器和電教器材配備目錄》。這階段，隨著經濟條件的發展，投入的增加，實驗教學辦學條件得到了很大的發展，實驗教學活動開展順利。

第三階段，實驗教學普及階段。1988年，國家教委發布《關于加強中小學實驗室和儀器設備工作的若干意見》、《加強中學實驗教學的暫行辦法》、《1988-1995年全國中小學校實驗室發展規劃要點》等文件。1990年國家教委在四川省召開的全國中小學實驗教學普及縣現場會，發布《關于印發〈全國中小學實驗教學普及縣現場會議紀要〉及領導同志講話的通知》。提出“力爭五至十年基本普及中小學實驗教學工作”的要求。這階段，全國各地實驗教學活動得到了全面的展開和發展。以北京為例，1990至1998年總投入實驗教學經費8 966.9萬元，中學配套設施93.96%合格，實驗室管理97.71%合格，抽查學生的動手能力60.37%達到優秀。

第四階段，新課程改革后實驗教學進入新階段。2001年2月，我國基礎教育課程改革全面啟動，此次課程改革是教育觀念與價值的轉變，涉及課程的理念、目標、方法、管理、評價等方面。在新課改條件下，實驗教學變成了課程教學的基本策略之一，融入到整個教學活動之中，而非知識學習之外的技能培訓。

國外基礎教育實驗教學情況

一、教育觀念

西方國家受建構主義教學思想的影響比較大，提倡以學生的學習為中心，主要是讓學生通過實驗來自己獲取知識，重在培養學生的學習興趣，倡導個別教育，學生通過實驗、自我探究來學習科學知識、掌握科學方法、培養科學態度。因此，西方國家對實驗教學極其重視，無論是作為國家意志的《課程標準》，還是教師在實際教學中潛移默化的自覺行為，都把實驗教學作為培養學生科學方法、科學態度、科學精神必然手段。

在美國科學教育中，只要教師能夠用實驗說明的一般就不用語言說明，并且教師鼓勵學生根據自己的興趣和知識基礎來設計實驗，自由的研究、提問，采集和分析數據，驗證假設和寫實驗報告。理科教師在傳授知識之前，鼓勵學生觀察思考和實驗，一節課中往往先做實驗，有時甚至大部分時間在做實驗。在課堂教學中重視實驗教學是一種風氣和共識。德國物理學界有這樣一種說法，“沒有演示實驗的一堂課是不可想象的”，一般每堂課要做2—3個演示實驗。在加拿大，科學實驗課的數量也很多，實驗課時數占到該門課時總數的40%。

二、課程、教材、教法

課程是實驗教學載體，教材是資源，教法是策略。科學課程是實驗教學的主要承載體。

美國初中和高中一年級普遍開設“普通科學”課，內容涉及學生日常生活中常見的科技現象及其原理。高二、高三開設“綜合科學”課，內容反映了當代科技發展的跨學科性。美國科學院院長艾伯茨曾提出：科學應該是從幼兒園開始的。歐美國家在國家層面上把科學課作為學生從小學習的主要課程。

教材是科學教育之實驗教學的資源，是師生共享的參考書籍之一，教師在課堂上教學不依賴某一本教材，他們參考幾種教材以及各種各樣的資料。在美國，并不是每個學生都有一本教科書，在科學教室里擺放著許多教科書，由學生實驗時參考。

在科學實驗課的教法方面，英美等國主要采用師生之間及學生相互之間的合作與探究，科學課程都是在實驗室進行。教師在實驗之前幾乎不講與實驗有關的內容，學生自己對著實驗說明去領取材料。實驗過程中，學生先提出假設，進行探索，記錄實驗數據，最后寫出簡要的實驗報告。在此過程中，教師不斷為學生提供需要的材料和儀器，在各個小組之間穿梭進行個別指導和答疑。整節課教師講授的時間很短，大部分時間留給學生進行合作、探究。

我國中小學實驗教學的

現狀與問題

實驗教學是實施科學教育的手段和方法，科學教育借助實驗來培養科學態度和科學精神。目前，我國的科學教育存在著一些嚴重的問題，學校管理者及教師對待實驗教學的觀念有待改變，他們實施實驗教學的方法策略陳舊，教師專業技能需要培訓與提高，評價機制需要改革。

一、對實驗教學的觀念有待轉變、重視程度有待提高

課改之前，小學自然課只是相對于主課語文與數學之外的副課，在教育管理者、課程改革專家和教師眼中，自然課就是為擴大學生知識面的一種補充課程。課改之后，國家對科學提出了《小學科學課程標準》，編制不同版本的教科書。不少學校也已經按照課標的要求教學，但是現實情況并不容樂觀，長期形成的觀念與行為慣性并不能很快改變。

從調研結果來看，科學課開設的情況基本變化不大，有些學校科學課還是按副課對待。小學課改雖然已經開展了好幾年，但學校管理者、教師對課改的要求并不完全重視，對課改的精神并不完全領會，長期形成的教育觀念依然是課程改革，加強實驗教學最大的障礙。

二、實驗教學策略與方法陳舊落后局面長期存在

實驗教學的主要功能是在培養科學精神、科學方法的同時，獲取科學知識。但是，只以教材為本，僅僅為獲取知識而實驗的策略嚴重桎梏了學生的創新與探索能力。

課改以后，探究式學習的概念被無數次提及，但如何落實和實施新課程理念，還任重道遠。調研時，當詢問任課教師探索式實驗教學的進展情況時，絕大多數學校都是一年或半年有一兩次公開課有點探索性外，其他大多數實驗課還依照原來的教學方法，任課教師本身不太理解如何開展探究型實驗教學。

在實驗室里，學生依然驗證著教科書、輔助教材上設定好的實驗內容、實驗步驟。實驗課后，沒有實驗報告、沒有實驗評價、沒有進一步改進實驗的設想，只是完成任務式的開設了一堂實驗課。

三、實驗教學資源嚴重不足

實驗教學資源，包括對不同教學任務的實驗方案的設計、不同的教學策略方案、實驗所需教具的設計、材料準備與購買、必備儀器設備的配置、教師再教育的資源等，目前都是相當匱乏的。

部分條件較好的學校在硬件資源上條件比較完善，完成課本所設定的實驗問題不大，但實驗教學不僅僅是課本所設定的內容，內容更加豐富，需要教師根據不同的任務去開發與設計所需的儀器和器材，這就需要有完善的軟件資源來補充、豐富。可這部分資源恰恰是目前學校實驗教學中最缺乏的。

四、教育評價方式滯后，限制實驗教學的開展

實驗教學本身只是科學教育的一種策略，對科學教學評價的滯后，也就給實驗教學套上一個枷鎖。對科學教育的評價過于強調以書本知識為核心，而忽視對實際能力、學習態度的綜合考查；采用紙筆考試，過于注重量化；過于注重對結果的評價，忽視對過程的評價等等。正是這三個方面的評價措施，導致用粉筆代替實驗、用視頻代替實驗，限制了實驗教學的順利開展。

五、教師的業務水平亟待提高

長期的應試教育迫使教師的大部分精力都集中在如何提高學生的考分上，考核方式單一，使教師的實驗教學技能低下，對培養學生科學素養所需專業知識和方法策略嚴重缺乏。

其中，小學科學教師對教師培訓表示極急切的呼吁，他們很多都是中師畢業，學歷水平較低，知識面相對狹窄，而課標要求的科學知識教學要求比較高，有些教師無法勝任教學，另外，部分科學教師是由數學等科目教師兼任，更加需要組織培訓。

加強與變革實驗教學的策略

一、全面把握科學教育的內涵，轉變對實驗教學的觀念，切實落實新課標的要求

科學教育旨在提高公眾科學素養的教育，除科學知識的教育外，還包括科學方法、科學態度和科學精神等方面的教育，也就是要培養學生對事實和經驗的高度尊重，讓他們從小懂得以實事為準，做事有理有據。同時，引導學生進行科學探究，體驗科學探究中的邏輯過程，明白探究的結果是可以重復驗證的。知道提出質疑是科學探究的一部分，合理懷疑是科學精神和科學態度必不可少的一部分。

新課程標準，對小學科學教育和初、高中理化生教育從課程目標、課程理念等方面做出全面的描述和要求。新課程改革是在繼承教育體制原來有益因素的基礎上，對整個教育制度比較完整的變革。具體措施如下：

1.制定科學課實驗教學的政策，提出實驗教學的評價機制，把實驗教學納入考核范圍，在政策上或者法律上加以保證。

2.大力加強小學科學教育。改變目前科學課作為副科的現狀，在課時要求、課程內容設置、課程評價等方面提出具體科學的教學要求。要把小學科學課與語文、數學科并列作為小學的主要課程，在課時和評價方式處于同等地位，讓小學科學教育為加強中學、甚至大學實驗教學打下堅實的基礎。

3.改變對小學校長、教師的評價辦法，把對科學教學的開展情況作為評價指標之一。

4.將動手能力、實驗能力列入學生過程性評價的指標，促使學生積極動手。

二、培養與培訓更多的科學教師，適應課改的需要

人是決定課程改革成功與否的關鍵，現在，學校不缺乏只講授科學知識的教師，因為高等師范學校每年輸送大量的畢業生，但由于高校師范教育與中小學素質教育需求脫節嚴重，畢業生無法適應教學的需要，這就必須要求高等院校從專業設置、課程設置上作調整適應課程改革的需要。多年來高等師范院校并沒有小學科學教育專業，而現在小學急需如此人才，大量的科學教師都是其他科目的教師兼任，因此有關科學的實驗教學必然受到限制。再者，師范院校的培養目標更多的傾向于知識教授，對將來如何培養學生科技素養的師范技能訓練嚴重缺乏。這是人才培養的源頭問題，如果得不到解決，很難能形成良性循環。因此，從人才培養的源頭開始，大力加強師范院校學生的師范技能培養。另外，對已在崗的教師，要通過繼續教育，轉變教師觀念、培養實驗教學的技能技巧。

1.在師范院校開設小學科學教育專業, 在專業設置上保障人才培養。

2.在師范院校重視學生的科學素養和動手能力的培養，改變只重視知識教育的現狀。

3.在師范院校開設更多有關中學科學教育、實驗教學的課程，而不能把大學教育與中學的授課完全脫節，要有機的結合起來。

4.對在職的中學科學教師、小學科學教師，加強培訓，從理念、課標、實驗教學的方法、國外人才培養的措施、儀器設備的制作與使用等方面加強培訓，讓實驗教學成為科學教師的課堂教學的一種共識。

三、把實驗教學與實際生活緊密相聯系，培養學生的興趣

科學知識來源于生活，將實驗教學與實際生活相結合，讓學生參與實驗全過程，發展觀察、分類、測量、交流、推理等技能，也讓學生親身體驗實驗探究過程帶來的樂趣。

實驗過程中所用的材料能用實際生活的物品代替的最好用實物代替，不必借助專用的儀器。讓真實的生活走進課堂教學，對學生學習興趣的提高要遠遠多于沉默的儀器設備。

所有的實驗材料與實驗過程比如講生物課，把某些實物直接把作為課堂教具遠比模型有效。課堂上的實驗教學與生活緊密接觸，可以極大的提高學生的學習興趣，促進學生課后自己開展各種與生活相關的實驗。措施或方法：

1.改變目前實驗教學只在課堂教學的模式，可以把學生帶入工廠或者其他單位，在參觀的同時進行教學。

2.每學期聘請工廠工人或者研究機構的工作人員來學校講授一堂實驗課。

3.鼓勵學生自己動手參加實驗教具的制作，讓學生自己來上實驗課。

四、認真執行探究性學習流程，杜絕把實驗教學流于形式

實驗教學要按照探究學習流程貫穿學習活動的始終。按照探究性學習的要求，即“確定研究課題——擬定初步計劃——查找文獻資料——修改研究課題——制定研究方案——選擇實驗設備——觀察實驗現象——讀取實驗數據——分析實驗結果——寫出實驗報告——反思研究過程”。

在探究實驗之前，教師要有明確的實驗任務、具體的實驗要求，把大多數時間留給學生。讓學生在實驗設計、操作、數據記錄、分析等核心實驗步驟中，加深對科學知識的理解，在潛移默化中建立學生科學認識論和方法論的“認知結構”，以培養學生的科學素養。

五、開展多項實驗活動，建立交叉的實驗教學方法

目前，中小學開展實驗教學主要是課堂上的演示實驗和學生的分組實驗，這兩種教學方法是最切合應試教育需要的方法。要實現新課標的要求，必須把課內、課外學生的動手實驗充分結合起來。教師通過演示實驗讓學生掌握科學知識，把課堂學習知識與技能應用到更多探究與創新的課外活動中去，培訓興趣、享受快樂、省悟失敗、總結經驗，提高學生們發現問題、解決問題的能力。

因此，科學教師除了上好課堂上的實驗課以外，要極力的鼓勵學生的課外實驗活動，可以為每堂課布置課外實驗的作業，監督與檢查課外實驗的結果，并且以此作為學生平時科學課學習的形成性評價內容。

六、創建豐富的實驗教學資源庫

針對在改革初期，教育主管部門應該鼓勵更多的教育研究機構，建設更多有關探究性實驗課的網絡資源、視頻資源等。資源庫的建設的主要內容是中小學科學課所需要的工具、材料、實驗課設計方法、優秀自制教具、教學活動視頻、學生的實驗報告、學生的實驗設計、實驗課的評價方案、儀器的使用技能技巧、優秀的儀器推薦、科學教師專業發展、教學理論等。

（作者單位：北京市教育技術設備中心）