“实验室+”的学科教室建设探讨—以化学学科教室建设为例

刘兴山

新高考模式下的普通高中教育教学活动，注重帮助学生在兴趣、特长以及专业意向等方面的发掘和培养，让学生将生涯规划、专业选择和学习动机统一起来。学科教室的浓郁学科氛围和丰富学科资源可以很好地帮助学生培养学科素养。采用选课走班制教学是普通高中适应高考综合改革的必然要求，建设学科教室是学校适应新高考的重要举措。化学学科教室对于完善化学学科体系建设、增强学生学习动力、促进教师教学研究具有积极的作用。化学学科教室建设要准确定位，明确用途，在适用、安全、发展等原则的指导下，科学规划、合理设计。

一、化学学科教室的功能定位

学科教室是为促进学生主动学习而进行的学科环境和学科资源的有效配置。要求以培养学生学科核心素养为逻辑起点，构建学科情境，配置学科资源，开展学科教学、实验(体验)和研究，从而提升学生学习内驱力[1]。学科教室具有信息技术深度融合、动态建设、常态化教学应用等特点，包括教师办公、教学、实验和成果展示区等[2]。化学学科教室具有下列功能。

1.常规教室及实验室功能

学科教室是学科课堂教学的主场所，是学科核心素养培养和课程标准实施的核心平台，是常规教室及实验室的综合体。

2.学科教师工作坊

走班制下，学生在动，教师不动，学科教室成为教师的主阵地。学科教室能满足教师工作需求，快速优化教学，不断丰富教研，使教师拥有了“自己的学生”，和学生组成“成长共同体”，相互学习，共同成长。

3.学生创新实践活动室

在教师全时段指导下，学生借助触手可及的各种资源可开展多样的实验探究、创新实践，获得化学活动经验和基本化学思想。这既符合学生的认知发展规律，又体现了化学的学科特征。

学科教室也可供化学有关的学生社团使用，成为社团活动室。

4.学科资源库

作为专门的学科功能教室，配备仪器、药品、标本、模型、图书、网络，使之成为化学学习的资源库，使学生能快捷高效地获取所需资源，满足不同层次学生的需要。

5.师生成长展览馆

学生的优秀作品、奇思妙想等都可在这里展示，使之成为记录学生化学学习成长的展览馆，强化学生成就感，调动学生内驱力。

教师的获奖证书、自制教具等教育教学成果在这里展示，可引领学生，激励自我。

综上，学科教室是一个“实验室+”的多功能室，具备“实验室+教室+自习室+图书馆+活动室+展览馆+微机室”等多种功能。

二、基于现有资源的学科教室建设原则

学科教室的建设应充分利用现有资源，分批对实验室升级改造。学科教室建设要根据学科教师、学科组对学科和学校实际情况的理解和掌握进行规划。改造过程中应遵循以下原则。

1.充分利用现有空间和设备

现有的实验室资源应得到充分利用，如黑板、多媒体设备等都可继续使用；可移动的实验台，不涉及水电的可重新摆放再利用，涉及水电的可移至窗边放置。

2.突出学科氛围

创设浓郁的学科氛围，让学生接触到更多代表学科特性的文化载体，在浸入式的环境熏陶下，将外界要求内化为学生自主行为，影响学生的学习途径和效果。

墙面可悬挂元素周期表、知识网络图等，也可设浅层隔板摆放模型标本。拐角处可设书柜，摆放书籍期刊。墙面、地面、天花板、窗帘都可布置喷绘，展示不同内容。

3.确保安全性

学科教室的改造设计要体现主动安全理念。如科学设计逃生通道，便于发生实验事故时疏散学生。化学实验会用到水、电，也会涉及一些有毒有害气体，因此，水、电以及通风设施的改造升级尤为重要。

(1)实验用水

设在靠墙部位的实验台(以下简称“边台”)可配齐水源和排水设备，边台通常只在进行实验操作时才使用。学科教室里还设部分实验台，既用于开展实验，也当作学生课桌(以下简称“多功能课桌”)，其给排水可通过可移动供水车[3]解决(如图1所示)。

图1 可移动供水车

(2)实验用电

电解等实验需要使用直流电，边台可配备电源插座。而多功能课桌可配备蓄电池满足用电需求。要设置独立电源总闸和空气开关、漏电保护等安全防护装置。

(3)实验用气

用酒精灯做焰色反应实验时焰色观察会受影响，用酒精喷灯提供高温的反应条件操作复杂且不安全。化学学科实验室可配置压缩天然气或液化石油气解决上述问题，也方便学生开展更广泛更深入的实验探究。教室须安装燃气泄漏报警装置。

(4)实验通风

学生、教师长时间在学科教室里学习、实验、工作，要通过增加换气口和设置高低不同的排风口，确保能及时有效排出不同密度的有害物，保证教室空气质量。

边台的通风设备仍可采用固定式通风口。多功能课桌可采用悬挂式通风设备，通过多段折臂到达指定位置。教室须配独体通风橱，用以进行有化学烟雾、尘埃和有毒气体产生的实验。

(5)防火、防盗等其他安全措施

按照消防安全要求，学科教室要安装烟感、喷淋系统，配齐灭火器。除安装入侵报警等防盗措施外，教室里还须添置防盗柜，用于存放精密、贵重或危险性实验用品。要配足护目镜、耐腐手套等实验防护用品。

以上几个方面可整合到一起，采用悬挂“太空舱”式多功能供给舱解决。“太空舱”与中枢工艺管道相联结，提供水道、电力、照明、通风、网络等，方便、高效、节约空间。

4.适用性、灵活性

学科教室的建设应结合本校实际情况，如现有实验室资源、学生选课预期等，有针对性地制订改造方案。例如，根据学生总数和学生选课预期，设不同面积的学科实验室。

在学科教室里，能不固定的尽量不固定，桌椅布局随时可调，布局灵活。移动工作台、移动储藏柜等移动实验设备可帮助构建“轮子上的实验室”[4]。

5.合理充分利用空间

化学实验仪器、药品种类多，且不宜堆放，要提供足够的空间存放。边台设底柜，多功能课桌配抽屉，墙壁上设吊柜等都是扩展空间的可行之道。吊柜、桌面选用透明材质，既方便查找，又利于突出学科特色。学科教室的设计还可延伸到室外、走廊。

6.数字化、信息化

学科教室要引入智能黑板、数字班牌等数字产品，与信息技术深度融合，实现学科教室数字化、信息化[5]。例如，连接传感器开展数字化实验；接入物联网监测相对湿度、温度、气压、发光强度等环境参数；通过门禁系统对学生进行考勤；远程监控学生在教室里的活动情况……

7.综合性

化学学科教室在设计和建设时可融入更多其他学科的要素。例如，化学学科教室可帮助生物学科培育植物样本，要求学生自己配制营养液护理这些植物。在这个过程中，学生的化学计算、溶液配制等学科知识得到了应用和巩固，也培养了学生热爱自然的情怀。

三、结语

学科教室的建设是一项循序渐进、动态发展的工作。设计上要以人为本，在每一个细节上保证人员的健康、安全。要突出结构空间的灵活善变，便于实验人员的交流互动。要体现学生主体，让学生能非常方便地获取学习或实验所需的各项信息和材料。通过更加情境化、主题化、生活化的学科教室，提供支持共享和成果交流的各种资源，以期最大限度地激发和培养学生科学探索的兴趣，增强学生学习内驱力，提升教师专业素养，有效促进学校学科体系建设。