初探如何加強我國中學實驗教學

王劍

（廣東實驗中學化學科 廣東廣州 510375）

初探如何加強我國中學實驗教學

王劍

（廣東實驗中學化學科 廣東廣州 510375）

我國在學生學習實驗理論知識和培養學生基本技能方面有一定的優勢，但在激發學生學習興趣，培養學生的獨創精神和動手、動腦能力方面比較薄弱，培養出很多"高分低能"的理論人才；中學實驗教學研究已有相關的文獻報告，本文結合我國實際情況與借鑒發達國家中學、高校在實驗教學的成功經驗的基礎上提出了加強我國中學實驗教學的措施。

實驗教學 素質教育 基本技能

前言

實驗教學以幾十年一貫制，被人冷落，被人遺忘，步履維艱，停滯不前，嚴重制約了整體的教學改革，使教育改革缺乏了系統性、完整性和徹底性，也嚴重影響了素質教育的推進，因此中學實驗教學改革勢在必行；目前我國在學生學習實驗理論知識和培養學生基本技能方面有一定的優勢，但在激發學生學習興趣，培養學生的獨創精神和動手、動腦能力方面比較薄弱，培養出很多“高分低能”的理論人才。

一、實驗教學國內外研究現狀

1.實驗教學的涵義

實驗是人類認識世界的一種重要活動，是進行科研研究的基礎，科學理論則是建立在實驗基礎上的一套嚴密的邏輯結構體系；新課程標準改革的重心是培養學生的創新能力和實踐能力，實驗教學正是學生上述能力培養的重要環節；隨著現代教育制度、高考制度的改革及教育觀念的更新，人們對于中學化學實驗教學的要求不能只停留在應試的階段，而應更加注重全方位地開發中學生的潛能，有目的、有意識地培養他們的科學素養。

2.國外中學理科實驗教學的目的和特點

國外中學理科實驗教學的目的具有三個顯著特點：第一，非常重視通過實驗來對學生進行科學方法教育［1］，尤其是實驗方法論教育；第二，加強對學生實驗過程技能和能力的培養，且項目具體、全面，體現了探究性和創造性教育思想；第三，注意培養學生的科學自由觀。國外中學理科實驗教學有以下特點。

2.1 學生親自動手做實驗的機會多。比如，英國中學低年級物理教學中每節課平均有2一3個學生實驗。再如，美國《化學基礎》的實驗課本中編人了67個實驗，美國《現代化學》的實驗課本中編入了65個實驗。

2.2 實驗類型豐富靈活。比如，日本高中現行教材［2］《物理lA》中，除演示實驗外，還有觀察實驗、課題實驗、制作實驗、課題研究、討論題目、觀賞實驗和進行課題研究等。

2.3 十分重視運用實驗探究活動來培養學生的科學探究能力和態度，進行科學方法教育。一是增大探索性實驗的比重。二是運用實驗課題研究教學方式。

2.4 注重滲透STS教育。比如，聯合國教科文組織提供的《中學化學實驗資料》中就選入了與“家庭生活中的化學”、“臭氧空洞”、“酸雨”、“溫室效應”、“汽車尾氣處理”等相關的滲透STS教育的實驗。

3.英國的實驗教學

英國的課程要求中明確規定了物理課中實驗課的節數［3］，所以除去正常的物理課教學外，每周必須有2節課訓練學生的實驗技能.英國的高考要分2次在2年中進行，而實驗是這2年中都要必須考查的內容，在第一年的考試（AS考試）中，要求學生根據提供的實驗要求設計表格，通過實驗獲得實驗數據并對實驗數據進行處理.第二年的考試（A2考試）中，學生不要求進行實際實驗操作：第一部分會要求學生進行實驗設計以完成題目的要求，去驗證一種物理學量化理論；第二部分會給出已知的實驗結果，學生通過更復雜的數據分析以獲得實驗結論。

英國實驗課設計充分發揮了學生的主動性，從設計圖表，分析數據，誤差分析，到結論陳述，很像大學物理論文的獲得過程，而中國的實驗書中，很多情況下，會將要測量的物理量表格列好，學生只要填數據即可，然后大部分情況下會由計算獲得結果，而誤差的量化分析這一部分內容更是到了大學才進行學習，這種情況下，學生對誤差的理解會有局限，而且也會減弱實驗課對學生主觀能動性的培養，希望本文可以給各位物理教師提供可以借鑒的經驗。

當然，這與國情有關，英國的教室大，學生少，實驗儀器就放在教室里，教室里有水池，每個學生座位都安有插座，這些都為實驗準備了條件，而我國班級學生多，教室和實驗室分開，所以，學生很少有做實驗的機會，學物理變成了離開實踐的文本學習，不是讀書就是做題。這樣的教學培養［4］出來的學生沒有操作能力和用實驗探究問題的習慣，何談創新與創造，出校門很快就把學校里見到的木塊、斜面、小球等習題模型忘得一干二凈。

二、實驗教學存在的問題

1.對實驗教學重要性的認識程度不夠

對實驗教學缺乏必要的思想認識，受陳舊教育思想的影響和升學率的左右，一些學校有意無意的把實驗教學排除在主要工作議程之外（中學實驗教學現狀及對策，毛照江）；在傳統教學體系中實驗教學被看做理論教學的附屬，實驗課學時比較模糊，彈性大，考核比較隨意，沒有形成完整的實驗教學體系。陳舊的教學內容，落后的儀器設備無法適應開放教學的需要，更不能激發學生的實驗積極性。

2.實驗教學模式陳舊

任課教師根據教材進度寫好實驗通知單［5］，提前通知實驗教師準備好要做的實驗，上課時學生根據老師講過的內容或教材中敘述的原理進行實驗。

這種實驗教學模式不符合學生的認知規律，不符合探究事物的規律，不具有實驗的科學性。特別是某些學生實驗從內容和形式上稱不上真正的實驗教學，只能算一節活動操作課，在初中物理新教材中，我們以前認為是實驗內容的，現在就稱為活動。這種實驗教學模式不能適應現代化的要求，無法與國際接軌。目前國際上實驗教學已走向開放性，而我國由于受經濟條件和觀念的制約，實驗教學還處于封閉或半封閉狀態，開放實驗室只是部分學生和部分時間，開放實驗室不能落到實處。另外所有器材放在儀器室內，學生需要做課本上的什么實驗，實驗教師就準備什么實驗，這樣器材的使用既不方便又增加了實驗教師的勞動強度，甚至降低了工作和儀器的使用效率，也是資源的浪費。經常使用的器材就像我們天天使用的鋼筆一樣，應該放在方便的地方。因此不應該鎖在儀器室內。這些問題需要觀念的轉變，不能因為怕壞而舍去更大的利益，何況隨著人的素質的提高，人為丟失和破壞是很少見的，因而不能因為自己的心理因素而改變正確的做法。

3.實驗室使用率低

目前中學實驗室管理只為教學計劃的執行負責，為學生掌握書本知識而設置的實驗服務，實驗室的設置、實驗室管理人員的安排、器材裝備、使用和存放都是圍繞如何執行教學計劃運轉，教學計劃從不安排學生利用學校實驗儀器進行自主實驗，長期以來使廣大學生探索和創新精神得不到充分發展，占有學校重量級教育資源的實驗設備沒有充分的發揮作用。開放實驗室，是當今教育提倡的創造性、研究性學習的一種需要。

4.實驗器材配備不足

受經濟和觀念的影響，大多數學校的實驗器材配備存在不同程度的短缺，特別是經濟落后的、偏遠的農村中學情況更加嚴重.大多數實驗在課堂和實驗室無法進行。盡管教師也自己動手制作一些簡單的實驗儀器，但這只是杯水車薪，無法從根本上解決實驗教學儀器短缺的大問題。

5.實驗教學隊伍的素質和數量不足

由于我國長期以來對實驗教學重視程度不夠，實驗技術人員的配備合理，學歷層次、知識結構不適應開放實驗對教和實驗技術人員提出的更高要求。另一方面，從工作時間加長，工作量增大。實驗室技術員數量明顯不足，所以，實驗教學隊伍的素質和量問題是制約實驗室開放的一個重要因素。

三、實驗教學的相關措施

1.優化過程管理，發揮實驗室整體效益

為了充分利用學校現有的儀器設備，發揮實驗室在實驗教學中的作用，學校加強了對實驗室和實驗教學的領導與管理。學校成立了有校長、主管教學的副校長、教導處一名主任、實驗室負責人組成的實驗教學領導小組，形成了校、處、室三位一體的管理體制。為了做到管理有章可循，學校制訂了規章制度。為使管理落到實處，我們除制訂了各級目標管理細則外，還對實驗教學實施分層管理：即校級—處級—教研組、實驗室—實驗員、任課教師、授課班級。學校將實驗課納入學校開展的班級千分競賽評比，實驗課的好壞將制約著班級在年終評比中的等第。實驗室根據學校千分競賽的要求，設計制定了實驗課堂教學評定表，評定表著重對學生在實驗課中的素質嚴格要求，同時對學生在實驗課中的課堂紀律、衛生習慣、操作規程、儀器損壞、實驗整理等項分別進行量化計分。

2.配有德才兼備的實驗員是搞好實驗教學的重要環節

實驗員的思想品德和工作態度在實驗室的管理中起著重要作用，實驗員除了具有一定的專業水平外，更重要的是對教學服務的精神，要保證實驗教學的正常開展，實驗員必須提前做好實驗準備工作，要求實驗員熟悉教材，熟悉儀器，做到周密、細致、耐心。實驗員要當好教師的助手，配合教師指導學生實驗，實驗員必須具有較高的理論水平和較強的實驗能力，在完成管理工作和日常工作的前提下，實驗員應把精力投入到實驗研究上，在攻克難點實驗，填補空白實驗，研制教具上下功夫，為提高實驗教學質量發揮作用。為了使實驗員能更好的發揮作用，學校領導、教師都要關心、支持實驗員的工作，教育廣大中學生應尊重實驗員的人格和勞動。

3.注重實驗的層次性

美國高校工科的基礎實驗階段分為三步走，即第一步，由實驗技術人員指導學生主要進行常用實驗儀器的使用學習和訓練，掌握基本的實驗技能、實驗方法；第二步，由教師指導學生利用基礎階段已掌握的基本知識和技能，進一步學習和掌握典型的實際應用的實驗、仿真模擬實驗等；第三步是學生的設計性實驗。美國高校的實驗教學類型和實驗教學過程分層次進行。工科實驗教學從博士生層次，一直延伸到本科、專科層次。每個教學層次都有各自的教學大綱和模式。層次越高，設計研究和學生獨立性的成分越多。英國高等學校化學實驗教學與我們國內相近，如牛津大學，大一、大二學生的實驗教學主要在學校的實驗室進行，對大一學生有預先安排好的實驗內容和操作步驟，而且規定必做的實驗個數。對大二以至大三的學生，要求學生自己動腦設計實驗的內容和程序。

實驗的分層教學法符合學生學習知識的循序漸進的規律，為此筆者提出如下的中學實驗教學分層教學方法：

第一步：掌握實驗技能、實驗方式，在每個學期初由實驗教師上關于本學期常用實驗儀器的使用學習和訓練課，掌握基本的實驗技能、實驗方式；

第二步：掌握學科知識，根據教學需要，科任教師指導學生進行實驗基本知識的講授，并通過演示、分組實驗學習和掌握典型的實驗應用實驗；

第三步：運用所學知識，讓學生把所學習的知識運用到現實生活中，通過設定實驗目的，讓學生自備實驗器材，通過小組合作方式進行實驗，總結實驗。

4.發揮學生在實驗教學與實驗室管理中的作用

日本高校實驗室工作人員呈遞減趨勢，學校充分利用了部分研究生進行實驗室管理工作。英國讓在讀研究生參與本科生的實驗教學和管理，以及實驗室的管理工作。德國的實驗課的實驗指導老師通常由在讀博士研究生擔任，人員的安排非常精簡。

5.注重實驗教學，加強實驗教學考核

在英國，有些高校實驗考核的辦法是：每個學生必須完成并達到一定的分數，修滿學分為合格，否則為不合格，沒有其他等級［6］，也沒有百分制。在德國，單個實驗結束后，由實驗指導老師負責小口試；全部實驗結束后，在實驗負責老師處進行口試 （內容包括所有實驗）。德國的德累斯頓大學（Dresden University）和以色列巴伊蘭大學（Bar-Ilan University）的教材是一大堆的問題，讓學生自己去找參考書回答，這些問題既包括實驗原理，也包括實驗步驟。在日本，學校要求學生在處理實驗數據時，必須先到機房驗證是否合理，否則就要重做；在千葉大學，學生完成實驗后，必須逐一經過實驗指導教師檢查和口試，通過后才可以做實驗報告。

6.通過實驗教學培養中學生非智力因素

實驗教學是培養學生把理論知識運用于實踐中的主要教學形式，其特點是實踐性，即動手實驗能力的培養。我國學生與國外學生相比，從考試成績看，其理論知識水平都是很高的，說明我國學生的智力因素不差。但我國學生獨立工作能力、動手能力、創新能力同國外學生相比，有較大的差距，這與我們實驗教學目標、課程設置和教學方法有很大關系。長期以來，我們在實驗教學中，比較注重學生的觀察力、分析問題、解決問題的能力等智力因素的培養，對實驗動機、興趣、意志等非智力因素重視不夠，大學生的身心健康得不到全面發展。具體措施如下：

6.1 改革實驗教學目標，培養學生良好的動機；

6.2 改革實驗教學手段，提高學生對實驗的興趣；

6.3 改革實驗教學方法，培養學生堅忍不拔的意志；

6.4 在實驗教學中重視情感效應，營造融洽的師生關系；

6.5 在實驗教學中培養學生良好的性格。

四、結論

發達國家在實驗教學改革上做出了很多有益的探索，這為我國實驗教學改革提供了很好的經驗借鑒。但是，發達國家的這些改革是與其自身的實際相契合的，從而能保障改革的順利實施。因此，我國培養應用型人才要在借鑒他們有益經驗的基礎上結合自身實際來進行實驗教學改革。

［1］董志學.美國各州公立學校教育系統［J］.世界教育信息.2007（11）

［2］陶貴德.新課程標準下化學實驗教學模式改革的探討 ［J］.皖西學院學報.2007（05）

［3］聶傳虎.網絡背景下的實驗教學模式［J］.網絡科技時代.2007（18）

［4］陳嫻，梁玲，梁寒冰.從改革后的新教材看美國中學物理實驗教學的主要特點及發展 趨勢［J］.課程.教材.教法.2007（04）

［5］閔素安.建立化學實驗教學檔案的嘗試［J］.化學教育.1997（06）

［6］黃若海，李兆平.以“鹵素”為例談談實驗教學中的幾點嘗試［J］.化學教育.1998（05）