對實驗在初中科學教育中的地位與現狀的思考

林昌平

在新一輪國家基礎教育改革中，探究性學習被提高到一個前所未有的高度，作為科學教育中探究性學習最重要的手段——科學實驗，在實際的教學中地位如何？本文從理論和實踐兩方面考察初中科學教育中實驗的地位，探討實驗的應然地位與實然地位之間存在巨大差距的原因，并提出相應的策略。

對科學而言，進行實驗探究是理所當然的事，沒有實驗的探究何來科學？近代化學的奠基者波義耳認為：實驗和觀察是形成科學思想的基礎。但是在科學教育實踐中，存在大量的真實實驗被放棄現象，原因何在？提倡做費時、費力又并不十分精確的實驗，其根本的目的是什么？實驗在科學教育中究竟扮演什么角色？

應然分析

對實驗在中小學科學教育中地位的應然分析，即是要回答：實驗在科學教育中應該有什么地位。

從科學知識的產生角度分析人類的科學知識是怎樣得來的？試想：如不研究物質的性質隨溫度的變化，能認識物態變化的規律嗎？假使不研究反射光線和入射光線的關系，能發現光的反射定律嗎？如果不研究金屬與酸的反應，能發現金屬活動性順序嗎？整個科學的發展史表明，人類的知識源于實踐，特別是來源于科學實驗的實踐。“個體對科學知識的認識發展，在很大程度上即可被看成人類對科學知識的認識過程的一個重演或縮影。”[1]故科學學習的過程，只有輔以實驗的手段，才符合人類獲取科學知識的真正歷程。

從科學學習的角度分析關于怎樣學習，在當今的科學教育領域頗受注目的當推皮亞杰提出的建構主義。皮亞杰在他的發生認識論中提出：“認識既不是起因于一個有自我意識的主體，也不是起因于業已形成的、會把自己烙印在主體之上的客體；認識起因于主客體之間的相互作用。”應用于學習領域，形成的觀點就是：學習并非學生對于教師所授予知識的被動接受，而是依據其已有的知識和經驗所作的主動建構。學生已有的知識和經驗，在蘇霍姆林斯基認為是屬于學生學習新知識的智力背景，其智力背景的結構如何對學習的品質會產生深刻的影響。

系統化的實驗，可以使學生獲得大量的直接經驗，豐富其科學智力背景，對完成知識的主動建構，具有不可或缺的作用。

從科學教育的價值與目標分析科學是培養學生崇尚事實、強調證據，追求創新、嚴謹和規范的最佳學科。科學教育之所以能走進基礎教育的課程體系之中，正是這種與人文精神不同的獨特的教育價值[1]。科學教育的主題是：通過個體的生命體驗，形成對科學知識的獨特的理解，促進科學態度的形成。生命的體驗須通過學生的親歷親為，通過觀察、思考，在與事實的多次對話中，最終形成一種自覺接受的觀念。

科學教育價值的實現，科學教育目標的達成，都需大量系統化的科學實驗，淡化甚至放棄實驗就意味著對這些最重要的科學教育價值與目標的放棄。

實然透視

對實驗在科學教育中的實然透視，即是要探討實然與應然的吻合度。從理論上說，事物的實然狀態與其應然狀態總存在一定距離，互相之間保持著一定的張力，但如果不克服實然的惰性和片面，使其不斷向應然逼近，事物將失去變革的動力，從而喪失其發展的可能[2]。

現狀的調查以浙教版的《科學》為例，與其配套的《科學實驗活動冊》中學生實驗數量從七到九年級分別是37個、35個、26個。根據筆者對幾所初中的調查，每一學期，開出的學生實驗數量不超過4個，個別學校在某些學期沒有開出過一個學生實驗。在新課程改革的浪潮中，各校在實驗室的建設上都投入大量的資金，能滿足以上絕大部分實驗的開出。既然硬件不是問題，實驗在科學教育中的地位又是這樣的重要，為何還會出現這種局面呢？

原因分析

1）應試教育一統天下，實驗的作用顯得很蒼白。“素質教育轟轟烈烈，應試教育扎扎實實”是我國當前教育現狀的真實寫照。“做實驗”的科學教育在紙筆型的考試中與“講實驗”相比，不但沒有優勢可言，在很多時候更顯出它的劣勢。所以在真實的常態課中，更多時候學生實驗變成演示實驗，演示實驗演變為“口頭實驗”“黑板實驗”，及用電腦演示的“模擬實驗”。

2）高效率和標準化的教育價值取向與實驗的開放、不確定性不相容。實驗，總帶有不確定性，真實的實驗大多時候不像書本所描述的那樣“標準”，實驗的現象可能隨實驗的條件而有所改變，這是科學的真實一面。但是在當前追求高效率、標準化的教育價值取向的氛圍中，這些需要作進一步解釋的“意外情況”，會引起課堂效率的降低，預設的教學任務不能完成，這是教師不愿意接受的。

3）多媒體對實驗的沖擊。隨著課程改革的推進，多媒體設備已普及，Flash模擬實驗、視頻實驗在科學課堂上得到廣泛應用，使得教師有可能告別瓶瓶罐罐，跨越時空與實物的限制，真實實驗中可能發生的一切意外，在模擬實驗中都可避免。多媒體的高效、準確、可重復使用，是真實的實驗所無法相比的。

4）實驗課堂更容易出現紀律問題。開展實驗，特別是學生實驗，大大增加教師的工作負荷，但付出并沒有與回報成正比。實驗課堂上學生的興奮程度比平常要高，教師又要分配更多的精力做實驗，故更易出現紀律問題。如演示實驗時現象不明顯，或實驗耗時長，學生實驗中幫助排除故障，就可能出現教師忙得不亦樂乎，而學生閑聊、做小動作的現象，以致知識目標不能落實。在應試的話語霸權中，這一切的努力，常付之東流，教師身心疲憊。

實驗的嚴重缺失所產生的后果

生命體驗的缺失“生命的體驗始終是學習的關鍵性環節，體驗強調的是親身的參與，是生命對直接經驗的直接感受和經歷。”[3]實驗的大量缺失，使得學生在科學學習過程中本應獲得的對探究過程的體驗幾乎成為空白，“科學知識在他們頭腦中很可能只是作為一個外來物存在，而沒有真正融入心靈”。這種缺失造成的不良后果不是短期之內的紙筆測試所能檢測到的，但從一個資料中可能會有所領會：有一個高三的化學教師，在一屆畢業生上大學后2年，用當年的高考試卷讓他們重做，結果平均分數只是當年高考時的1/5，這種驚人的遺忘率，迫使人們反思學生獲得知識的過程。

科學精神的失落“完整意義上的科學教育，包括具體層面的科學知識、科學方法的傳授和抽象層面的科學精神的培養。如果說前者是科學教育的實體的話，那么后者就是科學教育的靈魂。”[4]科學教育中若科學精神失落，則科學教育就淪落為一種無靈魂的教育。做實驗實際上是學生在踐行一種信念，即科學研究應該是客觀的，科學理論是能夠通過實驗加以檢驗的。故實驗機會的大量剝奪，學生失去對自己這種信念身體力行的機會，所形成的信仰是膚淺的，扭曲的，“一旦發現科學中的不完美之處，就有可能轉化為對科學的蔑視”[1]。

我國多發的食品安全問題，原因是多方面的，但從文化層面上看，全社會對科學的藐視，科學精神的嚴重缺失，實為其中的一個重要因素。

缺乏可持續發展，動手能力、合作精神流于說教教育的目標是促進個體的發展，這種發展應該是可持續的。“科學課程從未來合格公民的科學素養要求出發規劃了課程的目標，而這些目標的達成，則必須要通過學生積極主動的人格活動——科學探究活動才能真正有效地實現。”[5]離開科學探究的實踐、感受、領悟和理解的學習過程，無法真正達成許多重要的科學素養目標。在實驗缺失的環境中成長起來的學生，在科學知識方面暫時得到一種畸形的提升，但對于學生的后續學習并無實質性的幫助。我國大學教育的質量低下，從一個側面也反映了學生在可持續發展方面的不盡如人意。

遠離實驗的科學教育，學生將會被培養成“動口不動手”的“君子”，只有在實踐中才能真正形成的合作精神、動手能力，將不可避免地流于說教。

對策探討

科學教育目標的內化與應試的淡化國際21世紀教育委員會提出“教育——必要的烏托邦”這一命題，這意味著教育必須具有一種著眼于未來的精神[6]。教師要真正理解科學課程的目標“提高每一學生的科學素養”，進而內化為日常的教學行為，將實驗教學落到實處，從而使實驗這一最能體現科學教育特征的教學手段回歸正常。

實驗教學目標定位的合理化過去給實驗教學的目標定位，從促進科學概念的理解、科學規律的掌握到領會科學方法、培養科學態度和提高科學研究能力等無所不包，這本身就與科學精神相違背。實驗教學在培養學生尊重客觀事實，體驗科學探究的過程方面，無疑是最佳的手段，但在實現知識傳授方面，并不是高效的。正確認識實驗在科學教育中的作用，在教學過程中靈活選用，達到方法上的最優化組合，才是“腳踏實地，放眼未來”的教育選擇。

校本實驗的系統化教師對于實驗的舍棄，一方面是屈從于應試，另一方面不可回避地是實驗增加工作的負荷。實驗教學處于一種無序、混亂的狀態，故實驗的系統化安排就變得具有現實意義。刪除活動冊中一些不切實際的實驗，根據本校實際，設置目的明確的演示實驗、學生實驗。何時開設，需要準備哪些器材，實驗的目的是什么等，都作有序的安排。一個學校的科學實驗教學若如此長期堅持，就可大大減輕教師因實驗而增加的工作負荷。

防止多媒體在實驗中的過度使用多媒體輔助實驗教學，在增強實驗可見度，突破時空，提高演示實驗效率等方面具有積極的意義。所以多媒體的引入，對科學教育應該是有良好的促進作用。但并不能認為一旦采用多媒體輔助教學，就可以舍棄真實的實驗。在真實性、體驗性方面，真實的實驗是任何其他教學手段所無法取代的。所以適度使用多媒體，提高實驗的教學效果，才是一種正確的選擇。

“教育總在培植一個屬于未來的世界，教育總是應當帶有理想性。教育不是隨波逐流，教育應當通過對理想的堅持而引導社會的風向。” 科學教育中的實驗教學也是如此。

參考文獻

[1]鄭毓信.科學教育哲學[M].成都:四川教育出版社,2006:276,185,452

[2]徐書業.中小學科學教育的地位分析[J].教育理論與實踐,2000(10)

[3]黃燕.中國教師缺什么[M].杭州:浙江大學出版社,2005:103

[4]吳冬梅.淺析中國近代科學教育中科學精神缺失之原因[J].濟南大學學報,2002(03)

[5]教育部基礎教育司.科學（7-9年級）課程標準解讀[M].武漢:湖北教育出版社,2002(65)

[6]劉鐵芳.回到原點：時代沖突中的教育理念[M].上海: 華東師范大學出版社,2006(30)

（作者單位：浙江省溫嶺市實驗學校）