打通“实验教学”的经络

何　智

新课程标准确立了各学科在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等三方面课程总目标，要求改革课程结构和课程内容，同时要求对教学的组织方法、课程实施和课程评价等多方面加以变革，这是为国家培养21世纪所需创新型人才的必然要求。

实验作为学生获取知识、培养技能、寻找解决问题的方法、体验探究知识乐趣，形成价值观的重要内容，它体现新课程标准的三个总目标。加强与变革实验教学是实施新课程改革的重要内容，也是成功完成课程改革的有效措施。

实验的概念和实验教学的

重要性

《现代汉语词典》对“实验”一词的解释为“为了检验某种科学理论或假设而进行某种操作或从事某种活动”。实验是对已有的理论进行验证或对提出的假设进行探索；实验是实验者进行的一系列操作或者从事的活动；实验是个过程，是实验者从提出问题到解决问题过程。在不同的学科和领域，实验的含义有所不同。作为教学活动的实验，是“做”和“怎么做”的问题。“做”是一个实践问题，即把实验作为一种重要的教学实践活动；“怎么做”是一个方法问题，即怎样运用实验的教与学方法来完成实验这种教学实践活动，全面实施实验教学目的。这既是一个实践问题，又是一个方法问题。

新课程标准下，作为基础教育教学活动的实验，本身不成为一门课程，是科学教育的一种策略和方法，是实施科学教育课堂教学的一种必要形式，学生能在实验过程中，培养创新意识，发展想象力，具备信息收集与信息处理能力；能在实验操作和分析过程中，锻炼操作技能、技巧，学会发现问题，表述自己的观点，提出解决问题的方法，体验解决问题的乐趣；在实验整个过程中能够学会与人合作，保持好奇心，培养乐于参与观察、实验、制作、调查等科学实践活动的兴趣。

实验、实践活动是在基础教育阶段推行素质教育所采用的极其重要的手段，也是从根本转变知识本位、学科本位问题的方法。学生掌握知识的过程，实质上是一种探究的过程、选择的过程、创造的过程，也是学生科学精神、创新精神，及正确世界观逐步形成的过程。只有知识的灌输而缺少实验、实践活动的教学，实际上就是在学校与社会、课程与生活之间建起一堵不会融通的墙，无形中抹杀了孩子的好奇心和对学习的热情，探索世界的激情与创新的意识都在知识的灌输过程慢慢消失，孩子也就变成只能被动接受知识的机器。

我国中小学开展实验教学的历史沿革

我国基础教育实验教学大致经历了几个阶段：

第一阶段，实验室建设与实验教学恢复起步阶段。1978年教育部发布第一个中学理科和小学数学自然教学仪器配备目录。学校有了最基本的教学仪器设备，实验教学活动初步发展。

第二阶段，硬件建设发展阶段，1984年，教育部发布《关于加强中小学实验教学和实验室建设的意见》和《制定1984-1990年中小学实验室建设规划的意见》。1984年和1985年教育部颁布《小学数学、自然教学仪器配备目录》、《中学理科仪器和电教器材配备目录》。这阶段，随着经济条件的发展，投入的增加，实验教学办学条件得到了很大的发展，实验教学活动开展顺利。

第三阶段，实验教学普及阶段。1988年，国家教委发布《关于加强中小学实验室和仪器设备工作的若干意见》、《加强中学实验教学的暂行办法》、《1988-1995年全国中小学校实验室发展规划要点》等文件。1990年国家教委在四川省召开的全国中小学实验教学普及县现场会，发布《关于印发〈全国中小学实验教学普及县现场会议纪要〉及领导同志讲话的通知》。提出“力争五至十年基本普及中小学实验教学工作”的要求。这阶段，全国各地实验教学活动得到了全面的展开和发展。以北京为例，1990至1998年总投入实验教学经费8 966.9万元，中学配套设施93.96%合格，实验室管理97.71%合格，抽查学生的动手能力60.37%达到优秀。

第四阶段，新课程改革后实验教学进入新阶段。2001年2月，我国基础教育课程改革全面启动，此次课程改革是教育观念与价值的转变，涉及课程的理念、目标、方法、管理、评价等方面。在新课改条件下，实验教学变成了课程教学的基本策略之一，融入到整个教学活动之中，而非知识学习之外的技能培训。

国外基础教育实验教学情况

一、教育观念

西方国家受建构主义教学思想的影响比较大，提倡以学生的学习为中心，主要是让学生通过实验来自己获取知识，重在培养学生的学习兴趣，倡导个别教育，学生通过实验、自我探究来学习科学知识、掌握科学方法、培养科学态度。因此，西方国家对实验教学极其重视，无论是作为国家意志的《课程标准》，还是教师在实际教学中潜移默化的自觉行为，都把实验教学作为培养学生科学方法、科学态度、科学精神必然手段。

在美国科学教育中，只要教师能够用实验说明的一般就不用语言说明，并且教师鼓励学生根据自己的兴趣和知识基础来设计实验，自由的研究、提问，采集和分析数据，验证假设和写实验报告。理科教师在传授知识之前，鼓励学生观察思考和实验，一节课中往往先做实验，有时甚至大部分时间在做实验。在课堂教学中重视实验教学是一种风气和共识。德国物理学界有这样一种说法，“没有演示实验的一堂课是不可想象的”，一般每堂课要做2—3个演示实验。在加拿大，科学实验课的数量也很多，实验课时数占到该门课时总数的40%。

二、课程、教材、教法

课程是实验教学载体，教材是资源，教法是策略。科学课程是实验教学的主要承载体。

美国初中和高中一年级普遍开设“普通科学”课，内容涉及学生日常生活中常见的科技现象及其原理。高二、高三开设“综合科学”课，内容反映了当代科技发展的跨学科性。美国科学院院长艾伯茨曾提出：科学应该是从幼儿园开始的。欧美国家在国家层面上把科学课作为学生从小学习的主要课程。

教材是科学教育之实验教学的资源，是师生共享的参考书籍之一，教师在课堂上教学不依赖某一本教材，他们参考几种教材以及各种各样的资料。在美国，并不是每个学生都有一本教科书，在科学教室里摆放着许多教科书，由学生实验时参考。

在科学实验课的教法方面，英美等国主要采用师生之间及学生相互之间的合作与探究，科学课程都是在实验室进行。教师在实验之前几乎不讲与实验有关的内容，学生自己对着实验说明去领取材料。实验过程中，学生先提出假设，进行探索，记录实验数据，最后写出简要的实验报告。在此过程中，教师不断为学生提供需要的材料和仪器，在各个小组之间穿梭进行个别指导和答疑。整节课教师讲授的时间很短，大部分时间留给学生进行合作、探究。

我国中小学实验教学的

现状与问题

实验教学是实施科学教育的手段和方法，科学教育借助实验来培养科学态度和科学精神。目前，我国的科学教育存在着一些严重的问题，学校管理者及教师对待实验教学的观念有待改变，他们实施实验教学的方法策略陈旧，教师专业技能需要培训与提高，评价机制需要改革。

一、对实验教学的观念有待转变、重视程度有待提高

课改之前，小学自然课只是相对于主课语文与数学之外的副课，在教育管理者、课程改革专家和教师眼中，自然课就是为扩大学生知识面的一种补充课程。课改之后，国家对科学提出了《小学科学课程标准》，编制不同版本的教科书。不少学校也已经按照课标的要求教学，但是现实情况并不容乐观，长期形成的观念与行为惯性并不能很快改变。

从调研结果来看，科学课开设的情况基本变化不大，有些学校科学课还是按副课对待。小学课改虽然已经开展了好几年，但学校管理者、教师对课改的要求并不完全重视，对课改的精神并不完全领会，长期形成的教育观念依然是课程改革，加强实验教学最大的障碍。

二、实验教学策略与方法陈旧落后局面长期存在

实验教学的主要功能是在培养科学精神、科学方法的同时，获取科学知识。但是，只以教材为本，仅仅为获取知识而实验的策略严重桎梏了学生的创新与探索能力。

课改以后，探究式学习的概念被无数次提及，但如何落实和实施新课程理念，还任重道远。调研时，当询问任课教师探索式实验教学的进展情况时，绝大多数学校都是一年或半年有一两次公开课有点探索性外，其他大多数实验课还依照原来的教学方法，任课教师本身不太理解如何开展探究型实验教学。

在实验室里，学生依然验证着教科书、辅助教材上设定好的实验内容、实验步骤。实验课后，没有实验报告、没有实验评价、没有进一步改进实验的设想，只是完成任务式的开设了一堂实验课。

三、实验教学资源严重不足

实验教学资源，包括对不同教学任务的实验方案的设计、不同的教学策略方案、实验所需教具的设计、材料准备与购买、必备仪器设备的配置、教师再教育的资源等，目前都是相当匮乏的。

部分条件较好的学校在硬件资源上条件比较完善，完成课本所设定的实验问题不大，但实验教学不仅仅是课本所设定的内容，内容更加丰富，需要教师根据不同的任务去开发与设计所需的仪器和器材，这就需要有完善的软件资源来补充、丰富。可这部分资源恰恰是目前学校实验教学中最缺乏的。

四、教育评价方式滞后，限制实验教学的开展

实验教学本身只是科学教育的一种策略，对科学教学评价的滞后，也就给实验教学套上一个枷锁。对科学教育的评价过于强调以书本知识为核心，而忽视对实际能力、学习态度的综合考查；采用纸笔考试，过于注重量化；过于注重对结果的评价，忽视对过程的评价等等。正是这三个方面的评价措施，导致用粉笔代替实验、用视频代替实验，限制了实验教学的顺利开展。

五、教师的业务水平亟待提高

长期的应试教育迫使教师的大部分精力都集中在如何提高学生的考分上，考核方式单一，使教师的实验教学技能低下，对培养学生科学素养所需专业知识和方法策略严重缺乏。

其中，小学科学教师对教师培训表示极急切的呼吁，他们很多都是中师毕业，学历水平较低，知识面相对狭窄，而课标要求的科学知识教学要求比较高，有些教师无法胜任教学，另外，部分科学教师是由数学等科目教师兼任，更加需要组织培训。

加强与变革实验教学的策略

一、全面把握科学教育的内涵，转变对实验教学的观念，切实落实新课标的要求

科学教育旨在提高公众科学素养的教育，除科学知识的教育外，还包括科学方法、科学态度和科学精神等方面的教育，也就是要培养学生对事实和经验的高度尊重，让他们从小懂得以实事为准，做事有理有据。同时，引导学生进行科学探究，体验科学探究中的逻辑过程，明白探究的结果是可以重复验证的。知道提出质疑是科学探究的一部分，合理怀疑是科学精神和科学态度必不可少的一部分。

新课程标准，对小学科学教育和初、高中理化生教育从课程目标、课程理念等方面做出全面的描述和要求。新课程改革是在继承教育体制原来有益因素的基础上，对整个教育制度比较完整的变革。具体措施如下：

1.制定科学课实验教学的政策，提出实验教学的评价机制，把实验教学纳入考核范围，在政策上或者法律上加以保证。

2.大力加强小学科学教育。改变目前科学课作为副科的现状，在课时要求、课程内容设置、课程评价等方面提出具体科学的教学要求。要把小学科学课与语文、数学科并列作为小学的主要课程，在课时和评价方式处于同等地位，让小学科学教育为加强中学、甚至大学实验教学打下坚实的基础。

3.改变对小学校长、教师的评价办法，把对科学教学的开展情况作为评价指标之一。

4.将动手能力、实验能力列入学生过程性评价的指标，促使学生积极动手。

二、培养与培训更多的科学教师，适应课改的需要

人是决定课程改革成功与否的关键，现在，学校不缺乏只讲授科学知识的教师，因为高等师范学校每年输送大量的毕业生，但由于高校师范教育与中小学素质教育需求脱节严重，毕业生无法适应教学的需要，这就必须要求高等院校从专业设置、课程设置上作调整适应课程改革的需要。多年来高等师范院校并没有小学科学教育专业，而现在小学急需如此人才，大量的科学教师都是其他科目的教师兼任，因此有关科学的实验教学必然受到限制。再者，师范院校的培养目标更多的倾向于知识教授，对将来如何培养学生科技素养的师范技能训练严重缺乏。这是人才培养的源头问题，如果得不到解决，很难能形成良性循环。因此，从人才培养的源头开始，大力加强师范院校学生的师范技能培养。另外，对已在岗的教师，要通过继续教育，转变教师观念、培养实验教学的技能技巧。

1.在师范院校开设小学科学教育专业, 在专业设置上保障人才培养。

2.在师范院校重视学生的科学素养和动手能力的培养，改变只重视知识教育的现状。

3.在师范院校开设更多有关中学科学教育、实验教学的课程，而不能把大学教育与中学的授课完全脱节，要有机的结合起来。

4.对在职的中学科学教师、小学科学教师，加强培训，从理念、课标、实验教学的方法、国外人才培养的措施、仪器设备的制作与使用等方面加强培训，让实验教学成为科学教师的课堂教学的一种共识。

三、把实验教学与实际生活紧密相联系，培养学生的兴趣

科学知识来源于生活，将实验教学与实际生活相结合，让学生参与实验全过程，发展观察、分类、测量、交流、推理等技能，也让学生亲身体验实验探究过程带来的乐趣。

实验过程中所用的材料能用实际生活的物品代替的最好用实物代替，不必借助专用的仪器。让真实的生活走进课堂教学，对学生学习兴趣的提高要远远多于沉默的仪器设备。

所有的实验材料与实验过程比如讲生物课，把某些实物直接把作为课堂教具远比模型有效。课堂上的实验教学与生活紧密接触，可以极大的提高学生的学习兴趣，促进学生课后自己开展各种与生活相关的实验。措施或方法：

1.改变目前实验教学只在课堂教学的模式，可以把学生带入工厂或者其他单位，在参观的同时进行教学。

2.每学期聘请工厂工人或者研究机构的工作人员来学校讲授一堂实验课。

3.鼓励学生自己动手参加实验教具的制作，让学生自己来上实验课。

四、认真执行探究性学习流程，杜绝把实验教学流于形式

实验教学要按照探究学习流程贯穿学习活动的始终。按照探究性学习的要求，即“确定研究课题——拟定初步计划——查找文献资料——修改研究课题——制定研究方案——选择实验设备——观察实验现象——读取实验数据——分析实验结果——写出实验报告——反思研究过程”。

在探究实验之前，教师要有明确的实验任务、具体的实验要求，把大多数时间留给学生。让学生在实验设计、操作、数据记录、分析等核心实验步骤中，加深对科学知识的理解，在潜移默化中建立学生科学认识论和方法论的“认知结构”，以培养学生的科学素养。

五、开展多项实验活动，建立交叉的实验教学方法

目前，中小学开展实验教学主要是课堂上的演示实验和学生的分组实验，这两种教学方法是最切合应试教育需要的方法。要实现新课标的要求，必须把课内、课外学生的动手实验充分结合起来。教师通过演示实验让学生掌握科学知识，把课堂学习知识与技能应用到更多探究与创新的课外活动中去，培训兴趣、享受快乐、省悟失败、总结经验，提高学生们发现问题、解决问题的能力。

因此，科学教师除了上好课堂上的实验课以外，要极力的鼓励学生的课外实验活动，可以为每堂课布置课外实验的作业，监督与检查课外实验的结果，并且以此作为学生平时科学课学习的形成性评价内容。

六、创建丰富的实验教学资源库

针对在改革初期，教育主管部门应该鼓励更多的教育研究机构，建设更多有关探究性实验课的网络资源、视频资源等。资源库的建设的主要内容是中小学科学课所需要的工具、材料、实验课设计方法、优秀自制教具、教学活动视频、学生的实验报告、学生的实验设计、实验课的评价方案、仪器的使用技能技巧、优秀的仪器推荐、科学教师专业发展、教学理论等。

（作者单位：北京市教育技术设备中心）