小學科學探究實驗室建設的調(diào)查與分析

■賀慈滿

小學科學探究實驗室建設的調(diào)查與分析

■賀慈滿

10.3969/j.issn.1671-489X.2010.26.028

探究實驗室是指能夠提供充分支持學生進行多方面探究性學習的環(huán)境。探究實驗室與傳統(tǒng)的實驗室有著本質(zhì)上的不同。在傳統(tǒng)的實驗室里，學生的實驗主要是按照實驗的步驟，來體驗前人已經(jīng)完成的實驗的步驟和結(jié)果，提供的是一種演示和驗證的實驗環(huán)境；探究性實驗是由學生自己設計實驗步驟進行實驗，進而得出結(jié)論。因此，探究實驗室所進行的實驗活動能夠體現(xiàn)學生主體性，更能增加學生的參與度，既有利于學生基本知識技能的形成，又有利于培養(yǎng)他們的科學方法和精神。

建設小學科學探究實驗室的理由

建設小學科學探究性實驗室是現(xiàn)代教育發(fā)展的必由之路。隨著建設創(chuàng)新社會和創(chuàng)新國家的理念不斷深入人心，根據(jù)教育改革必須服務于經(jīng)濟建設的目標，現(xiàn)代教育的手段也應不斷的創(chuàng)新。為了給教師搭建一個創(chuàng)新教學平臺，讓學生擁有一片研究天地，建設小學科學探究實驗室是非常必要的，特別是中心小學、窗口學校、示范學校更應建立。

一、建設小學科學探究實驗室的七大理由

1.為了適應我國全面實施新課程標準的要求。新課改的教材中充實了大量的探究實驗的內(nèi)容，據(jù)統(tǒng)計，在九年義務教育科學課的教材中，新增了約127個探究實驗和探究儀器，這些實驗只能在科學探究實驗室中去完成。

2.因為小學科學探究實驗室是以學生的發(fā)展為主體，以綜合、探究、創(chuàng)新、學會為理念設計的，它符合學校培養(yǎng)學生自主學習、合作學習、探究學習的新的學習方式的精神。

3.小學科學探究實驗室有利于培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力，培養(yǎng)學生分析能力和解決問題的能力，能夠創(chuàng)造他們的品格，增長才干。

4.在新課程理念下，隨著現(xiàn)代化多媒體設施的普及和家長對家庭教育的不斷重視，使學生間接經(jīng)驗的獲得能力達到了前所未有的高度，目前，學生的知識積累速度和數(shù)量都是十分驚人的。與之形成鮮明對比的是，學生對直接經(jīng)驗的極度匱乏，大量的文字、圖片，甚至影像資料其實都不足以取代學生對生活、對周圍環(huán)境、對科學知識的直接經(jīng)驗。教學中我們常看到這樣的場景：針對某一知識點，學生在課堂上口若懸河，真到了實踐中，卻往往指鹿為馬、張冠李戴。探究實驗室的存在讓學生獲取更多的直接經(jīng)驗成為可能，實驗室內(nèi)豐富的器材資源是學生實現(xiàn)科學探究DIY的優(yōu)質(zhì)素材。

5.有統(tǒng)計顯示，在科學課中，學生最期待、最感興趣的就是實驗操作。他們渴望在做中學、在玩中學。然而，在現(xiàn)實教學中，受場地、器材等教學資源的限制，學校對科學等課程的資源配置，大部分還局限在傳統(tǒng)的實驗室、配套的工具箱以及簡單的學生學具，大部分學校尚不足以提供足夠?qū)掗煹钠脚_來滿足學生更高的動手實踐的需要。從另一角度講，這是直接扼殺了學生的參與熱情和求知欲。小學探究實驗室給學生提供了一個可看、可動、可玩的，既能動手又能動腦，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維，變想象為現(xiàn)實、變不可能為可能的，求知、求真、求實，發(fā)現(xiàn)自身價值的場所。

6.科學課堂教學過程中，教師在關(guān)注全體學生的穩(wěn)步提高的同時，不可避免地削弱了對尖子生和特長生的關(guān)注，無形中束縛了他們向前的步伐。通常，這部分學生不缺乏學習的興趣和精力，而且十分希望有新的學習目標和內(nèi)容，缺少的恰恰是一個能用來提高和展示他們能力的課外平臺，這就成為束縛他們個性發(fā)展的瓶頸。小學科學探究實驗室采取教學互動的模式，教師除了能做演示實驗外，還可以引導學生動手去做自己有疑問或感興趣的實驗，還可以在課外組織學生參加創(chuàng)新實踐活動，發(fā)展學生的個性與特長。同時更是鼓勵尖子生和特長生配合教師做與教學相關(guān)的課題研究。

探究實驗室是一個能夠提供各種各樣的探究設備和工具，并創(chuàng)設使學生面對真實事物進行探究的環(huán)境。

全面推行素質(zhì)教育是基礎教育的重要任務，提高學生科學素養(yǎng)是基礎教育改革的重大措施。

7.根據(jù)科學探究實驗室自身的特點，如它有吸引師生眼球的六角形彩色實驗桌，有旋轉(zhuǎn)可調(diào)高低的實驗凳，墻上有啟迪學生智力的科普畫，再加上極富科技含量、五光十色的各類儀器和展品，用普通實驗室稍加改裝，就可以變成探究實驗室，它的建成必將成為學校的一個亮點。

二、建設小學科學探究實驗室的三個需要

1.這是實施“科教興國”戰(zhàn)略的需要。21世紀，各國間綜合國力的競爭，歸根到底是科學技術(shù)水平的競爭。為此，世界各國都更重視和加強培養(yǎng)公民的科學素養(yǎng)。在我國，迫切需要基礎教育加快改革步伐，努力培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的一代新人，實現(xiàn)“科教興國”的戰(zhàn)略，學校教育負有不可推卸的責任。中共中央、國務院《關(guān)于加強科學技術(shù)普及工作的若干意見》明確提出：“要努力發(fā)揮教育在科普工作中的主渠道作用，結(jié)合中小學教育改革，多形式、多渠道地為青少年提供科普活動陣地，培養(yǎng)他們的思維能力、動手能力和創(chuàng)造能力，幫助他們樹立正確的科學觀、人生觀和世界觀。”因此，無論從當今社會的需要看，還是面向未來的競爭挑戰(zhàn)，學校必須更新教育觀念，充分認識提高學生科學素養(yǎng)在基礎教育中的地位和作用。

2.這是全面推進素質(zhì)教育的需要。由于長期受應試教育的影響，知識本位、教材本位的教育意識在教師教學理念中起著支配作用，而超越課堂之外的探究活動也受到了一定的限制。因此，與發(fā)達國家相比，我國學生普遍存在著科學素養(yǎng)較差，技術(shù)能力、創(chuàng)造能力和實踐動手能力較弱的弊端。通過在探究實驗室開展探究活動的形式，將科技教育、人文教育有機結(jié)合，把科學知識、科學方法、科學精神、科學能力等綜合素質(zhì)的提高作為培養(yǎng)目標，這不僅對于充分發(fā)掘?qū)W生聰明才智，培養(yǎng)實踐創(chuàng)新能力，發(fā)展個性特長有明顯效果，而且對于全面提高學生素質(zhì)，推進學校素質(zhì)教育有著積極的作用。3.這是新課程改革的需要。新課程十分關(guān)注學生的創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)，通過探究實驗室開展探究活動的實施，能激發(fā)學生的創(chuàng)新意識和操作能力的培養(yǎng)。學生在玩過一些器材后，教師引導并促進學生建立新的學習方式——主動參與·樂于探究·交流合作。

北侖區(qū)小學科學實施課改以來，不僅提高了學生的知識量，而且提高了學生的技能，開發(fā)了學生的創(chuàng)造能力，但原有的實驗室不能滿足學生在課余向?qū)W生輪流開放，不能滿足個體的選擇和創(chuàng)造。作為教育強區(qū)、國家級實驗區(qū)，北侖區(qū)應盡快創(chuàng)建小學科學探究實驗室。讓學生從實踐、實驗中去探索，去求知、求真，去發(fā)現(xiàn)自身的潛能與價值。創(chuàng)建小學科學探究實驗室可滿足小學生對世界事物的好奇心，使實驗的過程有趣味性、娛樂性，實驗的結(jié)果有科學性和實用性。

現(xiàn)有科學探究實驗室收到的效果

實驗存在著可變性，教師就要充分根據(jù)其內(nèi)在規(guī)律，對學生進行創(chuàng)新思維培養(yǎng)。

北侖小學中現(xiàn)有探究實驗室6個，分別在江南教育集團小港實驗學校、大矸小學、博平小學、霞浦小學、長江小學和淮河小學。從綜合區(qū)內(nèi)的幾所已經(jīng)建有探究實驗室的情況來分析，探究實驗室不僅能為科學課的課堂學習提供廣闊的平臺，在實踐建設過程中，我們欣喜地看到，各校圍繞探究實驗室來建設學校的科學實踐基地，江南教育集團小港實驗學校、大矸小學、博平小學、霞浦小學都已經(jīng)形成了校內(nèi)的科學實踐的硬件網(wǎng)絡，同步帶動了整個學校科學文化氛圍的形成。

建立探究實驗室就是讓學生親身去體驗，在實踐中掌握知識，探究實驗室的建立，開啟了學生探究科學奧秘的大門。情景的創(chuàng)設，使學生身臨實驗情境，科學素養(yǎng)在無形中被孕育，知識的內(nèi)涵也不斷地積累提升。

一、激發(fā)了學生的興趣，提高了科學素養(yǎng)

“興趣是最好的老師”，學習的過程本身就是枯燥乏味的，學生會因為乏味而變得興趣低落。如果我們變換方式，效果將是怎樣呢？

探究實驗室的各種不常見實驗器材大大激發(fā)了學生們的好奇心，使他們學習的主動性增強了，更愿意思考和探索遇到的問題。每當教師展示一件儀器時，他們總會提很多特別有價值的問題，學生們的想法在一個個問題中得到了碰撞，在碰撞中激起了火花。他們變得喜歡觀察、喜歡發(fā)現(xiàn)、喜歡猜測、喜歡思考、喜歡去解答別人提出來的問題，在學習過程中，學生的科學素養(yǎng)有所提升。

二、豐富了學生的情感

創(chuàng)新實驗活動的開展，使實驗變廢為寶，以盡可能少的器材，達到最優(yōu)效果，無形中就培養(yǎng)了學生綠色環(huán)保、勤儉節(jié)約意識。在實驗研究的過程中，學生體會到了實驗所帶來的成功喜悅，也品嘗到了失敗的痛苦，使他們能更加堅定地去總結(jié)、發(fā)現(xiàn)問題，積累經(jīng)驗。

三、創(chuàng)新素質(zhì)得到了有效培養(yǎng)

創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂，沒有創(chuàng)新就沒有生命。

1.開放設計，創(chuàng)新器材。設計只代表一個過程，我們把主動權(quán)交給學生，學生就會充分發(fā)揮自己的才智，以各種方式方法來達到目的。由此就會帶來設計思路的新穎多樣，器材也會因為設計而顯得多樣化，多元化的設計理念也由此體現(xiàn)。

2.開放教學，創(chuàng)新過程。課堂教學是一個互動的過程，教師的地位不再是一成不變的。在學習過程中，學生自己提出學習的目標，由他們掌控過程，但對重難點的突破，教師就成了舵手，這也是現(xiàn)代課堂教學中教師的職責。例如，在“怎樣防止金屬生銹”中，學生提到“有了銹，該如何除？”這就是很好的契機。在教學中，教師打破常規(guī)秩序，讓學生來做除銹的實驗，借機轉(zhuǎn)問“還會生銹？”進而就會得出防銹的方法。這樣，整個教學過程就被優(yōu)化，重難點就不攻自破。

3.開放管理，創(chuàng)新理念。創(chuàng)新實驗活動并不局限于課堂，應延伸到課外。因此，我們將實驗室向?qū)W生開放，給學生提供場地，讓他們自己設計實驗，自行研究課外科學知識。只有打破一貫傳統(tǒng)的封閉管理，學生對學科的觀念就會轉(zhuǎn)變，科學素養(yǎng)就會在各種條件的支持下積淀得更加深厚。

5.學科教學有機結(jié)合。探究實驗室不僅服務于科學教育，還可以和其他學科教學有機結(jié)合，為其他學科提供大量的材料支持。如語文的寫作課，學生在實驗室活動后寫出來的文章更生動，還有美術(shù)課的手工教學、綜合實踐課等。

現(xiàn)有科學探究實驗室存在的問題

一、學生狀況和師資力量問題

作為小學科學教學的一個平臺，小學科學教材探究實驗的充實、拓展，發(fā)揮著重要作用。然而，目前小學生的科學實驗、探究能力差異很大，有些學生連現(xiàn)行科學課程標準的要求也沒達到，更不用說進行探究實驗的實踐能力。

從北侖區(qū)整體師資力量來看，小學科學教師師資力量增強，各級各類的名師、骨干教師、教壇新秀的引領(lǐng)作用不可估量。各校都配備了1～2名的科學專職教師，但是專職教師的配備仍遠遠不足，每個學校的兼職教師還是大量存在。其次，科學專職（兼職）教師的來源問題，部分專職教師也是由于能力問題被迫轉(zhuǎn)崗，這直接影響了科學課的教學水平。

二、對科學學科的重視度問題

新課程改革已近6年，小學科學作為科學的啟蒙教育，起著至關(guān)重要的作用，是培養(yǎng)學生的思維能力、動手能力和創(chuàng)造能力，幫助他們樹立正確的科學觀、人生觀和世界觀的第一步。然而在小學階段有多少教師、多少家長關(guān)注孩子們的科學學得怎么樣？因此，科學學科的學習得不到應有的重視。

三、探究實驗室開放、管理問題

探究實驗室的建立，理所當然歸學校為數(shù)不多的科學專職教師管理。然而，目前北侖區(qū)小學科學專職教師的工作量非常大，每周課時在16～18節(jié)，同時兼實驗儀器員，兼科技類競賽輔導員。這就造成探究實驗室開放、管理難以到位，當探究實驗室僅僅是一種擺設，當缺少足夠的學生進入，當它不能為提高科學教學質(zhì)量起到作用的時候，它的建立又有何意義呢？

四、硬件建設問題

建立結(jié)構(gòu)性完整的探究實驗室，開發(fā)實驗器材，設計探究活動，既要符合學生好動、好問、好學的心理和生理特點，同時要兼顧教材對學生科學及人文素養(yǎng)培養(yǎng)的目標。當前，硬件的進一步升級和更新存在很大弊端。一方面，隨著科學教材的不斷修訂和更新，以及新課程理念的不斷充實和更正，探究實驗室的儀器也應該隨之加以補充和升級；而另一方面，學校有限的資金并不足以保證硬件設備能跟上新課程改革的步伐，容易產(chǎn)生硬件的滯后性。因此，如何與時俱進，與教材同步發(fā)展，與新課程共成長，是一個大問題。

顯然，在從傳統(tǒng)教育向現(xiàn)代教育，從應試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)變的教育轉(zhuǎn)型期，探究實驗室建立后的良性發(fā)展環(huán)境還有待培育，對它的認識、定位及管理，無論是教育主管部門、基層學校乃至一線教師還應作更加深入、系統(tǒng)的研究。

科學探究實驗室建設的對策研究

一、發(fā)揮教育主管部門的導向作用

國外做法：科學教育被發(fā)達國家，如美、日、法等國家作為課程改革的重點，他們都將科學作為教育的核心課程，甚至課程之首。

中國做法：在國內(nèi)初中、高中的科學，同語文、數(shù)學、英語學科一樣重要，有些（分值）高于其他學科。

成功案例：2006年，教育局對全區(qū)中小學后30%學生的學業(yè)情況進行統(tǒng)計監(jiān)控，使學校、教師對后30%學生的關(guān)注，從而遏止了學校、教師進入選拔教育的誤區(qū)，引導學校教師面向全體學生的素質(zhì)教育；“教師獎金統(tǒng)發(fā)”制度，正確導向?qū)W校校長的職責不再是管理“錢”，而在于學校的辦學和教學管理。

綜上所述，確立小學科學核心課程十分必要，教育主管部門的導向作用更是必不可少。如何導向？三所民辦學校招生將科學列入語文、數(shù)學同等地位；密切關(guān)注小學各年級的學生科學學業(yè)狀況。導向何方？引導學校要對科學教師的配備予以重視，合理安排師資力量；引導教師、家長、學生對科學的重視，正確理解素質(zhì)教育的涵義。

二、落實科學教師的權(quán)利與職責，建立評估制度

合理安排科學教師的工作量，將實驗儀器管理、科技輔導、探究實驗室管理計入課時量。同時制定實驗儀器管理、探究實驗室開放、管理等制度，明確科學教師職責，同時建立學生探究活動的評估制度。

三、加強師資建設

加強師資隊伍的建設，培養(yǎng)一批高素質(zhì)的師資隊伍是探究實驗室建設和發(fā)展的保證。學校選具有良好師德、專業(yè)素養(yǎng)和一定特長的教師擔任探究實驗室的指導教師。同時，區(qū)域內(nèi)各探究實驗室應加強聯(lián)系，加強交流，相互取長補短，共同進步。

四、精心設計學生探究活動內(nèi)容

學生探究活動的設計應面向?qū)W生，精心設計活動內(nèi)容。盡可能貼近自然、貼近學生實際，有豐富的教育性和實踐性，培養(yǎng)學生動手能力和創(chuàng)新能力。探究活動設計要走向科學化、規(guī)范化、系統(tǒng)化軌道，突出“實踐性”。

五、依托科研指導，理論與實踐相結(jié)合

小學科學探究實驗室的建設，要依托教育科研，積極開展教育科研，認真研究和探索實驗室建設和發(fā)展的規(guī)律，以科研的態(tài)度，以科研的方式總結(jié)已有的經(jīng)驗，在此基礎上逐步探求科學探究實驗室的新思路，挖掘潛力，揚長避短，調(diào)動各方面的積極性，產(chǎn)生以建設優(yōu)秀探究實驗室從而培育優(yōu)秀科學課堂的動力。

我們欣喜地看到，小學科學探究實驗室的建設已經(jīng)沖出了起跑線，只要我們以新課程理念為導向，把課程資源建設與課程改革、校本化實施、教師專業(yè)成長和提高教學質(zhì)量緊密聯(lián)系，必將能抓住探究實驗室的建設這一契機，促進小學科學教學更快更好地發(fā)展。

浙江省寧波市北侖區(qū)教育局教研室）