我国中学实验教学研究综述

周琼 王冰

摘 要：根据对文献的查阅和整理，首先对国外的实验教学研究理论进程进行了概述，然后从对比思考和研究实践两个方面对国内的实验教学研究进行了梳理，为其他教师进行中学实验教学方面的研究提供了一定程度的参考。

关键词：中学教学；实验教学；研究综述

随着我国“中国制造2025”计划的开展，国家关于人才方面的需求也越来越紧迫。如何培养出具有科学素养的高素质人才，如何完善人才的培养步骤，一直是整个教育界都在思考的问题。另外，理科学科作为自然科学的基础学科，其对于国家发展的重要性不言而喻，而实验教学是理科学科的主要教学部分之一，也是实现教学目标的重要途径。所以完善对实验教学的改革，不仅能够帮助我国教育更进一步地发展，更对我国人才培养有着重大意义。

一、国外研究综述

自古以来，科学技术水平一直都是一个国家综合国力的重要表现，而科学技术的进步离不开人才的推动，所以对人才的培养，尤其是对理科类人才的培养，一直都是相关教育改革的重中之重。从19世纪80年代开始，国际上关于人才教育的竞争就已经被人们所重视，在1894年，美国教学协会率先强调了实验教学的必要性，并且号召各大院校进行实验，以此为学生进一步适应高等教育打下基础，但是并没有进行系统性的研究。

后来美国教育学家杜威（J.Deway）基于实验教学的成果，在1909年首次提出了“理解学习过程中原理知识和实验探究同等重要”这一概念，并在之后的一年将其拓展为著名的“思想五步说”，并编著到当时的实验教材中，后来到了1916年，杜威在《普通科学季刊》中发表了一篇名为《科学教学中的方法》的文章，正式将其命名为“科学方法论”，从此美国教育界正式对实验教学开始了研究。

同时代的英国也开始了相应的实验教学探索，在1898年英国教育学家阿姆斯特朗（H.E.Armsstrong）发表的论文中，详细阐述了“只有通过观察和实验才能对事物的规律进行探究，从而明白科学的本质”这一观点。阿姆斯特朗将实验和主动探究进行结合，针对发现式实验这一关键进行了深入研究，并形成了实验探究教学概念的基础。

之后美国科学家施瓦布（J.J.Schwab）发表了《作为探究的科学教学》一文，对探究方法进行了全面的拓展和深入的研究，使得实验教学在前人的基础上得到了实质性的进步，《作为探究的科学教学》最主要的内容就是组织学生进行相应的实验调查研究，让学生对实验调查对象进行深入的探索，同时让学生对于原始数据的调查难度有所认知。在学生完成调查后要求其对探究计划进行阐述，并对调查和探究过程中遇到的种种问题进行讨论和复述。施瓦布也将他的理论应用到了生物教材的编著之中，单独设计了“诱导探究”（Invitations to Enquiry）活动单元，即通过给学生一组相关联的数据，来让学生对数据进行解析，并对核心概念得出相应的结论。而日本的一些学者也在施瓦布理论的基础上提出了引导发现和引导探究的说法，对教师的作用进行了强调。

而从20世纪80年代开始，世界各国关于人才教育的竞争进入了白热化的阶段，各国纷纷就理科教育开展了一系列的实验探究改革。在1990年美国科学教育研究会率先提出了《2063计划》，在1996年美国国家研究理事会提出《美国国家科学教育标准》，两者都强调了科学学科的本质和探究实验的重要性，在1997年10月，美国物理教师协会重新对科学学科本质进行了阐明，对物理实验教学的目标进行了详细的定义，分别为掌握学习基本物理概念、懂得利用实验工具分析实验数据、培养合作学习技能和掌握实验操作程序。

在大洋彼岸的其他国家也纷纷加快了实验教学领域的探究步伐，首先法國在1996年的时候也设置了相关的规定，围绕着“适度发挥学生创造力”课程方面设置了10%课时的必修课程，要求学生在教师的指导下以两到三人为一组的方式进行学科已有成果的批判性研究，强调对学生独立思考能力的锻炼。而英国也在1998年颁布了《改革教育法案》，将锻炼学生科学探究能力作为教学的主体。德国也在九十年代设立了综合课这一特殊课程形式，主要的内容涉及生产生活的方方面面，其针对性和实践性都非常强，从汽车到生活健康无所不包。

同样在1998年，日本依照西方教育理念对中小学生课程计划进行了改进，在科学完备的基础上规范了课程设计，并且所有的学校都统一使用国家实验仪器设备，不再按照国家标准和省级标准进行区分，并且对全国学生的实验课程进行了整齐规划。因为日本的实验学科教育主要集中在建立理论和日常生活的联系上，所以规划后的实验课程非常注重对于青少年创新思维能力和解决问题能力的培养。

进入新世纪以来，发达国家继续对实验教学的探究能力进行深化和拓展，其中较为突出的成就是2006年美国教育学界提出了一种对“如何高效获得知识、技巧和理解力”的研究，并依据此研究将实验教学分为解说式、总量本位式、发现式和探究式四种模式。在2007年，美国科学协会（NSTA）对中学理科教师实验教学的现状进行了调查，并依据调查结果针对性地给出了解决对策和优化建议。

二、国内研究综述

国内的研究主要围绕着对实验教学研究的比较思考和实验教学的研究实践两个方面。一方面，国内的中学实验教学起步晚于西方，所以部分学者在对比中外的改革基础上，进行了实验教学的比较研究。

比如郑长龙在《化学实验教学新视野》一书中指出，只有对化学实验理论体系、探究能力构成要素和目标的培养等进行了系统研究，才能保证实验教学的顺利开展；陈荷盈在《美国中学实验教学的初步研究》中对美国实验教学的现状和特点进行了总结归纳，对实验教学在理科学科中的作用和局限进行了细致的探明，为我国理科实验教学的开展提供了借鉴；宋乃庆和徐学福在《20世纪探究教学理论的发展及启示》中，从宏观角度出发，对整个20世纪的实验教学理论发展进行了总结和归纳，并且对我国教学中对实验探究教学的认知偏差进行了分析；彭蜀晋和林长春在《中外理科实验教学比较思考》中，通过比较不同国家理科实验教学的特点和目的，对理科实验教学的规律进行总结；毕华林在《化学新材料开发和使用》中，结合具体案例的理论实践来对学生科学思维的训练、操作技能的发展和探究能力的培养进行全面分析，并对学生实验能力培养的外在环境进行了严格的分析；靳玉勒在《探究教学的实施：理念与策略》中，从学生的感知和心理因素出发，主张通过科学的思维训练，来对学生的技能探究能力和操作技能的发展进行培养。

另一方面，从20世纪80年代开始，我国也逐渐接触到了国际上关于实验教学的研究，并以此为契机开始了实验教学的研究活动。比如早期在上海青浦县实验中学，教师就针对“活动—发展”教学改革进行了相关实验，并由此总结出了实验教学经验和传统教学的局限点；山东潍坊三中开展了关于“线索法”的化学实验教学，让学生自行根据基本概念、理论和知识等线索来进行实验的学习等等。

根据这些实践教学的研究成果，张立杰在《探究性生物实验教学中学生创造能力的培养》一文中谈到，在生物学科教学中，探究性实验教学在很大程度上培养了学生的动手动脑能力，让他们从以前观察教师实验结果，按要求实验，走向自己动手动脑设计实验方案，选择实验器材，进行实验操作，使他们感受到新课程的美丽，引领他们走向探究学习的轨道，为培养学生的综合分析能力和创造力提供了更好的方式和途径。

陶大跃在《浅探科学素养与中学科学教育》中指出，我国的基础教育课程改革强调科学探究，强调让学生亲历科学，在体验中学习，这种新型学习方式的提倡，意在改变传统单纯接受式的被动学习方式，从经历这种结论得到的过程和懂得获取的方法。姜丽对理科教学中的科学探究性进行研究，并形成《理科教学中的科学探究性学习》一文。她认为在理科各科的国家课程标准中，特别强调学生学习方式的改善。物理、化学、生物等理科课程突出了科学探究的学习方式，旨在让学生通过手脑并用的探究活动，学习科学知识和方法，增进对科学的理解，体验探究的乐趣。

STS教育史是近年来世界各国科学教育改革中形成的一种新科学教育构想，它强调科学、技术和社会三者之间的相互影响。吕鹏在《农村中学实施STS教育初探》一文中，结合自己曾从事的生物教学，指出“生物科学教育以提高每个学生的科学素养为总目标”，生物教学特别是生物实验教学将与社会生产、社会发展和日常生活密切相关的生物技术渗透到生物教育中。科学发展史、生物学领域的最新研究成果以及科学家严谨治学的态度等都于生物实验教学中淋漓展现。

理科实验教学更易融合科学素质教育理念。刘宗寅在《科学素质教育的特点、内容与实施》研究中指出，科学素质教育是一种“求真”的教育，它着力于培养学生运用唯物辩证法的思想与观点来分析和解决问题的能力，引导学生以科学的态度去观察、解释和描述客观事物，使他们逐渐形成科学的世界观和方法论。它重视增强学生的科学观念和科学应用意识，使他们善于捕捉科技信息并进行信息交流，善于自我学习、自我发展，以适应社会进步的要求。而理科实验教学也正是以“求真”方式引导学生去探求科学的奥秘。

总而言之，从中学实验教学相关文献的调查结果可以看出，世界上的主要国家都在积极开展对中学实验教学的研究，并且都取得了令人瞩目的成果。但中学实验教学仍然还是受到了具体教育环境、学校设施器材、教育部门关注程度等外在环境的影响，仅就我国来说，很多学校的实验教学仍然只是流于表面的形式化教学，并没有针对权威的教学理论来对实验教学进行教学设计，所以规范教学观念，针对实际教学环境进行教学实验的改进和弥补，灵活运用教学研究成果，才能够真正实现中学实验教学的提高。

参考文献：

[1]牟其善.中美中学物理实验教学比较[J].山东教育科研，1997（1）：78-79.

[2]陳荷盈.美国中学实验教学的初步研究[D].福建师范大学，2008.

[3]周壮.中外中学物理实验教学的比较[D].山东师范大学，2012.

[4]王晓静.中学生物实验教学现状的调查与分析[D].河南大学，2013.

编辑 赵飞飞