新课程理念下初中生物开放式实验室的建设与利用策略研究

作者简介：廖梦琳（1982～），女，汉族，广东广州人，广州市黄埔区玉岩实验学校，研究方向：初中生物学实验教学。

摘 要：随着新课程改革的推进，开放式实验教学以及开放式实验室的建设逐渐受到关注。在初中生物教育中，开放式实验室建设是新课程理念的重要体现，旨在培养学生的创新思维能力和核心素养。

关键词：开放式实验室；探究；实践

中图分类号：G633.91 文献标识码：A 文章编号：1673-8918（2023）47-0119-04

实验教学作为一种重要的教学手段，作为学生重要的学习环节，得到了广泛应用。开放式实验室并不陌生，在国内外大学阶段应用较多，中学阶段的开放式实验室正在探索阶段。笔者在中国知网以“中学开放实验室”为关键词进行搜索，结果为76篇学术期刊和硕士论文。中学和大学的开放式实验室在规模、设备、学生自主性、研究内容和教师角色等方面存在一些不同，但是它们共同的目标是为学生提供更广泛、更深入的学术体验，并培养学生的自主性和研究能力。

一、开放式实验室的建设和利用是必然趋势

生物学是以实验为基础的实践性学科，《义务教育生物学课程标准（2022年版）》（以下简称《课程标准》）在为这门课提供了指引之余，又给足了开放的思考空间。《课程标准》中提到“教学过程重实践”的理念，强调通过实验、探究类学习活动、跨学科实践活动，使学生在探究实践中得到长足的发展，成为创新型人才。因此，生物实验室不仅仅是为了完成教学任务而存在，更应该是学生探究和发现的地方。着力开放式实验室建设，将实验室资源整合优化，使实验室功能多元化，可以更好地支持教学，助力学生探究实践活动的开展。在初中阶段建设开放式实验室是必然的趋势。开放式生物实验室应实现“图书馆”式的管理、“科学馆”式的功能。

二、开放式生物实验室的建设

新课程理念下的初中生物开放式实验室建设和利用需要从多个方面入手，开发多元化的实验室功能，强调探究性学习，注重交互性和合作性，加强实验室管理和安全教育，并开展跨学科探究活动，以培养学生的创新思维、实践能力。文章主要从开放内容的设计、教师的角色和能力、学生参与程度、安全管理、器材管理这几个方面探讨如何进行开放式实验室的建设。

（一）开放内容的设计

根据学校的实际情况和课时安排，目前比较合适的开放时段是每天下午的第二课堂，或课后的延时服务托管时间，学生主要以兴趣课的形式参与。此外，参与人员容量过大，人员嘈杂，会增加管理难度和安全压力。因此，开放内容的设计需要考虑活动主题和形式、时间、场室、人员容量等方面因素，合理安排。

以我校为例，将活动内容分为三阶层次：初阶主要是展览、观看型活动，安排时间为周一；中阶主要是课内实验以及探究活动，安排时间为周二；高阶主要为跨学科、趣味性自选主题，安排在周三和周四。人员容量管理方面，初阶活动自由参加，无需预约，人满即止；中阶活动由各教师共同协商安排，高阶活动采用活动预告及学生预约制，控制好人员容量。某些活动如动物饲养、植物栽培等，开展后需持续进行照顾、观察和记录的，应做相应指导和安排。

对活动内容，会定期在学生群体中进行问卷调查，根据学生兴趣、需求而制订，持续增加和扩容。表1为我校部分正常开展的开放活动内容。

（二）教师的角色与能力

科任老师和实验室管理员具备一定的教育教学和实验技能，是开放式实验室最佳的管理者和指导者，能够有效地组织和引导学生学习。

教师在开放式实验室中的角色不仅仅是传统意义上的知识传授者，更应成为学生学习和成长的引导者和激励者，帮助学生探索自己的兴趣和未来发展方向，激发他们的学习兴趣和积极性。教师还要关注学生参与的过程和结果，帮助他们克服困难和问题，提高实践活动成效。只有教师有效地引导学生参与，才能平衡生物开放式实验室的互动性、趣味性和开放性。

首先，教师需具备较高的学科知识水平，能够熟练操作实验室器材，指导学生完成实验，及时给予反馈和评价。其次，教师需具备一定的创新意识和实验设计能力，能够根据学生的兴趣、各班實验课需求，设计并指导学生进行探究实践学习。在活动过程中，教师要尊重学生的个性和特点，根据学生的表现和需求进行个性化指导。再次，教师需具备较强的安全意识，及时发现和解决问题。最后，教师需要具备一定的团队协作和沟通能力，与科组成员、实验室管理人员、学校领导、学生家长等多方合作，共同推动开放式实验室的建设。

开放式生物实验室活动应纳入科组集体备课内容，科组成员实行团队协作，轮值管理，利用每周集体备课时间对活动情况进行规划和总结，同时进行必要培训，不断提升相应的素质和能力，提高管理水平，以适应开放式实验室的需求。

（三）学生参与程度

学生的参与程度是一个开放式生物实验室成功与否的标准之一。在开放式实验室中，学生可以自由地选择实验内容并参与实验活动。学生的参与程度取决于他们的兴趣和激情，也取决于他们能否找到自己的角色和目标。

首先，在设计开放内容时应该充分了解学生动向，考虑学生的个性、兴趣，适当扩容活动项目，设置多种学习方式，满足不同学生的需求和能力水平，以激励他们积极参与活动。因此，不定期开展问卷调查，了解、收集和听取学生的兴趣意向，并及时安排开放内容和主题是非常必要的。

其次，吸纳学生志愿者参与实验室管理，并在招募、培训、指导和激励等方面做好相应的准备和安排，可以辅助教师工作、减轻教师的管理压力，增强学生对实验室安全和设备使用的意识和责任感。志愿者在满足自己兴趣爱好体验的同时，也能在同学群体中起到宣传作用，带动更多学生参与。

（四）安全管理

在开放式实验室的建设和利用过程中，安全管理是非常重要的，教师需要给予足够的重视。建立应急预案，确定实验室的安全规则和操作指南，以便学生和教师遵守安全规范，确保学生和教师的生命安全和财产安全。考虑从以下几个方面着手加强实验室安全管理。

第一，增强师生安全和规范意识。制作明晰易懂的实验室安全教育微课，并通过校内可用屏幕进行播放宣传。利用实验室科普开放日活动加强宣传，可以设置“有奖问答”活动形式对学生进行简单考核，加深记忆。课任老师也要在平常教学中重点强调。

第二，开放式实验室使用过程中，教师和学生志愿者需加强巡视，并在需要时提供帮助和指导，确保所有使用者都遵守实验室规则和程序，对违规学生进行教育，行为恶劣者及时清退，以免影响其他学生，确保师生安全。

第三，对实验室进行定期检查和维护，排查实验室安全隐患（如水、电、器材等），确保实验室符合安全标准和规范。

第四，建立安全事故记录和事故分析制度，及时处理实验室内发生的安全事故，分析原因，加强管理，避免类似事故的再次发生。对较为严重的事故应及时上报，并进行必要的处理和善后工作。

（五）器材管理

器材管理方面，最基本的操作是对实验室器材进行科学分类和归档，建立器材借用和归还制度，以便教师和学生能够方便地找到需要的实验器材，防止器材丢失或损坏。

为方便探究实践活动的开展，对每个探究实践活动中可能用到的器材和用具进行成套打包处理，学生按自己的探究实践活动需求领取使用，活动结束后清点归还，并做好使用登记。以“制作和观察人口腔上皮细胞临时装片”这一实验活动为例，实验中就需要用到由载玻片、盖玻片、镊子、消毒牙签、生理盐水、吸水纸、碘液、纱布等组成的器具盒。

三、開放式生物实验室的利用效果

（一）实现了实验教学的课内外有机结合

在生物实验教学中，探究实践活动的开展往往受到时间、空间、器具、课程内容、课堂组织等方面的影响，很多活动项目是无法在课内完整呈现或完成的。

以《练习使用显微镜》实验操作课为例，可以设置分组管理，利用开放式实验室对小组长进行课前培训，培养小组长为教师的助手，对小组成员进行管理和指导，按照实验评价表逐项评价过关，教师巡视抽查。课后，对未掌握的同学利用开放式实验室反复操作，使其顺利过关。

开放式生物实验室为我们呈现了有所准备的“课前”、有序组织的“课中”、有始有终的“课后”，真正实现了实验教学的课内外有机结合。

（二）体现了“图书馆”式的管理、“科学馆”式的功能

开放式生物实验室的开设，优化了实验室管理，其开放性类似图书馆的管理方式，进一步活化了闲置的实验室资源，促进实验室功能多元开发，让学生进入开放式生物实验，获得身处科学馆般的体验。

（三）展现了探究实践自由的可行性和创新的可能性

开放式生物实验室开阔了学生探究和跨学科实践的空间，为学生的想法提供了变现平台，拓展了学生的学习深度，保护了学生“创新”的“星星之火”。创新，就应该让学生实现探究实践自由。

（四）发现了“生活中有科学，科学使生活更美好”的真理

在之前开展的以“艾草”为主题的一系列实践活动中，开放式生物实验室成为学生劳动教育的基地，学生在这里留下了美好回忆。从家庭表现来说，家长反映孩子在家更愿意参与劳动，更有家庭责任感，可以说是实现了“愿做”。于学生个人来讲，在亲手实践过程中感受到学以致用，思维拓展与动手操作能力相互促进，一定程度上实现了“能做”。从实践成果的呈现来看，学生实践的成品艾草膏、端午防蚊包、青团制作，艾灸理疗活，扦插探究实验等都非常受欢迎，师生都乐在其中，得到认可的学生有了深度探究的想法和劲头，实现了“乐做”。

四、开放式实验室的未来展望

（一）更智能

未来开放式实验室应具备更加智能化的实验室设备和管理系统，这需要学校、相关教育部门、社会的重视和大力支持。

（二）更融合

未来开放式实验室应整合所有学科资源，更多的跨学科的实验室合作，从个别学科的开放发展为大学科开放，真正实现跨学科探究实践。

（三）更开放

未来开放式实验室具有更多的在线资源和互动学习，可进行校与校、校与社会的交流。

总之，随着教育理念和科技的不断发展，开放式实验室作为一种新型的教学和学习方式，有着广阔的发展前景。未来，开放式实验室将会在多个方面不断得到创新和发展，能为教育和科技的融合提供更多的机会和可能。

参考文献：

［1］中华人民共和国教育部.义务教育生物学课程标准（2022年版）［S］.北京：北京师范大学出版社，2022.