運用“開放實驗室”提高教師實驗教學與開發(fā)能力

許霏鴻

摘 要 闡述了“開放實驗室”作為一種教學平臺，能夠在開放環(huán)境下促進師生參與實驗研究。文章試圖探討通過運用“開放實驗室”，提高教師實驗教學與開發(fā)能力，促進中學實驗的教學。

關(guān)鍵詞 開放實驗室 實驗教學 實驗開發(fā)

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 A

1 中學實驗教學的現(xiàn)狀分析

實驗課在中學生物學教學中開出率不高，一方面是學校的實驗室建設(shè)中缺少實驗器材等，而無法開展實驗教學；另一方面，是因為教師對實驗的認識存在誤區(qū)，認為“做實驗不如講實驗，講實驗不如背實驗”。另外，教師的實驗教學能力也有所欠缺。

教師的實驗教學能力不足，可導致實驗教學出現(xiàn)偏差：

（1） 忽視實驗對學生學習的作用。

在科學方法和科學態(tài)度教育方面，實驗要求低，導致教師對實驗教學重視不夠，絕大多數(shù)照搬書本，不能深入探討應用實驗教學提高學生能力，樹立創(chuàng)新意識。更有部分教師錯誤地認為：“做實驗不如講實驗，講實驗不如背實驗?！苯處煂幙稍谡n堂上通過板書畫實驗、運用多媒體講實驗，也不愿讓學生親身參與實驗。

（2） 過于強調(diào)實驗的原則、步驟和結(jié)果。

為迎合考試要求，教師往往在實驗原理、步驟上反復強調(diào)，甚至直接給出了正確的實驗結(jié)果。教師的這種過分強調(diào)會使學生在整個實驗過程循規(guī)蹈矩，縮手縮腳，容易忽視了錯誤的實驗結(jié)果帶來的實驗價值，難以發(fā)揮學生想象力，提高推理、創(chuàng)造與總結(jié)能力。

（3） 忽視思想方法教育。

在實驗過程中，教師往往重視學生的動手表現(xiàn)，而忽視對學生分析問題、解決問題和創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)。學生習慣于得到現(xiàn)成結(jié)論，而不重視結(jié)論的形成過程。在對實驗操作失誤進行分析時，學生往往無從下手，因為并沒有嘗試過、沒有遇到過類似問題。這也正是長期忽視思想方法教育所帶來的后果。

基于以上分析，為提高中學的實驗教學質(zhì)量，除了進行實驗室建設(shè)以外，還要努力培養(yǎng)一支具有高素質(zhì)的實驗教師隊伍，提高實驗教學與開發(fā)能力。

為適應國家對創(chuàng)新人才的培養(yǎng)要求，提高學生的實踐與創(chuàng)新能力，眾多學校嘗試開放實驗室，使學生和教師不受時間、空間的限制，自由地開展實驗研究。開放實驗室為學生的學習提供了一個很好的平臺，同時教師在參與開放實驗室的建設(shè)以及指導學生實驗的過程中，也能提高自身的專業(yè)素養(yǎng)。

2 “開放實驗室”下提高教師實驗教學能力

2.1 轉(zhuǎn)變思想觀念

傳統(tǒng)的實驗教學重理論、輕實驗，重模仿、輕獨創(chuàng)，注重知識的傳授，忽略學生的自主、合作、探究的學習過程?！伴_放實驗室”的教學不同于傳統(tǒng)的實驗教學，是在課標要求基礎(chǔ)上的提升，要求教師在充分理解新課程標準實施的目的、意義和教學要求基礎(chǔ)上，充分認識實驗教學對培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力方面的重要作用。教師要樹立起教育不僅僅是傳授知識，更是讓學生學會求知、學會與他人相處、學會生存和發(fā)展的現(xiàn)代教育觀。

（1） 教師要正視實驗教學。

新課標所提出的三維教學目標要求教師在傳授知識的基礎(chǔ)上，重視對學生能力、情感、態(tài)度與價值觀的培養(yǎng)。因此，對于理科學習，教師在加強理論知識教學的基礎(chǔ)上，需要開展相應的實驗教學。

（2） 教學中教師靈活轉(zhuǎn)變角色。

盡管“開放實驗室”給了學生較大的自主權(quán)，但是教師需要進行必要的技術(shù)指導，幫助學生進行實驗可行性方面的評估，這時教師是學生學習的指導者，幫助者。教學過程對于教師來說是教學相長的過程。在“開放實驗室”里，學生可能會提出教材之外的問題，也有可能超出教師自身的知識范圍，這時教師與學生同為求知者，需要通過實驗進行探究。認知主義理論認為學生不是被動的知識接受者，而是積極的信息加工者；教師的角色在于創(chuàng)設(shè)可讓學生自己學習的情境，而不是提供預先準備齊全的知識。因此，提倡教師使用發(fā)現(xiàn)教學法，通過探究完成知識的獲取。而科學探究的過程不能一蹴而就，不能一人單槍匹馬。這時需要教師成為學生的合作者，參與科學探究的各環(huán)節(jié)，促進彼此共同進步。

2.2 夯實理論基礎(chǔ)

（1） 教師要具備深厚的學科專業(yè)知識。

“給學生一碗水，教師需要有一桶水?！遍_放實驗室中，實驗內(nèi)容不受課本教材內(nèi)容約束，隨時會出現(xiàn)意想不到的問題， 所以教師要隨時做好幫助解決問題的準備。為此，教師需要儲備大量的學科專業(yè)知識，為學生及時提供理論支持。

（2） 教師要具備扎實的實驗操作基礎(chǔ)。

在開放實驗室中，學生需要自己動手操作，從實驗的準確性、安全性等方面考慮，要求學生能夠進行正確的實驗操作。為此，在必要時教師需要進行操作示范，為學生解答正確操作的，讓學生“知其然，亦知其所以然”。

（3） 教師要不斷學習廣泛的教與學的理論。

教師要進行有效的實驗教學指導還需要研習教與學的理論，知道學生需要什么，更知道學生怎樣獲得。建構(gòu)主義的教學觀需要教師能夠為學生的學習創(chuàng)設(shè)良好的情境，在具體情境下實現(xiàn)問題解決。人本主義要求教師能夠為學生營造良好的學習氛圍，提供充足的學習資料，讓學生完成自我實現(xiàn)。研習教與學的理論能夠幫助教師轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學觀念，使其教學更貼合學生需求、貼合時代要求。

2.3 改革實踐教學

（1） 教師要創(chuàng)設(shè)良好的教學氛圍。

開放實驗室中，教師與學生直接交談的機會增多，對學生真實學習情況和心理特點有更多的了解。形成一種融洽合作的師生關(guān)系這不僅有助于培養(yǎng)學生良好的道德品質(zhì)和心理素質(zhì)，而且為探索教學規(guī)律，改革教學方法、因材施教創(chuàng)造了良好的條件。

（2） 教師要關(guān)注學生的實驗過程。

杜威受實用主義影響，提出學習應在“做中學”。提倡在活動中進行教學，使知識經(jīng)驗的獲得是通過兒童直接的、能動的活動過程來獲取。

從傳統(tǒng)的重結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)橹剡^程，積極關(guān)注學生在實驗過程中的行為和表現(xiàn)，實現(xiàn)及時有效的指導。學生要完成“設(shè)計—論證—實施—撰寫”4個環(huán)節(jié)，而教師需要在4個環(huán)節(jié)中進行指導、協(xié)助與評價等工作。

教師根據(jù)教學和科研經(jīng)驗，提出一些適合中學生的實驗項目并指導學生進行資料的搜集。為使學生盡快熟悉實驗內(nèi)容及要求，教師需積極引導學生開展文獻查閱及方案設(shè)計等工作，比如使用數(shù)據(jù)庫，檢索文獻等。

實驗方案評估是教學中的重要環(huán)節(jié)之一，直接影響到學生設(shè)計性實驗的結(jié)果與教學效果?？梢圆捎眯〗M討論匯報的方式，教師與其他學生對其方案進行提問與質(zhì)疑，最后由教師從科學性、可操作性等方面對設(shè)計方案進行總結(jié)與評價。質(zhì)疑與提問的過程實際上也是幫助學生思考、完善實驗設(shè)計的過程。

實驗操作強調(diào)規(guī)范性，教師需要以指導者和管理員的身份參與其中，幫助學生糾正錯誤操作，排除安全隱患等。

撰寫實驗報告要求嚴謹、科學、完整。教師可以通過實驗報告，全面評價學生的實驗目的是否明確，實驗模塊安排是否合理，實驗結(jié)果的討論是否深入全面。實驗論文的撰寫鍛煉了學生對論文的組織表達能力，提高了學生的邏輯思維能力。

（3） 教師要轉(zhuǎn)變評價學生的方式。

傳統(tǒng)實驗室往往以實驗結(jié)果或?qū)嶒瀳蟾嬖u價學生的實驗。在開放實驗室中，學生的學習行為表現(xiàn)在問題提出、實驗設(shè)計、實驗材料選擇、實驗操作、實驗數(shù)據(jù)的采集與分析、實驗結(jié)果總結(jié)與評價等各個環(huán)節(jié)，終結(jié)性的評價方式不適合于這種實驗教學模式。課程改革也曾要求轉(zhuǎn)變評價方式，鼓勵教師建立學生學習檔案袋、由終結(jié)性評價轉(zhuǎn)為過程性評價，評價目的從甄別轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)展。

3 “開放實驗室”下提高教師實驗開發(fā)能力

開放實驗室的內(nèi)涵從時間空間上的開放，延伸到了實驗內(nèi)容、實驗項目上的開放，甚至延伸到觀念上的開放。在開放實驗室里，實驗內(nèi)容不再限于書本，有可能來自學生感興趣的話題。對于學習積極主動的學生來說，會帶著問題走進開放實驗室。而對于習慣于被動學習的學生來說，需要有可選擇的實驗項目。因此，教師做好實驗教學的同時，還要具備一定的實驗開發(fā)能力，能夠開發(fā)出好的項目吸引學生，促進學生的實驗技能、思維能力等方面的提高。

3.1 挖掘教材資源，將部分驗證性實驗改為探究性實驗

新課程將科學探究作為課程重要內(nèi)容，在運用知識的過程中不僅可以充分發(fā)揮教師的主導作用，而且可以充分體現(xiàn)學生的主體地位。在演示實驗教學中，教師要盡可能再現(xiàn)實驗的設(shè)計過程，多讓學生想想“為什么”，充分利用學生已有的知識，創(chuàng)設(shè)問題情境，或者在一些演示實驗中增加探索性、創(chuàng)設(shè)性內(nèi)容，即把部分演示實驗教學變?yōu)樘骄啃詫嶒灲虒W。讓學生在創(chuàng)設(shè)的問題情境中去觀察、思考、探索、分析是培養(yǎng)學生各種實驗能力尤其是創(chuàng)新能力的有效方法。

3.2 借鑒國外經(jīng)驗，引入國外教材實驗

西方國家非常重視學生的實驗能力，很早就開展了開放性的實驗教學，鼓勵學生對發(fā)現(xiàn)的問題進行探究，甚至有些學校把實驗器材放在走廊供學生使用。以生物學科為例，美國高中教材《Biology》中有很多趣味小實驗，可以讓學生從生活中尋找材料進行實驗。對我國的實驗教學的啟示是，教師可以適當引進一些國外教材上的趣味小實驗、探究課題等，結(jié)合我國的教學實際，開發(fā)出適合中國學生自主實驗的內(nèi)容。

3.3 聯(lián)系生活經(jīng)驗，解決實際問題

現(xiàn)實教學中可以發(fā)現(xiàn)，學生很樂于做實驗，但是對實驗具體內(nèi)容的考察卻很模糊，原因之一就是因為實驗教學與生產(chǎn)和生活實際聯(lián)系不上，過于理想化和簡單化。教師只注重事實的傳授，學生雖能熟練背出實驗目的、實驗器材、實驗原理、實驗步驟等，但是得到的知識卻是孤立的、片面的、僵硬的，一旦遇到聯(lián)系生活實際的問題，就會感到無從下手，不知所措。教師在進行實驗開發(fā)時，可以選擇生活中的課題，不但能使學生感到親切，還能使學生感到知識的實用性，從而激發(fā)其學習的興趣。

3.4 開發(fā)綜合實驗，實現(xiàn)多學科整合

傳統(tǒng)的教學學科界限比較分明，不利于綜合性人才的培養(yǎng)。新課程改革的人才培養(yǎng)目標是全面發(fā)展的人，所以要淡化學科界限，盡量將具體學科與相鄰學科適度綜合起來，培養(yǎng)學生綜合運用知識的能力。

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