初探如何加强我国中学实验教学

王剑

（广东实验中学化学科 广东广州 510375）

初探如何加强我国中学实验教学

王剑

（广东实验中学化学科 广东广州 510375）

我国在学生学习实验理论知识和培养学生基本技能方面有一定的优势，但在激发学生学习兴趣，培养学生的独创精神和动手、动脑能力方面比较薄弱，培养出很多"高分低能"的理论人才；中学实验教学研究已有相关的文献报告，本文结合我国实际情况与借鉴发达国家中学、高校在实验教学的成功经验的基础上提出了加强我国中学实验教学的措施。

实验教学 素质教育 基本技能

前言

实验教学以几十年一贯制，被人冷落，被人遗忘，步履维艰，停滞不前，严重制约了整体的教学改革，使教育改革缺乏了系统性、完整性和彻底性，也严重影响了素质教育的推进，因此中学实验教学改革势在必行；目前我国在学生学习实验理论知识和培养学生基本技能方面有一定的优势，但在激发学生学习兴趣，培养学生的独创精神和动手、动脑能力方面比较薄弱，培养出很多“高分低能”的理论人才。

一、实验教学国内外研究现状

1.实验教学的涵义

实验是人类认识世界的一种重要活动，是进行科研研究的基础，科学理论则是建立在实验基础上的一套严密的逻辑结构体系；新课程标准改革的重心是培养学生的创新能力和实践能力，实验教学正是学生上述能力培养的重要环节；随着现代教育制度、高考制度的改革及教育观念的更新，人们对于中学化学实验教学的要求不能只停留在应试的阶段，而应更加注重全方位地开发中学生的潜能，有目的、有意识地培养他们的科学素养。

2.国外中学理科实验教学的目的和特点

国外中学理科实验教学的目的具有三个显著特点：第一，非常重视通过实验来对学生进行科学方法教育［1］，尤其是实验方法论教育；第二，加强对学生实验过程技能和能力的培养，且项目具体、全面，体现了探究性和创造性教育思想；第三，注意培养学生的科学自由观。国外中学理科实验教学有以下特点。

2.1 学生亲自动手做实验的机会多。比如，英国中学低年级物理教学中每节课平均有2一3个学生实验。再如，美国《化学基础》的实验课本中编人了67个实验，美国《现代化学》的实验课本中编入了65个实验。

2.2 实验类型丰富灵活。比如，日本高中现行教材［2］《物理lA》中，除演示实验外，还有观察实验、课题实验、制作实验、课题研究、讨论题目、观赏实验和进行课题研究等。

2.3 十分重视运用实验探究活动来培养学生的科学探究能力和态度，进行科学方法教育。一是增大探索性实验的比重。二是运用实验课题研究教学方式。

2.4 注重渗透STS教育。比如，联合国教科文组织提供的《中学化学实验资料》中就选入了与“家庭生活中的化学”、“臭氧空洞”、“酸雨”、“温室效应”、“汽车尾气处理”等相关的渗透STS教育的实验。

3.英国的实验教学

英国的课程要求中明确规定了物理课中实验课的节数［3］，所以除去正常的物理课教学外，每周必须有2节课训练学生的实验技能.英国的高考要分2次在2年中进行，而实验是这2年中都要必须考查的内容，在第一年的考试（AS考试）中，要求学生根据提供的实验要求设计表格，通过实验获得实验数据并对实验数据进行处理.第二年的考试（A2考试）中，学生不要求进行实际实验操作：第一部分会要求学生进行实验设计以完成题目的要求，去验证一种物理学量化理论；第二部分会给出已知的实验结果，学生通过更复杂的数据分析以获得实验结论。

英国实验课设计充分发挥了学生的主动性，从设计图表，分析数据，误差分析，到结论陈述，很像大学物理论文的获得过程，而中国的实验书中，很多情况下，会将要测量的物理量表格列好，学生只要填数据即可，然后大部分情况下会由计算获得结果，而误差的量化分析这一部分内容更是到了大学才进行学习，这种情况下，学生对误差的理解会有局限，而且也会减弱实验课对学生主观能动性的培养，希望本文可以给各位物理教师提供可以借鉴的经验。

当然，这与国情有关，英国的教室大，学生少，实验仪器就放在教室里，教室里有水池，每个学生座位都安有插座，这些都为实验准备了条件，而我国班级学生多，教室和实验室分开，所以，学生很少有做实验的机会，学物理变成了离开实践的文本学习，不是读书就是做题。这样的教学培养［4］出来的学生没有操作能力和用实验探究问题的习惯，何谈创新与创造，出校门很快就把学校里见到的木块、斜面、小球等习题模型忘得一干二净。

二、实验教学存在的问题

1.对实验教学重要性的认识程度不够

对实验教学缺乏必要的思想认识，受陈旧教育思想的影响和升学率的左右，一些学校有意无意的把实验教学排除在主要工作议程之外（中学实验教学现状及对策，毛照江）；在传统教学体系中实验教学被看做理论教学的附属，实验课学时比较模糊，弹性大，考核比较随意，没有形成完整的实验教学体系。陈旧的教学内容，落后的仪器设备无法适应开放教学的需要，更不能激发学生的实验积极性。

2.实验教学模式陈旧

任课教师根据教材进度写好实验通知单［5］，提前通知实验教师准备好要做的实验，上课时学生根据老师讲过的内容或教材中叙述的原理进行实验。

这种实验教学模式不符合学生的认知规律，不符合探究事物的规律，不具有实验的科学性。特别是某些学生实验从内容和形式上称不上真正的实验教学，只能算一节活动操作课，在初中物理新教材中，我们以前认为是实验内容的，现在就称为活动。这种实验教学模式不能适应现代化的要求，无法与国际接轨。目前国际上实验教学已走向开放性，而我国由于受经济条件和观念的制约，实验教学还处于封闭或半封闭状态，开放实验室只是部分学生和部分时间，开放实验室不能落到实处。另外所有器材放在仪器室内，学生需要做课本上的什么实验，实验教师就准备什么实验，这样器材的使用既不方便又增加了实验教师的劳动强度，甚至降低了工作和仪器的使用效率，也是资源的浪费。经常使用的器材就像我们天天使用的钢笔一样，应该放在方便的地方。因此不应该锁在仪器室内。这些问题需要观念的转变，不能因为怕坏而舍去更大的利益，何况随着人的素质的提高，人为丢失和破坏是很少见的，因而不能因为自己的心理因素而改变正确的做法。

3.实验室使用率低

目前中学实验室管理只为教学计划的执行负责，为学生掌握书本知识而设置的实验服务，实验室的设置、实验室管理人员的安排、器材装备、使用和存放都是围绕如何执行教学计划运转，教学计划从不安排学生利用学校实验仪器进行自主实验，长期以来使广大学生探索和创新精神得不到充分发展，占有学校重量级教育资源的实验设备没有充分的发挥作用。开放实验室，是当今教育提倡的创造性、研究性学习的一种需要。

4.实验器材配备不足

受经济和观念的影响，大多数学校的实验器材配备存在不同程度的短缺，特别是经济落后的、偏远的农村中学情况更加严重.大多数实验在课堂和实验室无法进行。尽管教师也自己动手制作一些简单的实验仪器，但这只是杯水车薪，无法从根本上解决实验教学仪器短缺的大问题。

5.实验教学队伍的素质和数量不足

由于我国长期以来对实验教学重视程度不够，实验技术人员的配备合理，学历层次、知识结构不适应开放实验对教和实验技术人员提出的更高要求。另一方面，从工作时间加长，工作量增大。实验室技术员数量明显不足，所以，实验教学队伍的素质和量问题是制约实验室开放的一个重要因素。

三、实验教学的相关措施

1.优化过程管理，发挥实验室整体效益

为了充分利用学校现有的仪器设备，发挥实验室在实验教学中的作用，学校加强了对实验室和实验教学的领导与管理。学校成立了有校长、主管教学的副校长、教导处一名主任、实验室负责人组成的实验教学领导小组，形成了校、处、室三位一体的管理体制。为了做到管理有章可循，学校制订了规章制度。为使管理落到实处，我们除制订了各级目标管理细则外，还对实验教学实施分层管理：即校级—处级—教研组、实验室—实验员、任课教师、授课班级。学校将实验课纳入学校开展的班级千分竞赛评比，实验课的好坏将制约着班级在年终评比中的等第。实验室根据学校千分竞赛的要求，设计制定了实验课堂教学评定表，评定表着重对学生在实验课中的素质严格要求，同时对学生在实验课中的课堂纪律、卫生习惯、操作规程、仪器损坏、实验整理等项分别进行量化计分。

2.配有德才兼备的实验员是搞好实验教学的重要环节

实验员的思想品德和工作态度在实验室的管理中起着重要作用，实验员除了具有一定的专业水平外，更重要的是对教学服务的精神，要保证实验教学的正常开展，实验员必须提前做好实验准备工作，要求实验员熟悉教材，熟悉仪器，做到周密、细致、耐心。实验员要当好教师的助手，配合教师指导学生实验，实验员必须具有较高的理论水平和较强的实验能力，在完成管理工作和日常工作的前提下，实验员应把精力投入到实验研究上，在攻克难点实验，填补空白实验，研制教具上下功夫，为提高实验教学质量发挥作用。为了使实验员能更好的发挥作用，学校领导、教师都要关心、支持实验员的工作，教育广大中学生应尊重实验员的人格和劳动。

3.注重实验的层次性

美国高校工科的基础实验阶段分为三步走，即第一步，由实验技术人员指导学生主要进行常用实验仪器的使用学习和训练，掌握基本的实验技能、实验方法；第二步，由教师指导学生利用基础阶段已掌握的基本知识和技能，进一步学习和掌握典型的实际应用的实验、仿真模拟实验等；第三步是学生的设计性实验。美国高校的实验教学类型和实验教学过程分层次进行。工科实验教学从博士生层次，一直延伸到本科、专科层次。每个教学层次都有各自的教学大纲和模式。层次越高，设计研究和学生独立性的成分越多。英国高等学校化学实验教学与我们国内相近，如牛津大学，大一、大二学生的实验教学主要在学校的实验室进行，对大一学生有预先安排好的实验内容和操作步骤，而且规定必做的实验个数。对大二以至大三的学生，要求学生自己动脑设计实验的内容和程序。

实验的分层教学法符合学生学习知识的循序渐进的规律，为此笔者提出如下的中学实验教学分层教学方法：

第一步：掌握实验技能、实验方式，在每个学期初由实验教师上关于本学期常用实验仪器的使用学习和训练课，掌握基本的实验技能、实验方式；

第二步：掌握学科知识，根据教学需要，科任教师指导学生进行实验基本知识的讲授，并通过演示、分组实验学习和掌握典型的实验应用实验；

第三步：运用所学知识，让学生把所学习的知识运用到现实生活中，通过设定实验目的，让学生自备实验器材，通过小组合作方式进行实验，总结实验。

4.发挥学生在实验教学与实验室管理中的作用

日本高校实验室工作人员呈递减趋势，学校充分利用了部分研究生进行实验室管理工作。英国让在读研究生参与本科生的实验教学和管理，以及实验室的管理工作。德国的实验课的实验指导老师通常由在读博士研究生担任，人员的安排非常精简。

5.注重实验教学，加强实验教学考核

在英国，有些高校实验考核的办法是：每个学生必须完成并达到一定的分数，修满学分为合格，否则为不合格，没有其他等级［6］，也没有百分制。在德国，单个实验结束后，由实验指导老师负责小口试；全部实验结束后，在实验负责老师处进行口试 （内容包括所有实验）。德国的德累斯顿大学（Dresden University）和以色列巴伊兰大学（Bar-Ilan University）的教材是一大堆的问题，让学生自己去找参考书回答，这些问题既包括实验原理，也包括实验步骤。在日本，学校要求学生在处理实验数据时，必须先到机房验证是否合理，否则就要重做；在千叶大学，学生完成实验后，必须逐一经过实验指导教师检查和口试，通过后才可以做实验报告。

6.通过实验教学培养中学生非智力因素

实验教学是培养学生把理论知识运用于实践中的主要教学形式，其特点是实践性，即动手实验能力的培养。我国学生与国外学生相比，从考试成绩看，其理论知识水平都是很高的，说明我国学生的智力因素不差。但我国学生独立工作能力、动手能力、创新能力同国外学生相比，有较大的差距，这与我们实验教学目标、课程设置和教学方法有很大关系。长期以来，我们在实验教学中，比较注重学生的观察力、分析问题、解决问题的能力等智力因素的培养，对实验动机、兴趣、意志等非智力因素重视不够，大学生的身心健康得不到全面发展。具体措施如下：

6.1 改革实验教学目标，培养学生良好的动机；

6.2 改革实验教学手段，提高学生对实验的兴趣；

6.3 改革实验教学方法，培养学生坚忍不拔的意志；

6.4 在实验教学中重视情感效应，营造融洽的师生关系；

6.5 在实验教学中培养学生良好的性格。

四、结论

发达国家在实验教学改革上做出了很多有益的探索，这为我国实验教学改革提供了很好的经验借鉴。但是，发达国家的这些改革是与其自身的实际相契合的，从而能保障改革的顺利实施。因此，我国培养应用型人才要在借鉴他们有益经验的基础上结合自身实际来进行实验教学改革。

［1］董志学.美国各州公立学校教育系统［J］.世界教育信息.2007（11）

［2］陶贵德.新课程标准下化学实验教学模式改革的探讨 ［J］.皖西学院学报.2007（05）

［3］聂传虎.网络背景下的实验教学模式［J］.网络科技时代.2007（18）

［4］陈娴，梁玲，梁寒冰.从改革后的新教材看美国中学物理实验教学的主要特点及发展 趋势［J］.课程.教材.教法.2007（04）

［5］闵素安.建立化学实验教学档案的尝试［J］.化学教育.1997（06）

［6］黄若海，李兆平.以“卤素”为例谈谈实验教学中的几点尝试［J］.化学教育.1998（05）