打造實驗基地，改善學習空間
——以江蘇省錫山高級中學理化生實驗室建設為例

許衛國

實驗是人類認識世界的一種重要活動，是進行科學研究的基礎。實驗教學既是知識教學的基礎，也是培養學生探究能力、創新意識及科學精神的重要渠道。理化生學科都是以實驗為基礎的自然科學，理應肩負起讓學生在實驗中學習的重擔。在2017 年版2020 年修訂的普通高中課程標準中，物理、化學和生物學科在學科核心素養中都把“科學探究”作為重要項目，倡導開展以實驗為主的多種探究活動，借以培養學生的創新精神和實踐能力。新課標在“基本理念”中強調了課程的選擇性，針對學生的興趣、發展潛能和今后的升學或就業的需求，設計多樣化的課程模塊，促進學生進行自主的、富有個性的學習。在根據新課標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量也有較大增加。這些因素都要求實驗學習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為學習空間的建設提供了廣闊的舞臺，通過改變學習空間來改變學生的學習方式，通過豐富的課程來發展學生的能力；同時也改變了教師的教學方式，使知識的呈現方式更加直觀，為教師提供了發展平臺。2016年江蘇省錫山高級中學的自然科學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，圍繞實驗學習空間的建設，我們做了一些嘗試。

一、設定建設目標

根據課程標準對實驗教學的要求，實驗學習空間建設應為制定與課標配套的實驗室國家配置標準提供實踐依據。基于此，我們首先確定建設目標，為新課標背景下的普通高中自然科學實驗教學提供示范。

首先，理化生學科中心根據學科教學的實驗特點研討出本學科的學科宣言。學科宣言是在中觀層面從學生的視角提出的各學科育人宗旨。例如，物理學科的學科宣言是“讓學生觀察、讓學生體驗、讓學生發現、讓學生思考”；化學是“探尋物質世界，建構科學理論，體驗實驗魅力，形成化學觀念”；生物是“探秘生命、體悟生活、關注生態”。其次，各學科精選出具備學科特色的logo。例如，物理是引力波模型、化學是青蒿素模型、生物是DNA 雙螺旋模型。（見圖1）最后，在此基礎上，理化生三個教研中心群策群力，圍繞“實驗與實證”的科學探究核心素養，研討出“用實驗驗證假設，用數據表達結論”的實驗基地宣言。

（圖1）

二、建造實驗學習空間

針對新課標中提出的必修、選擇性必修、選修三類課程，我們著力建設對應的、指向核心素養形成的基礎式、主題式、項目式實驗中心（見表1），力圖通過學習空間的變化促使學習方式的變革。

表1 三種類型的實驗室

基礎式實驗室對標必修1、必修2、必修3三個模塊。基于便捷性原則，各學科把使用共同儀器的實驗歸類，各配置出兩個基礎式實驗室。每學科還各配有一個數字化實驗室。

主題式實驗室對標選擇性必修1、選擇性必修2、選擇性必修3 三個模塊，使學生根據個人需求與升學要求選擇學習的課程，新課標中學生分組實驗的內容有所增加，許多儀器設備需要重置。因此，在空間建設中我們力求去教師中心化，取而代之的是以學生為中心的學習空間，采用中央臺與邊臺相結合的模式；各學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，以靈活的學習空間滿足小組學習的需要，為學生團隊合作提供保障。

項目式實驗室對標選修的三個模塊，為學生自主選擇學習的課程提供空間，目的在于讓學生關注生活應用、拓展學科視野、深化學科認知。選擇這類空間進行學習的學生一般都有自己的生涯規劃，能為將來高考填報志愿選擇專業做鋪墊。項目式實驗室的建設流程為：學科特長教師申報，教研中心集體討論，學校審批和招標購置。項目式實驗室的建設一般要有高校專家的理論和技術指導。目前學校已建成的實驗室見下頁表2。

表2 理化生實驗室名稱

三、建構課程體系

實驗基地為課程提供了學習空間，圍繞基地建設開發形式多樣的校本課程，滿足了不同學生的個性化需求。學校課程教學處統籌各教研中心研創開設的課程，教師根據自己的專業特長提出開課申請，申請的課程經教研中心研究后上報課程教學處，課程教學處提供課程綱要模板，包括：課程信息（名稱、課時數/學分、開課教師、適用年級、資源配合、教材來源、專業大類、選修方式）、需求分析、課程目標、任務描述、課程內容與實施、評價方式等內容。通過審核的教師按照模板撰寫課程綱要，并進行網絡上報。課程中還包括學校根據教研中心特點和學生發展需求外聘的高校專家和社會專業人士開設的課程。

目前，學校在實驗學習空間開設的研創課程主要有以下幾種。（見表3）

表3 理化生研創課程

以染整工藝探究課程為例，這一課程吸引了一批熱愛化學的學生。通過課程實施，學生可以進行文獻閱讀、實驗操作、性能測試，體驗課題研究的過程，利用染整技術實現對織物的化學重塑，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習空間中開展教學，學校把教師辦公室集中搬遷到實驗樓內。空間的近距離激發了教師對實驗教學的熱情，當教師有研究需求時隨時可以進入實驗室，把自己的想法通過實驗轉化為成果。這樣，不僅教師進入實驗室的次數多了，教師自主研發的實驗教具也多了，多位教師自制的教具在省賽中獲獎，創新了不少演示實驗。

此外，根據必修教材要求，理化生學科組梳理了必修教材中必做實驗的內容，研討并選出各學科必修必做的分組實驗項目，共計40項，要求全體學生進入實驗學習空間進行操作。每學期初，各備課組上報在實驗學習空間的教學計劃，期中、期末課程教學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興的助推劑受到高校的重視。在新課程、新教材引領下的高中教育，應與高校對接，引導學生樹立科技報國情懷，以理化生實驗學習空間建設為基礎，以實驗學習空間中的課程為抓手，激發學生學習工程科技的興趣，提高學生的創新能力和工程科技素養。建設好實驗學習空間，提供好學習發生的條件，將實驗融入教與學的過程中去，讓學生在“做中學”，我們還有一段很遠的路要走。