中小学实验教学发展方向探究

蔡明

10.3969/j.issn.1671-489X.2020.21.125

摘  要 近年来，中小学实验仪器设备行业迅猛发展，传感器、无人机、智能机器人等相对高端的仪器设备纷纷涌入中小学实验室，为传统的实验教学与学生的自主探究带来新的活力。随着教育部将实验教学与升学考核相关联，实验教学现状将被彻底颠覆，实验教学将更加注重实验操作的精准、规范和对实验内涵的深度挖掘。分析中小学实验教学中普遍存在的一些问题，提出发展建议，希望对中小学实验教学发展有所助益。

关键词 中小学实验教学;实验仪器;实验能力;科学素养;素质教育

中图分类号：G632.4    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2020）21-0125-03

1 前言

实验作为中小学理科教学中不可分割的一部分，是国家课程方案和课程标准规定的重要教学内容，是培养创新人才的重要途径，对于提升学生的观察能力、动手实践能力、创造性思维能力和团队合作能力，培育学生的兴趣爱好、创新精神、科学素养和意志品质，具有重要意义[1]。我国大部分地区中小学校实验室已按本地区标准将实验器材配置齐全，满足开展实验教学的基本条件。部分发达地区还将前沿的实验设备、先进的教育理念引入实验教学中，在完成教材和课标规定的传统实验之余，为学生的自主探究搭建平台。我国中小学实验教学取得的成果不可谓不丰硕，但目前实验教学正处在探索阶段，很多方面尚不完善，加之各地区发展理念及实验教学资源差异较大，很难形成统一的标准，中小学实验教学仍任重而道远。

2 中小学实验教学中存在的问题

实验器材保障困难  各地区出台的中小学实验器材配备标准是各区教育部门结合教育部相关标准及相关国家标准、行业标准，针对本地区所有中小学校具体情况，经综合考量制定而成。其中对于实验器材的规格、品名、教学性能要求等方面的描述比较宽泛，条款不够完善、细致，导致市面上的产品鱼龙混杂，在器材质量和操作体验上差别较大。精通實验操作的理科教师、实验教师对于实验器材的具体指标大都没有清晰的概念，精通技术参数的采购人员对实验的具体操作同样语焉不详，这种情况对招标文件的制作极为不利。没有完备的招标文件，政府采购追求性价比最大化的评审机制，反而会为那些质量不够优良、设计不够完善的实验器材涌入中小学实验室打开方便之门，此后的验收环节也难以起到作用。除此之外，部分地区对危险化学品的购销及使用标准尚不完善，部分实验材料的购置困难重重。

实验内涵挖掘不够  迫于升学压力，唯分数论仍被许多教师、学生、家长奉为圭臬，偏重理论教学而忽视实验操作的情况屡见不鲜。更有甚者，用播放视频、死记硬背等手段替代教师演示和学生操作，将理科教成了文科，教学效果极差。即便在许多重视实验教学的学校里，不少理科教师和实验教师对于实验的研究、探索仍停留在表象，对于实验内涵缺乏深入挖掘，只知实验器材如何选用，实验步骤有何用意，却很少思考每一个实验环节具体培养了学生的哪一方面素养，仅仅将实验当作辅助理论教学的工具，使得实验教学不成系统，效率低下。

集成演示器、实验器泛滥  为了携带方便、提升实验成功率，有些演示实验的确需要用到集成演示器，但也有许多实验注重实验仪器组合在一起的设计过程与操作过程。过度使用集成演示器、实验器会阻碍学生对实验中需要用到的每件仪器设备都有一个清晰的概念，阻碍学生对实验设计思路的理解与认知，将实验过程简化为实验结果的展示，实验教学效果大打折扣。

先进设备使用失当  随着素质教育的逐步推进，中小学的教育理念和教育模式悄然发生改变，创新实验室、特色教室在全国中小学遍地开花，传感器、虚拟现实交互教学系统、全息交互教学系统等先进仪器设备逐步被引入中小学实验教学。越来越多的理科教师将之加入传统实验之中，便捷的操作迷失了一部分理科教师的双眼，不加节制地将能用这些设备替换的传统仪器设备通通打入仓库，许多实验因此失去了本味。一些技术不成熟的新兴仪器在不当的使用过程中可能会对学生的身体健康和生命安全带来不可估量的危害，不利于实验安全、顺利地开展。

实验改良过于随意  随着教材、课标上规定的实验开放程度越来越高，实验场所不再拘泥于传统实验室，实验方案和实验器材的选取也较以往自由许多，尤其是自制教具等活动的持续火爆，使许多理科教师将过多的精力投入到实验的新意、巧妙、环保上，反而忽略了实验最重要的方面——规范与精准。易拉罐、啤酒瓶、自来水瓶、一次性纸杯、一次性筷子、输液袋等缺乏标准的日常用品频频出现在说课比赛等具有一定影响力的活动现场，使许多教师的实验改良走入歧途。

3 中小学实验教学发展建议

强化政策引领，优化采购环节，保证实验器材的优质、稳定供应

1）各地区教育相关部门应会同公安、消防、环保等部门，结合实际情况制定、完善本地区的危险化学品购销办法，为中小学实验材料的稳定供应提供保障。

2）各地区教育相关部门应出台、完善实验考核相关标准文件，其中实验考核的标准、实验考场的建设标准及器材配备标准尤为关键，应做到准确、翔实，为中小学实验仪器设备的补充更新指明方向。

3）各中小学校应根据实验器材购置清单，组织理科教师、实验教师和采购人员对市面上的实验器材充分进行现场调研，根据调研结果和本地区制定的中小学实验器材配备标准对招标文件中待购置实验器材的关键指标进行完善。实验器材到货后，按照招标文件条款对其进行验收，杜绝不符合标准的次品流入校园。

全局掌控，局部精通，深挖实验内涵，打造以实验操作为核心的教学体系

1）如果将理科教学比作一场歌剧，实验无疑是最为耀眼的歌者，它神秘又迷人的外表将一个个概念引出的同时，吊足了学生的胃口，通过时而轻柔婉转、时而高亢激进的歌声将教学中的重点和难点娓娓道来，优美的舞步将难以理解、记忆的知识点转变为最直观的实验结果，偶尔的即兴演出对一个个奇思妙想作出验证，最终完美的谢幕将引发学生的无限遐想，为下一次登台做好铺垫。由此可见，教材上每一个精心设计的实验都有特定的使命与目的，贯穿理科教学的始末，将书本上一条条晦涩难明的定理定律活化为直观的实验现象、精准的实验数据，便于学生理解、记忆这些抽象概念。

少數开放性、探究性的实验也为学生的思考留出空间，这些开放性较强的实验越来越注重不同知识点之间乃至多学科之间的串联、联合，为实验教学的发展提供了一些思路。理科教师与实验教师应潜心研究每一个实验的目的、作用，琢磨每一个实验的呈现方式，梳理每一个实验可能联系到的全部知识点，将实验与理论教学紧密结合、互为补益。在面对开放性较强的实验时不能马虎敷衍，更不能一带而过，应当查阅资料、多方参考，制订尽量多样的实验设计方案。方案中不仅要着重不同章节、不同学科知识点的串联，还要将每一件需要用到的实验器材的具体规格用量、每一个实验步骤的详细做法和实验方案的优缺点罗列清楚，最后还要留出一点儿改进空间，便于引导学生作进一步探究。

2）华罗庚曾言：“既能把薄的书读成厚的，又能把厚的书读成薄的。”实验教学也是如此，理科教师和实验教师应仔细研究教材和课标规定的实验，将实验的每一个环节拆解成独立的整体，对这些环节进行汇总统计，就会发现有一些实验环节在许多不同的实验中都有出场，而那些只适用于一两场实验的实验环节并不多见。如此一来，纷杂的实验就被简化为出场率较高的基础实验操作和出场寥寥的其他实验操作，进一步分析就可以将学生实验所需用到的标准仪器在不同实验目的下的选用标准、使用方法整理成册，建立以实验仪器和实验操作为指导的实验操作教学体系。

这个体系的建立能大大降低实验操作训练的压力，从细微处着眼，能更有针对性地找到学生在实验操作中容易出现的错误，可以让实验课堂多出更多灵活性，理科教师和实验教师只需要着重强化对学生薄弱环节的训练，对于已被学生参透掌握的实验环节进行日常温习，即可轻松完成实验操作方面的培训。在这种模式下，学生会对实验器材在不同目的下的选取标准和使用方法有一个清晰的概念，为探究活动的设计打下坚实的基础，也为实验的安全性增加一道保险。

3）理科教师与实验教师应有意识地强化学生熟练配制实验中可能会用到的不同种类、不同浓度的试剂的能力。在耗时较短、操作步骤相对简单的标准实验之中，应尽量让学生自行对所需用到的试剂进行配制。以学生操作有风险、实验课时紧张、保证实验成功率等为借口，强制学生使用实验教师提前配制好的标准溶液的做法，是理科教师与实验教师惧怕承担责任、对实验教学缺乏重视、对实验内涵缺乏理解的具体表现，使学生对实验材料的具体属性、相互反应缺乏概念，对于试剂的配制仅仅停留在书本和习题之中，不利于理解、记忆。

4）各中小学校应以大数据的管理思维为指导，由理科教师对负责的教学班内每个学生建立专门的实验档案，将学生在实验室的实验情况和自主探究情况详细记录在案，针对每个实验环节分析各自的不足之处，制订具有针对性、侧重点的实验教学方案和训练方案，因材施教，提升训练效率。

提升教研水平，增强科学素养

1）各中小学校在购置新仪器、新设备前应进行广泛、充分的市场调研，对这些仪器设备的设计原理、实现方式、操作标准、实验效果等方面做到心中有数，组织专家对其安全性、必要性、技术成熟与否等诸多方面作出研讨、论证。购置后，应对相关教师进行培训，确保这些仪器设备的安全使用。

2）理科教师和实验教师应以培养学生的实验素养为出发点，结合实验目的与特点，合理选用实验仪器。新设备的引入一定要在保证实验内涵的同时对实验的立体性、直观性有所提升，切忌过度依赖。

3）在实验的优化、改进中，应秉承实验严谨、精准、规范的原则，以培养学生的科学素养及实验能力为出发点和落脚点，避免陷入为了创新而创新的误区。

4 结语

无论科技如何发展，实验器材如何变化，实验理念如何改进，实验教学归根结底是对人的培养，利用实验手段将理论与实践结合到一起绝不是实验教学的终点，对学生创新意识、发散性思维和创新能力的培养才是实验教学的终极目标。先进科技与实验教学之间的深度融合，先进实验仪器在实验教学中的合理运用，仍将是后续工作的重点。

参考文献

[1]教育部关于加强和改进中小学实验教学的意见[EB/OL].

[2019-11-20].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A06/s3321/

201911/t20191128_409958.html.