新課程理念下初中生物開放式實驗室的建設與利用策略研究

作者簡介：廖夢琳（1982～），女，漢族，廣東廣州人，廣州市黃埔區(qū)玉巖實驗學校，研究方向：初中生物學實驗教學。

摘 要：隨著新課程改革的推進，開放式實驗教學以及開放式實驗室的建設逐漸受到關注。在初中生物教育中，開放式實驗室建設是新課程理念的重要體現(xiàn)，旨在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力和核心素養(yǎng)。

關鍵詞：開放式實驗室；探究；實踐

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：A 文章編號：1673-8918（2023）47-0119-04

實驗教學作為一種重要的教學手段，作為學生重要的學習環(huán)節(jié)，得到了廣泛應用。開放式實驗室并不陌生，在國內(nèi)外大學階段應用較多，中學階段的開放式實驗室正在探索階段。筆者在中國知網(wǎng)以“中學開放實驗室”為關鍵詞進行搜索，結(jié)果為76篇學術期刊和碩士論文。中學和大學的開放式實驗室在規(guī)模、設備、學生自主性、研究內(nèi)容和教師角色等方面存在一些不同，但是它們共同的目標是為學生提供更廣泛、更深入的學術體驗，并培養(yǎng)學生的自主性和研究能力。

一、開放式實驗室的建設和利用是必然趨勢

生物學是以實驗為基礎的實踐性學科，《義務教育生物學課程標準（2022年版）》（以下簡稱《課程標準》）在為這門課提供了指引之余，又給足了開放的思考空間。《課程標準》中提到“教學過程重實踐”的理念，強調(diào)通過實驗、探究類學習活動、跨學科實踐活動，使學生在探究實踐中得到長足的發(fā)展，成為創(chuàng)新型人才。因此，生物實驗室不僅僅是為了完成教學任務而存在，更應該是學生探究和發(fā)現(xiàn)的地方。著力開放式實驗室建設，將實驗室資源整合優(yōu)化，使實驗室功能多元化，可以更好地支持教學，助力學生探究實踐活動的開展。在初中階段建設開放式實驗室是必然的趨勢。開放式生物實驗室應實現(xiàn)“圖書館”式的管理、“科學館”式的功能。

二、開放式生物實驗室的建設

新課程理念下的初中生物開放式實驗室建設和利用需要從多個方面入手，開發(fā)多元化的實驗室功能，強調(diào)探究性學習，注重交互性和合作性，加強實驗室管理和安全教育，并開展跨學科探究活動，以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維、實踐能力。文章主要從開放內(nèi)容的設計、教師的角色和能力、學生參與程度、安全管理、器材管理這幾個方面探討如何進行開放式實驗室的建設。

（一）開放內(nèi)容的設計

根據(jù)學校的實際情況和課時安排，目前比較合適的開放時段是每天下午的第二課堂，或課后的延時服務托管時間，學生主要以興趣課的形式參與。此外，參與人員容量過大，人員嘈雜，會增加管理難度和安全壓力。因此，開放內(nèi)容的設計需要考慮活動主題和形式、時間、場室、人員容量等方面因素，合理安排。

以我校為例，將活動內(nèi)容分為三階層次：初階主要是展覽、觀看型活動，安排時間為周一；中階主要是課內(nèi)實驗以及探究活動，安排時間為周二；高階主要為跨學科、趣味性自選主題，安排在周三和周四。人員容量管理方面，初階活動自由參加，無需預約，人滿即止；中階活動由各教師共同協(xié)商安排，高階活動采用活動預告及學生預約制，控制好人員容量。某些活動如動物飼養(yǎng)、植物栽培等，開展后需持續(xù)進行照顧、觀察和記錄的，應做相應指導和安排。

對活動內(nèi)容，會定期在學生群體中進行問卷調(diào)查，根據(jù)學生興趣、需求而制訂，持續(xù)增加和擴容。表1為我校部分正常開展的開放活動內(nèi)容。

（二）教師的角色與能力

科任老師和實驗室管理員具備一定的教育教學和實驗技能，是開放式實驗室最佳的管理者和指導者，能夠有效地組織和引導學生學習。

教師在開放式實驗室中的角色不僅僅是傳統(tǒng)意義上的知識傳授者，更應成為學生學習和成長的引導者和激勵者，幫助學生探索自己的興趣和未來發(fā)展方向，激發(fā)他們的學習興趣和積極性。教師還要關注學生參與的過程和結(jié)果，幫助他們克服困難和問題，提高實踐活動成效。只有教師有效地引導學生參與，才能平衡生物開放式實驗室的互動性、趣味性和開放性。

首先，教師需具備較高的學科知識水平，能夠熟練操作實驗室器材，指導學生完成實驗，及時給予反饋和評價。其次，教師需具備一定的創(chuàng)新意識和實驗設計能力，能夠根據(jù)學生的興趣、各班實驗課需求，設計并指導學生進行探究實踐學習。在活動過程中，教師要尊重學生的個性和特點，根據(jù)學生的表現(xiàn)和需求進行個性化指導。再次，教師需具備較強的安全意識，及時發(fā)現(xiàn)和解決問題。最后，教師需要具備一定的團隊協(xié)作和溝通能力，與科組成員、實驗室管理人員、學校領導、學生家長等多方合作，共同推動開放式實驗室的建設。

開放式生物實驗室活動應納入科組集體備課內(nèi)容，科組成員實行團隊協(xié)作，輪值管理，利用每周集體備課時間對活動情況進行規(guī)劃和總結(jié)，同時進行必要培訓，不斷提升相應的素質(zhì)和能力，提高管理水平，以適應開放式實驗室的需求。

（三）學生參與程度

學生的參與程度是一個開放式生物實驗室成功與否的標準之一。在開放式實驗室中，學生可以自由地選擇實驗內(nèi)容并參與實驗活動。學生的參與程度取決于他們的興趣和激情，也取決于他們能否找到自己的角色和目標。

首先，在設計開放內(nèi)容時應該充分了解學生動向，考慮學生的個性、興趣，適當擴容活動項目，設置多種學習方式，滿足不同學生的需求和能力水平，以激勵他們積極參與活動。因此，不定期開展問卷調(diào)查，了解、收集和聽取學生的興趣意向，并及時安排開放內(nèi)容和主題是非常必要的。

其次，吸納學生志愿者參與實驗室管理，并在招募、培訓、指導和激勵等方面做好相應的準備和安排，可以輔助教師工作、減輕教師的管理壓力，增強學生對實驗室安全和設備使用的意識和責任感。志愿者在滿足自己興趣愛好體驗的同時，也能在同學群體中起到宣傳作用，帶動更多學生參與。

（四）安全管理

在開放式實驗室的建設和利用過程中，安全管理是非常重要的，教師需要給予足夠的重視。建立應急預案，確定實驗室的安全規(guī)則和操作指南，以便學生和教師遵守安全規(guī)范，確保學生和教師的生命安全和財產(chǎn)安全。考慮從以下幾個方面著手加強實驗室安全管理。

第一，增強師生安全和規(guī)范意識。制作明晰易懂的實驗室安全教育微課，并通過校內(nèi)可用屏幕進行播放宣傳。利用實驗室科普開放日活動加強宣傳，可以設置“有獎問答”活動形式對學生進行簡單考核，加深記憶。課任老師也要在平常教學中重點強調(diào)。

第二，開放式實驗室使用過程中，教師和學生志愿者需加強巡視，并在需要時提供幫助和指導，確保所有使用者都遵守實驗室規(guī)則和程序，對違規(guī)學生進行教育，行為惡劣者及時清退，以免影響其他學生，確保師生安全。

第三，對實驗室進行定期檢查和維護，排查實驗室安全隱患（如水、電、器材等），確保實驗室符合安全標準和規(guī)范。

第四，建立安全事故記錄和事故分析制度，及時處理實驗室內(nèi)發(fā)生的安全事故，分析原因，加強管理，避免類似事故的再次發(fā)生。對較為嚴重的事故應及時上報，并進行必要的處理和善后工作。

（五）器材管理

器材管理方面，最基本的操作是對實驗室器材進行科學分類和歸檔，建立器材借用和歸還制度，以便教師和學生能夠方便地找到需要的實驗器材，防止器材丟失或損壞。

為方便探究實踐活動的開展，對每個探究實踐活動中可能用到的器材和用具進行成套打包處理，學生按自己的探究實踐活動需求領取使用，活動結(jié)束后清點歸還，并做好使用登記。以“制作和觀察人口腔上皮細胞臨時裝片”這一實驗活動為例，實驗中就需要用到由載玻片、蓋玻片、鑷子、消毒牙簽、生理鹽水、吸水紙、碘液、紗布等組成的器具盒。

三、開放式生物實驗室的利用效果

（一）實現(xiàn)了實驗教學的課內(nèi)外有機結(jié)合

在生物實驗教學中，探究實踐活動的開展往往受到時間、空間、器具、課程內(nèi)容、課堂組織等方面的影響，很多活動項目是無法在課內(nèi)完整呈現(xiàn)或完成的。

以《練習使用顯微鏡》實驗操作課為例，可以設置分組管理，利用開放式實驗室對小組長進行課前培訓，培養(yǎng)小組長為教師的助手，對小組成員進行管理和指導，按照實驗評價表逐項評價過關，教師巡視抽查。課后，對未掌握的同學利用開放式實驗室反復操作，使其順利過關。

開放式生物實驗室為我們呈現(xiàn)了有所準備的“課前”、有序組織的“課中”、有始有終的“課后”，真正實現(xiàn)了實驗教學的課內(nèi)外有機結(jié)合。

（二）體現(xiàn)了“圖書館”式的管理、“科學館”式的功能

開放式生物實驗室的開設，優(yōu)化了實驗室管理，其開放性類似圖書館的管理方式，進一步活化了閑置的實驗室資源，促進實驗室功能多元開發(fā)，讓學生進入開放式生物實驗，獲得身處科學館般的體驗。

（三）展現(xiàn)了探究實踐自由的可行性和創(chuàng)新的可能性

開放式生物實驗室開闊了學生探究和跨學科實踐的空間，為學生的想法提供了變現(xiàn)平臺，拓展了學生的學習深度，保護了學生“創(chuàng)新”的“星星之火”。創(chuàng)新，就應該讓學生實現(xiàn)探究實踐自由。

（四）發(fā)現(xiàn)了“生活中有科學，科學使生活更美好”的真理

在之前開展的以“艾草”為主題的一系列實踐活動中，開放式生物實驗室成為學生勞動教育的基地，學生在這里留下了美好回憶。從家庭表現(xiàn)來說，家長反映孩子在家更愿意參與勞動，更有家庭責任感，可以說是實現(xiàn)了“愿做”。于學生個人來講，在親手實踐過程中感受到學以致用，思維拓展與動手操作能力相互促進，一定程度上實現(xiàn)了“能做”。從實踐成果的呈現(xiàn)來看，學生實踐的成品艾草膏、端午防蚊包、青團制作，艾灸理療活，扦插探究實驗等都非常受歡迎，師生都樂在其中，得到認可的學生有了深度探究的想法和勁頭，實現(xiàn)了“樂做”。

四、開放式實驗室的未來展望

（一）更智能

未來開放式實驗室應具備更加智能化的實驗室設備和管理系統(tǒng)，這需要學校、相關教育部門、社會的重視和大力支持。

（二）更融合

未來開放式實驗室應整合所有學科資源，更多的跨學科的實驗室合作，從個別學科的開放發(fā)展為大學科開放，真正實現(xiàn)跨學科探究實踐。

（三）更開放

未來開放式實驗室具有更多的在線資源和互動學習，可進行校與校、校與社會的交流。

總之，隨著教育理念和科技的不斷發(fā)展，開放式實驗室作為一種新型的教學和學習方式，有著廣闊的發(fā)展前景。未來，開放式實驗室將會在多個方面不斷得到創(chuàng)新和發(fā)展，能為教育和科技的融合提供更多的機會和可能。

參考文獻：

［1］中華人民共和國教育部.義務教育生物學課程標準（2022年版）［S］.北京：北京師范大學出版社，2022.