关于中小学实验教学功能的讨论

艾伦

关于中小学实验教学功能的讨论

艾伦

在对实验教学传统功能定位和新时期人才需求分析的基础上，提出了将实验教学重新定位于学生多元能力培养上的观点，并对实验教学所涉及的多元能力进行了较为详细的介绍。通过分析实验教学的功能解释为什么需要实验教学的问题。

实验教学；能力为重；复合型能力；简单型能力

在本栏上一期刊出的《关于中小学实验教学概念的讨论》一文中，论述了中小学实验教学是什么的问题。以下将针对实验教学之功能进行讨论，其实就是为什么的问题，即为什么在中小学需要设置实验教学课程和重视实验教学。这一问题的提出，对于中小学实验教学的定位十分重要，有可能成为今后指导这方面工作和研究的关键。

一、实验教学的传统定位

实验教学的定位应由实验教学的本质决定，实验教学的本质则在于它的存在价值，而其存在价值由实验教学的功能体现。所以，对实验教学功能的认定非常重要。在传统的中小学教学中，一般认为实验教学的功能主要表现在以下三方面。

1.巩固知识说

通过学生实验进一步掌握课堂教学中教师讲授的理论知识。对于知识的获取程度，通常认为“听一遍不如做一遍”，学生对相关实验的操作，使其能够更加牢固地掌握课堂知识。中小学的实验教学并不独立于课堂教学，从教材内容安排上看，许多情况是在一个知识点的教学后伴随有一个相关内容的实验，教师会用一定的课堂时间组织学生操作这个实验。无论是达到教材安排的目的，还是实现教师教学设计的策略基本上都是为了使学生能够巩固刚刚学习过的课堂教学知识点。

2.验证理论说

用具体实验验证相关理论公式表达的正确性。这是中小学教学中经常使用的方法，也称为演绎法（从一般到特殊的方法），即先将知识的研究结论展示给学生，然后让学生通过实验验证这个结论的正确性。例如，物理学科进行自由落体运动规律相关内容教学时，往往是教师在课堂上先将落体高度（h）与地球重力加速度（g）以及下落时间（t）的关系式（h= 1/2 gt2）交代给学生，再通过实验验证这一公式。演绎验证理论知识对巩固课堂教学同样是有效的。

3.探究原理说

认为理论来源于实践，通过实验发现或归纳出理论。探究性（或探究式、探究型）实验教学（inquiry-based experiment teaching）是指采用科学探究的方法进行的实验教学活动。其特征是学习者在教师的指导下，通过相互协作，自行建立研究目标、自行设计实验过程、自行掌握和发现相应的原理与结论。其目的是使学生建立科学研究思想，掌握科学研究方法，提高科学研究能力。所以，相对于上述的验证性实验教学，依赖探究性实验的教学方法应该属于归纳法（从特殊到一般的方法）。探究性教学的概念早在20世纪50年代就由美国教育家杜威提出，此后颁布的《美国国家科学教育标准》对探究性学习进行了系统的界定和解释。［1］在我国，新一轮“课改”的新课程标准中则进一步提出了探究性实验教学的理念。2009年教育部制定了《中小学实验室规程》，强调了探究性实验教学对培养学生创新能力的重要作用。［2］而在2010年2月教育部颁布的《中小学理科实验室装备规范》中，则将科学探究实验室正式列入实验室系列。［3］至此，探究性实验教学就成为基础教育教学（特别是理科教学）中和实验室建设中追求的主要目标。

从上述分析可见，这3种实验教学功能基本上都以学生掌握知识为目的，我们称其为“知识本位”的实验教学。学生在校期间不仅要获取丰富知识，还要提高各种能力，同时养成崇高道德；因此，中小学实验教学的功能有必要进一步发展和扩充，跳出“知识本位”的束缚，在人才培养上起到更加重要的作用。

二、实验教学的重新定位

中小学实验教学的重新定位并不是对上述实验教学传统功能的否定，而恰恰是在巩固和发展了上述传统功能的基础上提出的更高要求。实验教学必须考虑学生能力培养的问题。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》第二十八章关于加快教育改革发展方面，对教育提出了“育人为本”和“德育为先、能力为重”的要求。“育人为本”要求我们的教育必须以培养人才为主要目的，“德育为先”要求培养的人才必须能够全心全意为祖国和人民服务，而“能力为重”其实是为学生除应试能力以外的其他各方面能力培养提出了更高的要求。在目前仍然存在高考制度的现实情况下，一名学生的应试能力不强则意味着他不是一个好学生，不能培养出具有强应试能力学生的学校也不是一所好学校。但是，如果培养出的人只具有应试能力而其他方面的能力都很弱，就使我们的育人工作失去了正确的目标。素质教育与应试教育并不矛盾，提倡素质教育反对的是“唯应试教育”，在学生的多元能力目标中包括应试能力。但是，在校教育在培养学生的应试能力方面具有最丰富的经验，其他方面能力的培养则存在大量问题，例如：多元能力都包括哪些、为什么需要这些方面的能力、怎样培养这些能力等。“能力为重”是根据我国现代教育的国情提出的应对措施，在具体实施时必须首先将概念厘清。

从我国的学生现状和人才需求角度分析，最需要培养的能力应该是创新能力。但是我们必须清晰地认识到，创新能力是一种复合型能力，它是由许多简单型能力综合而成的。这就像人们经常说到的机动车驾驶能力，这也是一种复合型能力，它是由车辆机械操作能力、路况观察能力、路人行为判断能力、交通规则记忆与应用能力等简单型能力综合而成。创新能力既然是一种复合型能力，则对学生创新能力的培养往往不是通过某一项活动就可以达成的。所以，对创新能力进行分解，并针对分解后的各个简单型能力设计相应的教学活动，这样才是一种科学的态度、科学的方法。

基础教育阶段的学生以参加学校教育教学活动为主，学生的知识获得与能力培养基本都在这些活动中实现。学校的教育教学活动主要有以下几种方式。

（1）教师讲授为主要形式的课堂教学，这是以学生获取知识为主要目的的教学方式。

（2）学生亲自参与活动为主的教学，这是以培养学生能力为主要目的的教学方式。例如：音乐课（演唱能力等）、美术课（绘画能力等）、体育课（体能）、技术类课程（动手能力等）以及其他各种类型的实验课。

（3）有组织的课余活动。例如：兴趣小组、参观活动、社会实践等。

其中，各种类型的实验课由教育部颁布的《中小学实验室规程》规定：“本规程所指实验室包括：中学理科实验室、通用技术实验室、小学科学（自然）实验室、艺术专用教室、历史地理专用教室、实践活动室和开设其他课程需要的专用教室等。”于是，实验教学的概念要比以前宽泛得多，而实验教学的功能则从传统的“知识本位”开始转向“能力本位”，即以培养学生多元能力为主要教学目标。

三、实验教学涉及他的能力

以上论述了中小学实验教学的功能应该定位在学生能力培养方面，而能力又分为复合型能力与简单型能力，为使通过实验教学提高学生的能力具有可操作性，与实验教学相关的能力必须是简单型能力。将复合型能力分解为简单型能力是十分重要的工作，而能力分解涉及能力分类问题。对于能力分类，不同的研究对象与目的，存在诸多完全不同的描述方法。一般在教育心理学范围内，将人的能力分为两大类，即能力倾向和技能，并且认为能力倾向是人先天具有的，而技能则是后天培养的。在韩永昌主编的《心理学》一书中，作者将能力按照3种方式进行分类：一般能力与特殊能力，再造能力与创造能力，认识能力、操作能力与社交能力。［4］美国教育心理学家霍华德·加德纳针对儿童教育，提出了著名的多元智能理论，他将儿童的智能分为8个方面：语言智能、数学逻辑智能、空间智能、身体动觉智能、音乐智能、人际智能、自我认知智能、自然认知智能。所有这些分类都是希望将复杂的能力简单化，使其更容易描述、测量、控制。

学生创新能力的培养是教育教学改革的终极目标，但如前所述，创新能力属于复合型能力，只有将创新能力分解为简单型能力逐项培养，这个终极目标才可能达成。在实验教学中能够涉及的与创新能力相关的简单型能力可分为11种，分别为：观察能力、分析能力、综合能力、逻辑思维能力、设计能力、知识迁移能力、方法创造能力、思想实验能力、动手能力、独立完成任务的能力以及协作完成任务的能力。这11种能力还可以分为三大类，分别为：认知能力类、创造能力类、操作与社交能力类。它们之间又可以建立起以下关系。

（1）认知能力类：包括观察能力、分析能力、综合能力、逻辑思维能力共4种。

（2）创造能力类：包括设计能力、知识迁移能力、方法创造能力、思想实验能力共4种。

（3）操作与社交能力类：包括动手能力、独立完成任务的能力、协作完成任务的能力共3种。

在今后的讨论中，我们将会对每一种能力的意义、特点、关系等问题作详细分析。

这里需要强调的是并非通过一门实验课程甚至一节实验课就能够解决所有的能力问题。而往往是一门课程相关的实验课教学仅仅针对一种能力，例如：一些化学学科实验中更加关注学生的分析能力，大部分生物学科实验都关注学生的观察能力，信息技术课程的上机实验关注学生的综合能力培养，通用技术实验教学更关注学生的设计能力，而几乎所有课程的实验都强调学生在动手能力方面的培养。另外，各种能力的提高又是与实践经验高度相关的，因此设想通过一两个实验就能解决学生能力问题是非常不实际的。设计并组织好每一个实验课程，充分利用实验课程的教学环境，是学生各种能力得到提高的有力保障。

四、为什么需要研究实验教学

在讨论了在校教育为什么需要实验教学后，在这里进一步说明为什么需要研究实验教学。对于中小学教师来说，重新定位于能力培养的实验教学是一个新课题。人们已经十分熟悉如何做“知识本位”课堂教学的教学设计，但是对“能力本位”的实验教学的教学设计还非常生疏。另外，影响学生各种能力的主要因素都有哪些？为了使得学生某种能力提高我们需要控制哪些教学变量？对于学生能力是否提高我们应该如何评价？这一系列问题都是需要认真对待和仔细研究的。没有这些研究成果作保障，通过实验教学解决学生能力问题就只是空谈而已。

五、结束语

以上通过对实验教学功能的讨论解决了为什么需要实验教学和为什么需要研究实验教学的问题。今后，我们将进一步讨论中小学实验教学课程需要做什么和怎么做的问题，而这些问题不是一两篇文章就能够论述清楚的，它们构成了一个较为庞大的知识体系，在后续的讨论中我们要给出详细而确切的分析结果。

［1］ National Research Council. The National Science Education Standards ［S］. Washington DC： The National Academy Press，1996.

［2］ 教育部.中小学实验室规程［Z］.2009.

［3］ 教育部.中小学理科实验室装备规范［Z］.2010.

［4］ 韩永昌.心理学［M］.上海：华东师范大学出版社，1993：235.

作者信息

艾伦，教授，本刊特约撰稿人。首都师范大学，100048

The Function of Experiment Teaching in Primary and Middle Schools

Ai Lun

Through the analysis of the traditional experimental teaching and through the analysis of talent demand in new period, the experimental teaching to cultivate the ability of students in the re positioning of multiple point of view, multiple ability of experimental teaching and involved in detail. To explain why the need to experiment teaching problems through the analysis of the function of experimental teaching.

experimental teaching; pay attention to ability; compound ability; single ability