项目化教学背景下优化初中科学实验室功能的路径

张建同

【摘 要】初中实验室作为开展项目化教学的重要阵地，其功能优化对于学生学习效果的提升至关重要。可通过优化实验室空间布局、优化实验室器材配置、优化实验室开放时间安排、优化实验室项目体系、优化实验室教学评价、优化实验室教师服务等，为学生提供更好的学习体验，培养学生的实践能力和创新意识，提升学生的科学素养和综合素质。

【关键词】项目化教学 科学实验室 功能优化

【中图分类号】G613    【文献标识码】A  【文章编号】1002-3275（2023）15-46-03

科学实验是一种直观的、强调学生亲身体验和实践的教学方式，对于增强学生的学习兴趣、培养学生的实践能力、提高学生的综合素质具有重要作用。实验室作为学生实践和探究的重要场所，在项目化教学中发挥着重大的作用。然而，在传统的实验教学中，学生一般只是执行实验步骤，缺乏主动性和创造性，这使得实验教学的效果未能充分发挥。在项目化教学的背景下，实验室不再是简单的实验操作空间，而是成为学生进行科学研究和探索的平台。从能力培养上看，实验教学不仅仅是让学生掌握操作技能，更重要的是培养学生合作与交流能力、创新思维和实践能力。项目化教学注重学生之间的合作与交流，鼓励学生运用所学知识解决实际问题。因此实验室为学生提供了一个合作学习的环境、一个实践和探究的平台，让学生能够通过实验设计、动手操作来发现问题、解决问题。

当前部分学校的科学实验室在功能设计和管理实施方面还存在一些问题，相应的优化策略亟待探讨。实验室的功能需要重新定位，功能需要进一步优化，传统的实验操作要向研究和探索转变，实验室要为学生提供更多的实践机会和创新空间，以满足不同学生的个性化学习需求。为此，本文从实验室功能的角度出发，探讨在项目化教学背景下优化初中科学实验室的路径，以最大化提升教学效果。

一、优化实验室空间布局，设置项目实践室

《义务教育科学课程标准（2022年版）》（本文简称课程标准）关于课程理念，提出“激发学习动机，加强探究实践”“倡导以探究和实践为主的多样化学习方式，让学生主动参与、动手动脑、积极体验，经历科学探究以及技术与工程实践的过程”。基于此，实验室应成为学生进行探索的平台。依据项目化教学的需求，科学探究应当与技术研究相结合，物化生科学实验应当与工程实践相结合。因此，应对传统的科学实验室进行迭代升级，合理优化实验室空间布局。学校可考虑设置多功能操作室或项目实践室，將原先的实验操作室与劳动技术实验室进行部分功能合并与拓展，实现项目化教学实验探究、实践制作一体化。这样既可以加强学生的动手能力，又可以培养学生的工程技术意识。

首先，科学实验室和劳动技术实验室都强调实践操作。科学实验室通常进行一些基础实验，如电路连接、机械搭建、原理分析与数据测试等。而劳动技术实验室则侧重锻炼学生的实际动手能力，如电路板焊接、机械模型制作等。在项目化实践活动过程中，实验探究与实践制作往往联系紧密，条件允许的情况下，两者可以结合在同一个空间进行操作。这样学生的科学实验探究与实践制作可以同步进行，避免把时间浪费在奔波于不同的操作室上。

其次，科学实验室注重培养学生的科学思维和实验设计能力，而劳动技术实验室则注重培养学生的工程技术思维和解决实际问题的能力。学生可以在实践操作中不断改进和创新，锻炼独立思考和解决问题的能力，以及动手操作和创新能力。项目化教学与实验活动的结合能够促进学科的融合和多种能力培养的结合，促使学生的思维全面发展。因此，学校应该积极探索和促进科学实验室与劳动技术实验室的合理整合与空间布局设置，操作室中有必要增加科技制作与劳动技术操作方面的器械工具，为学生提供更丰富的学习实践机会。

二、优化实验室器材配置，满足项目化需求

首先，完善的实验器材设施是开展实验的基础，对于提高实验效果起着关键作用。因此，应当建立健全实验室器材的购置、维护和更新机制，保证设备完好、齐全、及时更新。在项目化教学背景下，实验室应当为学生配备与项目化教学内容相适应的实验工具和材料，以满足学生进行研究和实践操作的需要。为学生提供充足的实践机会和资源，让学生在动手操作中积累实践经验、锻炼实践能力。

其次，为丰富实验室的功能，实验室不仅要提供满足学生实验和演示实验等需求的实验器材，而且还要尽量保证自制教具、学具和课外实验探究与项目制作的实验耗材。为师生开展科学探究和实践活动提供完善的条件，让实验室成为学生学习科学的主要场所。另外，学校要及时补充消耗性材料和缺损报废的设备，制订相应的管理制度，保证器材安全，提高使用效率。

最后，重视实验教学数字化，充分利用网络资源促进信息技术与实验室深度融合。［1］借助各种平台或工具，利用信息技术辅助手段，如虚拟仿真实验、数字化实验、VR技术等，为学生提供直观的项目化实践体验。

三、优化实验室开放时间安排，确保项目化进程

项目化教学倡导开放式的实验教学模式，让学生根据自己的思考和创意，通过实践和探究的方式进行实验探究和实践制作，更深入地理解科学知识，培养动手能力和创新思维。而科学实验室作为学生开展实践的重要场所，其开放时间的合理安排尤为重要。项目化教学一般不局限于课内时间，因此对实验室的使用时间有所增加，实验室只有开放时间充足，学生才能更连续地进行实验、探究和创新。可以采取以下措施优化实验室的开放时间安排：

首先，在条件允许的情况下，学校可以修建备用的科学实验室，在实验室非正式开放的时间可开放备用实验室来满足项目化教学对实验室的需求。其次，可以通过优化排课制度来增加实验室的开放时间，例如午休及放学后可适当增加开放时间，并且适当鼓励教师和学生一起参与项目探究，又如周末与节假日期间也可以适当开放，让学生有更多的机会进行科学实践和探究。另外，还可以将科学实验室作为相关社团选修课程场所，为学生开展更深入的探索研究提供支持。

需要注意的是，在优化实验室开放时间安排中，学校需要注重实验室的管理和安全教育，安排专业的实验室管理人员负责实验器材的管理和维护，确保实验室的设备齐全和实验安全。

四、优化实验室项目体系，自制项目化教具（学具）

随着科学课程项目化教学的推进，传统的实验项目体系已经无法满足学生的需求和教育目标，实验室要承担起项目化实验创新任务，因此优化实验室项目体系显得尤为重要。其中包括学生个人实验设计与操作任务，以及小组自主性实验任务。实验内容应当与项目化教学的要求相匹配。学生在完成实验任务的过程中，能够充分参与和发挥创造性，锻炼实验设计和解决问题的能力。

首先，优化实验室项目体系需要从主题内容和实践形式等方面入手。应该紧密结合学生的兴趣与实际生活，设置富有挑战性的主题，引导学生进行实践探究，培养他们解决问题的能力、团队合作意识、创新思维，鼓励学生在项目中开展合作、分享和交流。

其次，自制项目化教学所需的教具（学具）也是优化实验室项目体系的一个重要手段。自制教具（学具）既能激发学生的学习兴趣，又能培养他们的动手能力和创造能力。通过设计和制作教具（学具），学生能够更加深入地理解科学原理，并运用所学知识解决实践问题。因此实验室项目体系应该包括一些自制教具（学具）和使用自制教具（学具）的环节，通過让学生亲自动手设计、制作和改进教具（学具），提升他们的实践能力和创新能力。同时教师还应根据教学需要，以科学合理、安全可靠为原则开发实验教具。充分利用日常用品和材料，开发创新性的科学实验，让实验更贴近生活，增加课堂的趣味性。

最后，实验室还可以建立一个资源分享平台，收集和分享各类自制教具（学具）的制作方法和经验，教师根据平台的方法和经验引导学生设计和制作自制教具（学具），培养学生的创新思维，以及观察问题、分析问题、解决问题的综合能力。

五、优化实验室教学评价，体现项目化目标

课程标准指出，7～9年级的态度责任目标包括“初步形成质疑和创新的品格；乐于合作与交流，善于通过小组合作，共同解决科学、技术与工程问题”。关于评价建议，课程标准指出，可实施过程性评价，采用非纸笔测试的方式，重点评价学生的科学探究能力、技术与工程实践能力、创新解决实际问题的能力等。这与传统实验室的实验考核方式不一样。传统的实验考核往往只注重实验结果，而项目化教学一是注重学生的实验过程，教师需要对学生的实验设计、实验执行和数据分析环节进行评价，重视学生的创新思维和实践能力的培养。二是鼓励学生自我评价和互相评价。在实验完成后，让学生从多个角度反思和总结实验过程和结果，发现不足并不断改进完善。

在项目化教学背景下的科学实验室教学中，教师应该优化实验教学的评价反馈，采用多样化的评价方式，关注学生学习过程中的表现、实践过程、实验态度等，在评价的基础上为学生提供及时的反馈和指导。

六、优化实验室教师服务，提升项目化效果

在项目化教学中，开放性的主题、实验设计与探究过程、实验结果等，给学生带来一定挑战。因此实验室负责授课指导的教师在做好实验指导的同时，还要优化学生服务，可从以下三个方面着手：

首先，教师应该优化实验教学的设计与准备。项目化教学注重学生的参与和实践能力的培养，因此实验教学应该以学生为主体，根据课程目标和学生的学习需求设计具有挑战性和启发性的实验项目。教师可以从实验方案的选取和修改入手，使其更符合项目化教学的要求。同时，教师还应该提前做好实验设备的准备工作，确保实验材料的数量和质量，从而节约学生的实验时间，营造良好的学习氛围。

其次，教师应该优化实验教学的组织与管理。项目化教学的特点是注重学生的团队合作，同时强调自主学习能力的培养。因此，教师在实验教学中需要充分发挥指导作用，引导学生组成团队，并合理分配任务，确保每个学生在实验中都有具体的任务。另外，教师还应该合理安排实验时间，并预设可能出现的问题，提前制订解决方案，以免浪费学生的实验时间和精力。

最后，教师应该优化实验教学的辅导与支持。在项目化教学中，学生可能会遇到各种问题和困难，教师应该及时发现并提供帮助与支持。教师可以设置问答环节，鼓励学生提问并解答他们的疑惑，还可以提供学习资源和参考资料，帮助学生更好地理解实验内容和原理，以提高实验教学的效果，促进学生的学习和发展。在不断优化服务中，适应项目化教学的要求，为学生提供更好的实验学习体验。

综上所述，在项目化教学背景下，初中科学实验室功能的优化不仅有助于提高学生的实验操作能力和科学探究精神，促进他们积极参与项目化学习，而且还可以提高教师的专业能力，加强教学内容与实践操作的融合程度，激发学生的学习兴趣和学习动力。通过优化实验室空间布局、优化实验室器材配置、优化实验室开放时间安排、优化实验室项目体系、优化实验室教学评价、优化实验室教师服务等，可以为学生提供更好的学习体验，提高学生的科学素养和综合素质。学校应该加强对实验教学的重视，促进实验室的功能优化，为学生提供更好的学习平台和成长环境。

【参考文献】

［1］陈志祥．初中科学实验室建设与管理模式的研究［J］．实验教学与仪器，2015，32（9）：70．