項目化教學背景下優化初中科學實驗室功能的路徑

張建同

【摘 要】初中實驗室作為開展項目化教學的重要陣地，其功能優化對于學生學習效果的提升至關重要。可通過優化實驗室空間布局、優化實驗室器材配置、優化實驗室開放時間安排、優化實驗室項目體系、優化實驗室教學評價、優化實驗室教師服務等，為學生提供更好的學習體驗，培養學生的實踐能力和創新意識，提升學生的科學素養和綜合素質。

【關鍵詞】項目化教學 科學實驗室 功能優化

【中圖分類號】G613? ? 【文獻標識碼】A? 【文章編號】1002-3275（2023）15-46-03

科學實驗是一種直觀的、強調學生親身體驗和實踐的教學方式，對于增強學生的學習興趣、培養學生的實踐能力、提高學生的綜合素質具有重要作用。實驗室作為學生實踐和探究的重要場所，在項目化教學中發揮著重大的作用。然而，在傳統的實驗教學中，學生一般只是執行實驗步驟，缺乏主動性和創造性，這使得實驗教學的效果未能充分發揮。在項目化教學的背景下，實驗室不再是簡單的實驗操作空間，而是成為學生進行科學研究和探索的平臺。從能力培養上看，實驗教學不僅僅是讓學生掌握操作技能，更重要的是培養學生合作與交流能力、創新思維和實踐能力。項目化教學注重學生之間的合作與交流，鼓勵學生運用所學知識解決實際問題。因此實驗室為學生提供了一個合作學習的環境、一個實踐和探究的平臺，讓學生能夠通過實驗設計、動手操作來發現問題、解決問題。

當前部分學校的科學實驗室在功能設計和管理實施方面還存在一些問題，相應的優化策略亟待探討。實驗室的功能需要重新定位，功能需要進一步優化，傳統的實驗操作要向研究和探索轉變，實驗室要為學生提供更多的實踐機會和創新空間，以滿足不同學生的個性化學習需求。為此，本文從實驗室功能的角度出發，探討在項目化教學背景下優化初中科學實驗室的路徑，以最大化提升教學效果。

一、優化實驗室空間布局，設置項目實踐室

《義務教育科學課程標準（2022年版）》（本文簡稱課程標準）關于課程理念，提出“激發學習動機，加強探究實踐”“倡導以探究和實踐為主的多樣化學習方式，讓學生主動參與、動手動腦、積極體驗，經歷科學探究以及技術與工程實踐的過程”。基于此，實驗室應成為學生進行探索的平臺。依據項目化教學的需求，科學探究應當與技術研究相結合，物化生科學實驗應當與工程實踐相結合。因此，應對傳統的科學實驗室進行迭代升級，合理優化實驗室空間布局。學校可考慮設置多功能操作室或項目實踐室，將原先的實驗操作室與勞動技術實驗室進行部分功能合并與拓展，實現項目化教學實驗探究、實踐制作一體化。這樣既可以加強學生的動手能力，又可以培養學生的工程技術意識。

首先，科學實驗室和勞動技術實驗室都強調實踐操作。科學實驗室通常進行一些基礎實驗，如電路連接、機械搭建、原理分析與數據測試等。而勞動技術實驗室則側重鍛煉學生的實際動手能力，如電路板焊接、機械模型制作等。在項目化實踐活動過程中，實驗探究與實踐制作往往聯系緊密，條件允許的情況下，兩者可以結合在同一個空間進行操作。這樣學生的科學實驗探究與實踐制作可以同步進行，避免把時間浪費在奔波于不同的操作室上。

其次，科學實驗室注重培養學生的科學思維和實驗設計能力，而勞動技術實驗室則注重培養學生的工程技術思維和解決實際問題的能力。學生可以在實踐操作中不斷改進和創新，鍛煉獨立思考和解決問題的能力，以及動手操作和創新能力。項目化教學與實驗活動的結合能夠促進學科的融合和多種能力培養的結合，促使學生的思維全面發展。因此，學校應該積極探索和促進科學實驗室與勞動技術實驗室的合理整合與空間布局設置，操作室中有必要增加科技制作與勞動技術操作方面的器械工具，為學生提供更豐富的學習實踐機會。

二、優化實驗室器材配置，滿足項目化需求

首先，完善的實驗器材設施是開展實驗的基礎，對于提高實驗效果起著關鍵作用。因此，應當建立健全實驗室器材的購置、維護和更新機制，保證設備完好、齊全、及時更新。在項目化教學背景下，實驗室應當為學生配備與項目化教學內容相適應的實驗工具和材料，以滿足學生進行研究和實踐操作的需要。為學生提供充足的實踐機會和資源，讓學生在動手操作中積累實踐經驗、鍛煉實踐能力。

其次，為豐富實驗室的功能，實驗室不僅要提供滿足學生實驗和演示實驗等需求的實驗器材，而且還要盡量保證自制教具、學具和課外實驗探究與項目制作的實驗耗材。為師生開展科學探究和實踐活動提供完善的條件，讓實驗室成為學生學習科學的主要場所。另外，學校要及時補充消耗性材料和缺損報廢的設備，制訂相應的管理制度，保證器材安全，提高使用效率。

最后，重視實驗教學數字化，充分利用網絡資源促進信息技術與實驗室深度融合。［1］借助各種平臺或工具，利用信息技術輔助手段，如虛擬仿真實驗、數字化實驗、VR技術等，為學生提供直觀的項目化實踐體驗。

三、優化實驗室開放時間安排，確保項目化進程

項目化教學倡導開放式的實驗教學模式，讓學生根據自己的思考和創意，通過實踐和探究的方式進行實驗探究和實踐制作，更深入地理解科學知識，培養動手能力和創新思維。而科學實驗室作為學生開展實踐的重要場所，其開放時間的合理安排尤為重要。項目化教學一般不局限于課內時間，因此對實驗室的使用時間有所增加，實驗室只有開放時間充足，學生才能更連續地進行實驗、探究和創新。可以采取以下措施優化實驗室的開放時間安排：

首先，在條件允許的情況下，學校可以修建備用的科學實驗室，在實驗室非正式開放的時間可開放備用實驗室來滿足項目化教學對實驗室的需求。其次，可以通過優化排課制度來增加實驗室的開放時間，例如午休及放學后可適當增加開放時間，并且適當鼓勵教師和學生一起參與項目探究，又如周末與節假日期間也可以適當開放，讓學生有更多的機會進行科學實踐和探究。另外，還可以將科學實驗室作為相關社團選修課程場所，為學生開展更深入的探索研究提供支持。

需要注意的是，在優化實驗室開放時間安排中，學校需要注重實驗室的管理和安全教育，安排專業的實驗室管理人員負責實驗器材的管理和維護，確保實驗室的設備齊全和實驗安全。

四、優化實驗室項目體系，自制項目化教具（學具）

隨著科學課程項目化教學的推進，傳統的實驗項目體系已經無法滿足學生的需求和教育目標，實驗室要承擔起項目化實驗創新任務，因此優化實驗室項目體系顯得尤為重要。其中包括學生個人實驗設計與操作任務，以及小組自主性實驗任務。實驗內容應當與項目化教學的要求相匹配。學生在完成實驗任務的過程中，能夠充分參與和發揮創造性，鍛煉實驗設計和解決問題的能力。

首先，優化實驗室項目體系需要從主題內容和實踐形式等方面入手。應該緊密結合學生的興趣與實際生活，設置富有挑戰性的主題，引導學生進行實踐探究，培養他們解決問題的能力、團隊合作意識、創新思維，鼓勵學生在項目中開展合作、分享和交流。

其次，自制項目化教學所需的教具（學具）也是優化實驗室項目體系的一個重要手段。自制教具（學具）既能激發學生的學習興趣，又能培養他們的動手能力和創造能力。通過設計和制作教具（學具），學生能夠更加深入地理解科學原理，并運用所學知識解決實踐問題。因此實驗室項目體系應該包括一些自制教具（學具）和使用自制教具（學具）的環節，通過讓學生親自動手設計、制作和改進教具（學具），提升他們的實踐能力和創新能力。同時教師還應根據教學需要，以科學合理、安全可靠為原則開發實驗教具。充分利用日常用品和材料，開發創新性的科學實驗，讓實驗更貼近生活，增加課堂的趣味性。

最后，實驗室還可以建立一個資源分享平臺，收集和分享各類自制教具（學具）的制作方法和經驗，教師根據平臺的方法和經驗引導學生設計和制作自制教具（學具），培養學生的創新思維，以及觀察問題、分析問題、解決問題的綜合能力。

五、優化實驗室教學評價，體現項目化目標

課程標準指出，7～9年級的態度責任目標包括“初步形成質疑和創新的品格；樂于合作與交流，善于通過小組合作，共同解決科學、技術與工程問題”。關于評價建議，課程標準指出，可實施過程性評價，采用非紙筆測試的方式，重點評價學生的科學探究能力、技術與工程實踐能力、創新解決實際問題的能力等。這與傳統實驗室的實驗考核方式不一樣。傳統的實驗考核往往只注重實驗結果，而項目化教學一是注重學生的實驗過程，教師需要對學生的實驗設計、實驗執行和數據分析環節進行評價，重視學生的創新思維和實踐能力的培養。二是鼓勵學生自我評價和互相評價。在實驗完成后，讓學生從多個角度反思和總結實驗過程和結果，發現不足并不斷改進完善。

在項目化教學背景下的科學實驗室教學中，教師應該優化實驗教學的評價反饋，采用多樣化的評價方式，關注學生學習過程中的表現、實踐過程、實驗態度等，在評價的基礎上為學生提供及時的反饋和指導。

六、優化實驗室教師服務，提升項目化效果

在項目化教學中，開放性的主題、實驗設計與探究過程、實驗結果等，給學生帶來一定挑戰。因此實驗室負責授課指導的教師在做好實驗指導的同時，還要優化學生服務，可從以下三個方面著手：

首先，教師應該優化實驗教學的設計與準備。項目化教學注重學生的參與和實踐能力的培養，因此實驗教學應該以學生為主體，根據課程目標和學生的學習需求設計具有挑戰性和啟發性的實驗項目。教師可以從實驗方案的選取和修改入手，使其更符合項目化教學的要求。同時，教師還應該提前做好實驗設備的準備工作，確保實驗材料的數量和質量，從而節約學生的實驗時間，營造良好的學習氛圍。

其次，教師應該優化實驗教學的組織與管理。項目化教學的特點是注重學生的團隊合作，同時強調自主學習能力的培養。因此，教師在實驗教學中需要充分發揮指導作用，引導學生組成團隊，并合理分配任務，確保每個學生在實驗中都有具體的任務。另外，教師還應該合理安排實驗時間，并預設可能出現的問題，提前制訂解決方案，以免浪費學生的實驗時間和精力。

最后，教師應該優化實驗教學的輔導與支持。在項目化教學中，學生可能會遇到各種問題和困難，教師應該及時發現并提供幫助與支持。教師可以設置問答環節，鼓勵學生提問并解答他們的疑惑，還可以提供學習資源和參考資料，幫助學生更好地理解實驗內容和原理，以提高實驗教學的效果，促進學生的學習和發展。在不斷優化服務中，適應項目化教學的要求，為學生提供更好的實驗學習體驗。

綜上所述，在項目化教學背景下，初中科學實驗室功能的優化不僅有助于提高學生的實驗操作能力和科學探究精神，促進他們積極參與項目化學習，而且還可以提高教師的專業能力，加強教學內容與實踐操作的融合程度，激發學生的學習興趣和學習動力。通過優化實驗室空間布局、優化實驗室器材配置、優化實驗室開放時間安排、優化實驗室項目體系、優化實驗室教學評價、優化實驗室教師服務等，可以為學生提供更好的學習體驗，提高學生的科學素養和綜合素質。學校應該加強對實驗教學的重視，促進實驗室的功能優化，為學生提供更好的學習平臺和成長環境。

【參考文獻】

［1］陳志祥．初中科學實驗室建設與管理模式的研究［J］．實驗教學與儀器，2015，32（9）：70．