我國(guó)中學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究綜述

周瓊 王冰

摘 要：根據(jù)對(duì)文獻(xiàn)的查閱和整理，首先對(duì)國(guó)外的實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究理論進(jìn)程進(jìn)行了概述，然后從對(duì)比思考和研究實(shí)踐兩個(gè)方面對(duì)國(guó)內(nèi)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究進(jìn)行了梳理，為其他教師進(jìn)行中學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面的研究提供了一定程度的參考。

關(guān)鍵詞：中學(xué)教學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；研究綜述

隨著我國(guó)“中國(guó)制造2025”計(jì)劃的開(kāi)展，國(guó)家關(guān)于人才方面的需求也越來(lái)越緊迫。如何培養(yǎng)出具有科學(xué)素養(yǎng)的高素質(zhì)人才，如何完善人才的培養(yǎng)步驟，一直是整個(gè)教育界都在思考的問(wèn)題。另外，理科學(xué)科作為自然科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科，其對(duì)于國(guó)家發(fā)展的重要性不言而喻，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理科學(xué)科的主要教學(xué)部分之一，也是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的重要途徑。所以完善對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，不僅能夠幫助我國(guó)教育更進(jìn)一步地發(fā)展，更對(duì)我國(guó)人才培養(yǎng)有著重大意義。

一、國(guó)外研究綜述

自古以來(lái)，科學(xué)技術(shù)水平一直都是一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的重要表現(xiàn)，而科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步離不開(kāi)人才的推動(dòng)，所以對(duì)人才的培養(yǎng)，尤其是對(duì)理科類人才的培養(yǎng)，一直都是相關(guān)教育改革的重中之重。從19世紀(jì)80年代開(kāi)始，國(guó)際上關(guān)于人才教育的競(jìng)爭(zhēng)就已經(jīng)被人們所重視，在1894年，美國(guó)教學(xué)協(xié)會(huì)率先強(qiáng)調(diào)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性，并且號(hào)召各大院校進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以此為學(xué)生進(jìn)一步適應(yīng)高等教育打下基礎(chǔ)，但是并沒(méi)有進(jìn)行系統(tǒng)性的研究。

后來(lái)美國(guó)教育學(xué)家杜威（J.Deway）基于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成果，在1909年首次提出了“理解學(xué)習(xí)過(guò)程中原理知識(shí)和實(shí)驗(yàn)探究同等重要”這一概念，并在之后的一年將其拓展為著名的“思想五步說(shuō)”，并編著到當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)教材中，后來(lái)到了1916年，杜威在《普通科學(xué)季刊》中發(fā)表了一篇名為《科學(xué)教學(xué)中的方法》的文章，正式將其命名為“科學(xué)方法論”，從此美國(guó)教育界正式對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)始了研究。

同時(shí)代的英國(guó)也開(kāi)始了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索，在1898年英國(guó)教育學(xué)家阿姆斯特朗（H.E.Armsstrong）發(fā)表的論文中，詳細(xì)闡述了“只有通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)才能對(duì)事物的規(guī)律進(jìn)行探究，從而明白科學(xué)的本質(zhì)”這一觀點(diǎn)。阿姆斯特朗將實(shí)驗(yàn)和主動(dòng)探究進(jìn)行結(jié)合，針對(duì)發(fā)現(xiàn)式實(shí)驗(yàn)這一關(guān)鍵進(jìn)行了深入研究，并形成了實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)概念的基礎(chǔ)。

之后美國(guó)科學(xué)家施瓦布（J.J.Schwab）發(fā)表了《作為探究的科學(xué)教學(xué)》一文，對(duì)探究方法進(jìn)行了全面的拓展和深入的研究，使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)在前人的基礎(chǔ)上得到了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步，《作為探究的科學(xué)教學(xué)》最主要的內(nèi)容就是組織學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)調(diào)查研究，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)調(diào)查對(duì)象進(jìn)行深入的探索，同時(shí)讓學(xué)生對(duì)于原始數(shù)據(jù)的調(diào)查難度有所認(rèn)知。在學(xué)生完成調(diào)查后要求其對(duì)探究計(jì)劃進(jìn)行闡述，并對(duì)調(diào)查和探究過(guò)程中遇到的種種問(wèn)題進(jìn)行討論和復(fù)述。施瓦布也將他的理論應(yīng)用到了生物教材的編著之中，單獨(dú)設(shè)計(jì)了“誘導(dǎo)探究”（Invitations to Enquiry）活動(dòng)單元，即通過(guò)給學(xué)生一組相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，來(lái)讓學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，并對(duì)核心概念得出相應(yīng)的結(jié)論。而日本的一些學(xué)者也在施瓦布理論的基礎(chǔ)上提出了引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)和引導(dǎo)探究的說(shuō)法，對(duì)教師的作用進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)。

而從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，世界各國(guó)關(guān)于人才教育的競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)入了白熱化的階段，各國(guó)紛紛就理科教育開(kāi)展了一系列的實(shí)驗(yàn)探究改革。在1990年美國(guó)科學(xué)教育研究會(huì)率先提出了《2063計(jì)劃》，在1996年美國(guó)國(guó)家研究理事會(huì)提出《美國(guó)國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》，兩者都強(qiáng)調(diào)了科學(xué)學(xué)科的本質(zhì)和探究實(shí)驗(yàn)的重要性，在1997年10月，美國(guó)物理教師協(xié)會(huì)重新對(duì)科學(xué)學(xué)科本質(zhì)進(jìn)行了闡明，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)進(jìn)行了詳細(xì)的定義，分別為掌握學(xué)習(xí)基本物理概念、懂得利用實(shí)驗(yàn)工具分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、培養(yǎng)合作學(xué)習(xí)技能和掌握實(shí)驗(yàn)操作程序。

在大洋彼岸的其他國(guó)家也紛紛加快了實(shí)驗(yàn)教學(xué)領(lǐng)域的探究步伐，首先法國(guó)在1996年的時(shí)候也設(shè)置了相關(guān)的規(guī)定，圍繞著“適度發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)造力”課程方面設(shè)置了10%課時(shí)的必修課程，要求學(xué)生在教師的指導(dǎo)下以兩到三人為一組的方式進(jìn)行學(xué)科已有成果的批判性研究，強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生獨(dú)立思考能力的鍛煉。而英國(guó)也在1998年頒布了《改革教育法案》，將鍛煉學(xué)生科學(xué)探究能力作為教學(xué)的主體。德國(guó)也在九十年代設(shè)立了綜合課這一特殊課程形式，主要的內(nèi)容涉及生產(chǎn)生活的方方面面，其針對(duì)性和實(shí)踐性都非常強(qiáng)，從汽車到生活健康無(wú)所不包。

同樣在1998年，日本依照西方教育理念對(duì)中小學(xué)生課程計(jì)劃進(jìn)行了改進(jìn)，在科學(xué)完備的基礎(chǔ)上規(guī)范了課程設(shè)計(jì)，并且所有的學(xué)校都統(tǒng)一使用國(guó)家實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，不再按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和省級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行區(qū)分，并且對(duì)全國(guó)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行了整齊規(guī)劃。因?yàn)槿毡镜膶?shí)驗(yàn)學(xué)科教育主要集中在建立理論和日常生活的聯(lián)系上，所以規(guī)劃后的實(shí)驗(yàn)課程非常注重對(duì)于青少年創(chuàng)新思維能力和解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)。

進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，發(fā)達(dá)國(guó)家繼續(xù)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探究能力進(jìn)行深化和拓展，其中較為突出的成就是2006年美國(guó)教育學(xué)界提出了一種對(duì)“如何高效獲得知識(shí)、技巧和理解力”的研究，并依據(jù)此研究將實(shí)驗(yàn)教學(xué)分為解說(shuō)式、總量本位式、發(fā)現(xiàn)式和探究式四種模式。在2007年，美國(guó)科學(xué)協(xié)會(huì)（NSTA）對(duì)中學(xué)理科教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)查，并依據(jù)調(diào)查結(jié)果針對(duì)性地給出了解決對(duì)策和優(yōu)化建議。

二、國(guó)內(nèi)研究綜述

國(guó)內(nèi)的研究主要圍繞著對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究的比較思考和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究實(shí)踐兩個(gè)方面。一方面，國(guó)內(nèi)的中學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)起步晚于西方，所以部分學(xué)者在對(duì)比中外的改革基礎(chǔ)上，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的比較研究。

比如鄭長(zhǎng)龍?jiān)凇痘瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新視野》一書中指出，只有對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)理論體系、探究能力構(gòu)成要素和目標(biāo)的培養(yǎng)等進(jìn)行了系統(tǒng)研究，才能保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利開(kāi)展；陳荷盈在《美國(guó)中學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的初步研究》中對(duì)美國(guó)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀和特點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)歸納，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在理科學(xué)科中的作用和局限進(jìn)行了細(xì)致的探明，為我國(guó)理科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展提供了借鑒；宋乃慶和徐學(xué)福在《20世紀(jì)探究教學(xué)理論的發(fā)展及啟示》中，從宏觀角度出發(fā)，對(duì)整個(gè)20世紀(jì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理論發(fā)展進(jìn)行了總結(jié)和歸納，并且對(duì)我國(guó)教學(xué)中對(duì)實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)的認(rèn)知偏差進(jìn)行了分析；彭蜀晉和林長(zhǎng)春在《中外理科實(shí)驗(yàn)教學(xué)比較思考》中，通過(guò)比較不同國(guó)家理科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)和目的，對(duì)理科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的規(guī)律進(jìn)行總結(jié)；畢華林在《化學(xué)新材料開(kāi)發(fā)和使用》中，結(jié)合具體案例的理論實(shí)踐來(lái)對(duì)學(xué)生科學(xué)思維的訓(xùn)練、操作技能的發(fā)展和探究能力的培養(yǎng)進(jìn)行全面分析，并對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)的外在環(huán)境進(jìn)行了嚴(yán)格的分析；靳玉勒在《探究教學(xué)的實(shí)施：理念與策略》中，從學(xué)生的感知和心理因素出發(fā)，主張通過(guò)科學(xué)的思維訓(xùn)練，來(lái)對(duì)學(xué)生的技能探究能力和操作技能的發(fā)展進(jìn)行培養(yǎng)。

另一方面，從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，我國(guó)也逐漸接觸到了國(guó)際上關(guān)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究，并以此為契機(jī)開(kāi)始了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究活動(dòng)。比如早期在上海青浦縣實(shí)驗(yàn)中學(xué)，教師就針對(duì)“活動(dòng)—發(fā)展”教學(xué)改革進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，并由此總結(jié)出了實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和傳統(tǒng)教學(xué)的局限點(diǎn)；山東濰坊三中開(kāi)展了關(guān)于“線索法”的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生自行根據(jù)基本概念、理論和知識(shí)等線索來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)等等。

根據(jù)這些實(shí)踐教學(xué)的研究成果，張立杰在《探究性生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)造能力的培養(yǎng)》一文中談到，在生物學(xué)科教學(xué)中，探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)在很大程度上培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦能力，讓他們從以前觀察教師實(shí)驗(yàn)結(jié)果，按要求實(shí)驗(yàn)，走向自己動(dòng)手動(dòng)腦設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，選擇實(shí)驗(yàn)器材，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，使他們感受到新課程的美麗，引領(lǐng)他們走向探究學(xué)習(xí)的軌道，為培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力和創(chuàng)造力提供了更好的方式和途徑。

陶大躍在《淺探科學(xué)素養(yǎng)與中學(xué)科學(xué)教育》中指出，我國(guó)的基礎(chǔ)教育課程改革強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究，強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生親歷科學(xué)，在體驗(yàn)中學(xué)習(xí)，這種新型學(xué)習(xí)方式的提倡，意在改變傳統(tǒng)單純接受式的被動(dòng)學(xué)習(xí)方式，從經(jīng)歷這種結(jié)論得到的過(guò)程和懂得獲取的方法。姜麗對(duì)理科教學(xué)中的科學(xué)探究性進(jìn)行研究，并形成《理科教學(xué)中的科學(xué)探究性學(xué)習(xí)》一文。她認(rèn)為在理科各科的國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)中，特別強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改善。物理、化學(xué)、生物等理科課程突出了科學(xué)探究的學(xué)習(xí)方式，旨在讓學(xué)生通過(guò)手腦并用的探究活動(dòng)，學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)和方法，增進(jìn)對(duì)科學(xué)的理解，體驗(yàn)探究的樂(lè)趣。

STS教育史是近年來(lái)世界各國(guó)科學(xué)教育改革中形成的一種新科學(xué)教育構(gòu)想，它強(qiáng)調(diào)科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)三者之間的相互影響。呂鵬在《農(nóng)村中學(xué)實(shí)施STS教育初探》一文中，結(jié)合自己曾從事的生物教學(xué)，指出“生物科學(xué)教育以提高每個(gè)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為總目標(biāo)”，生物教學(xué)特別是生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)將與社會(huì)生產(chǎn)、社會(huì)發(fā)展和日常生活密切相關(guān)的生物技術(shù)滲透到生物教育中?？茖W(xué)發(fā)展史、生物學(xué)領(lǐng)域的最新研究成果以及科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度等都于生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中淋漓展現(xiàn)。

理科實(shí)驗(yàn)教學(xué)更易融合科學(xué)素質(zhì)教育理念。劉宗寅在《科學(xué)素質(zhì)教育的特點(diǎn)、內(nèi)容與實(shí)施》研究中指出，科學(xué)素質(zhì)教育是一種“求真”的教育，它著力于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用唯物辯證法的思想與觀點(diǎn)來(lái)分析和解決問(wèn)題的能力，引導(dǎo)學(xué)生以科學(xué)的態(tài)度去觀察、解釋和描述客觀事物，使他們逐漸形成科學(xué)的世界觀和方法論。它重視增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)觀念和科學(xué)應(yīng)用意識(shí)，使他們善于捕捉科技信息并進(jìn)行信息交流，善于自我學(xué)習(xí)、自我發(fā)展，以適應(yīng)社會(huì)進(jìn)步的要求。而理科實(shí)驗(yàn)教學(xué)也正是以“求真”方式引導(dǎo)學(xué)生去探求科學(xué)的奧秘。

總而言之，從中學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相關(guān)文獻(xiàn)的調(diào)查結(jié)果可以看出，世界上的主要國(guó)家都在積極開(kāi)展對(duì)中學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究，并且都取得了令人矚目的成果。但中學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍然還是受到了具體教育環(huán)境、學(xué)校設(shè)施器材、教育部門關(guān)注程度等外在環(huán)境的影響，僅就我國(guó)來(lái)說(shuō)，很多學(xué)校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍然只是流于表面的形式化教學(xué)，并沒(méi)有針對(duì)權(quán)威的教學(xué)理論來(lái)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，所以規(guī)范教學(xué)觀念，針對(duì)實(shí)際教學(xué)環(huán)境進(jìn)行教學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)和彌補(bǔ)，靈活運(yùn)用教學(xué)研究成果，才能夠真正實(shí)現(xiàn)中學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的提高。

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編輯 趙飛飛