高中創新實驗室建設分析與思考

李 青

☆實驗室專用教室建設☆

高中創新實驗室建設分析與思考

李 青

《上海市中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020)》指出：高中教育要“為每個學生的成長、成人、成功奠定基礎，形成‘高質量、多樣化、有特色、可選擇’的發展格局”，將“建設若干個區域性中小學生創新實驗室和50所高中專題創新實驗室”列入重點發展項目。由此可見，建設創新實驗室是推進高中多樣化、特色化發展，培養學生創新實踐能力的政策要點。

為了解高中創新實驗室的建設和使用狀況，一年多來，我們走訪了部分學校，多次召開專家座談會，發放調查問卷，獲得了關于創新實驗室設計與開發、配備與使用、管理與服務的第一手資料，通過征集具有一定特色的專題創新實驗室建設案例，組織編寫了《創新實驗室里的時代脈動—高中創新實驗室案例擷英》，由上海教育出版社出版(2011年9月)。

一、對創新實驗室概念的理解

教育部《中小學實驗室規程》指出：實驗室是學校基本的辦學條件之一，也是重要的課程資源，實驗室應成為學校進行素質教育、實驗教學、綜合實踐活動、培養學生創新實踐能力的重要場所和科學啟蒙園地。

近年來，各學校紛紛建立或命名的創新實驗室有：“為校本課程的開發而專門設計建造”的實驗室、有“在傳統實驗室中增加新儀器而擴充其功能”的實驗室、“以創新的實驗方法來完成實驗教學”的實驗室。從系統論角度理解，創新實驗室作為重要的教育裝備資源，與教師、學生、教材一起構成了現代教育新型的教學系統，他們之間相互聯系、相互作用，構建學習者和學習對象之間新型的認知伙伴關系，構建基于教育裝備的、既能發揮教師主導作用又能充分體現學生認知主體作用的新型教學環境，開發新的實驗教學活動，探索新的教學模式，嘗試新的評價管理體系，促進教育裝備與教學過程實現深層次的整合。因此，創新實驗室是“以營造創新教育實踐環境，提升學生的創新精神和實踐能力為目標”的實驗室；是通過做中學、學中做，開展自主學習與實踐、自主探究與創新活動的實驗基地；是配備豐富的儀器、設備、工具、圖書、資料、作品等多種學習資源的教室；是一個集教育性、實踐性、綜合性、開放性、科研性、創新性于一體的實驗平臺；是一個民主、平等、自由、寬容、和諧的學習環境，在這樣的氛圍里，學生的興趣得到培養、個性得到尊重、潛能得到發揮、創新意識得到增強。

創新實驗室并非單純是科學、技術實驗室，目前在各學校也涌現出人文、藝術、體育、經濟、數學類實驗室，拓展了創新實驗的內涵；創新實驗室不僅局限于在校內，校外資源的利用也是一個重要渠道，有與當地高校、中職校等部門的合作，也有區域內校際之間的合作，共享場地、設施、師資等資源；創新實驗室不僅實現了對原有傳統實驗室的綜合運用，還成功地與信息社會、市場經濟、現代科技、國際文化接軌，為個性化需求提供了新的先進的技術支持。

二、對創新實驗室案例的分析

一般來說，案例是對一個真實情景的描述，通過案例可以對相關問題進行深入的研究分析，從中尋找帶有規律性、普遍性的成分。案例的基本特征是真實性、典型性、啟發性。案例中創新實驗室建設的理念、教學儀器設備、實驗活動內容、校本教材、教育教學模式、策略和方法、取得的成果，在一定程度上具有示范、啟發作用，可供其他學校借鑒或推廣。

1.創新實驗室要以求真、創新的教育理念為指導

陶行知先生說過：“處處是創造之地，時時是創造之時，人人是創造之人。”在深化素質教育、創新教育的今天，要擺脫傳統教育思想的束縛，強調以學生為主體，緊緊圍繞“為了每一個學生的終身發展”這一核心理念，創造適合每s個學生的教育，提供豐富多樣的課程，開展豐富多樣的活動，為學生個性的發展、潛質的發揮創設環境，構筑平臺，營造氛圍。

上海市七寶中學以“全面發展、人文見長”為辦學理念，以“平民本色、精英氣質”為育人目標，設立了學生科學研究院和學子人文書院，聯合校外專業機構建設了16個專題創新實驗室，配置了技術先進的儀器設備，以“走進自己的實驗室—興趣伴我成長—智慧創造未來”設計“智慧與創造”大理科系列課程；以“走進我們的人文書院—文化之旅—傳承與創新”設計“文化與人生”大文科系列課程，按照“普及、提高、深化”三個層級逐級實施，創設了一個適合學生個性健康發展的創新生態環境，構建了全新的教育教學模式。上海市向明中學提出“以學生可持續發展為本，讓每個學生在創造實踐中成長”的辦學理念，以“培養學生創造素質，塑造創造性人格，形成具有綜合能力和國際化素養的創造性人才”為培養目標，創立了“科學與藝術探索中心”，建設了若干實踐體驗實驗室，開展實踐教學活動和課題研究，形成了“基礎＋特長→創造”的辦學特色。

2.創新實驗室要以多樣化、可選擇的課程為依托

以實施創新教育為理念，各學校加強了校本課程編制和課程實施力度，每位教師都有了課程開發權，學生有了更多的選課權，校本課程自由創新，百花齊放，形成了基礎型課程、拓展型課程、研究型課程、社團活動、社會實踐等課內外相結合，開展實踐、探究、創新活動的實驗教學體系，拓展了學科范圍和知識面，加深了課程的深度與廣度，為學生動手實踐和科學探究奠定了基礎。其中實踐類系列課程的開設推動了創新實驗室的建設，而創新實驗室的建設又促進了課程的建設，形成了良性互動局面。隨著創新實驗室的不斷建設和課程的不斷調整，部分課程的思想和內容也逐漸被其他學校認可、認同，成為新課程開發的樣本，甚至師資、教材及實驗室儀器設備還向其他學校輻射，形成了示范帶動效應，創出了學校的特色。

上海中學建設與資優生教育實踐相匹配的課程，根據學生的特點進行前瞻性思考并創造性地實施課程改革，設立了學校特色的課程圖譜，涵蓋了700多門課程，其中拓展型課程包括知識拓展類、視野開闊類、解析探究類、應用實踐類，建立了與課程匹配的20多個創新實驗室，配備了先進的科學儀器設備，開展了科學前沿的研究型課題。上海市晉元中學選擇“結構設計創新”為創新項目，培育學生創新素養，與同濟大學合作，建設了結構設計創新實驗室，為學生量身定制了一套創新實驗課程，含材料力學初步、結構力學初步以及學生實驗指導、結構競賽設計輔導等，課程內容的設計以學生動手實驗和實踐研究為主，著力體現課程的實踐性與研究性，凸顯對學生創新能力的培養。

3.創新實驗室促進了學習方式的根本轉變

基于“營造創新教育環境，培養創新精神和實踐能力”這一出發點，各學校建設了異彩紛呈的創新實驗室，其技術內容和手段各不相同，有老實驗、老儀器、新探究，有老實驗、新儀器、新探究，有新儀器、新技術、新實驗。在創新實驗室里，學生需要綜合運用所學知識，提出自己的設想，選擇實驗器材，動手實驗，通過分析解決一個個實際問題來完成學習和探究，其過程集設計性、探究性、綜合性為一體，是對傳統教學模式的超越和創新。從認知教育角度理解，創新實驗室的建設促進學生的認知發展，發展學生的實踐能力，改善學生的學習方式，促進人格建構，發展創造力。

上海市民立中學利用已有的DIS實驗室，不但完成教材規定的物理實驗，還通過自制教具創新演示實驗、拓展學生實驗、學生自帶問題設計實驗、開展課題研究，共開發和改進了100多個物理實驗項目，并逐步推廣到化學、生命科學等學科，使DIS實驗深入到了每個學生的學習和生活。上海市格致中學以“讓創新發生在每一位師生身上”為愿景，以“重視基礎實驗，激活創新意識，提高創新能力”為指導思想，將地理教學從普通教室帶到數字化地理教室、天文館、地質館、人與環境實驗室以及校外、野外、國外，讓學生經歷猜測、驗證、推理研究問題的過程，經歷合作奮斗和自由發展個性的過程，在“經歷”和“過程”中，真切感受到天、地、人的和諧統一。上海市南洋中學將整個校園作為創新實驗室，以綠色創新為主題，開展“動手做”，在面向全體學生普及科技教育活動的同時，打造“南洋杯”實驗技能和創新大賽，利用特級教師奚天敬的品牌優勢，面向全區培訓教師，推動區域物理教學及教研水平的提高。

4.創新實驗室適用于規范化和自主化相結合的管理模式

在建設創新實驗室過程中，各學校成立了校長、教導主任、教研組長、專家組、任課教師、實驗員組成的團隊，對課程的編制、教學目標、內容要求、課時安排、質量評價等進行指導和管理，并建立了明確的創新實驗室管理規章制度，例如《學生實驗規則》《創新實驗室管理規則》《儀器設備的管理使用制度》《安全防護及危險品管理制度》《工作檔案管理制度》《實驗室開放措施》等。

學生自主管理實驗室也是當前創新實驗室管理模式之一。將實驗室的鑰匙交給學生，讓他們負責開門、關門，協助實驗室的設備、安全、衛生管理，參與實驗教學中的傳、幫、帶等活動。上海市莘格中學DIY物理創新實驗室，由學生自己進行管理和常態運作，在高一、高二年級，分別有一支由科研活動愛好者組成的講解員隊伍，他們經過系統地學習和實踐，負責為初學者進行理論講解和實驗操作指導。上海市行知中學由學生自己制定了社團活動實驗室管理條例，實驗器材的分類、保養、維修工作由高二社團骨干成員承擔，社團新成員在實驗室活動中的行為規范由社團骨干進行培訓，在社團學員提出創新實驗項目方案后，允許學員自主進入實驗室，社團骨干負責答疑和指導。

三、對創新實驗室建設的思考

1.進行系統規劃

創新實驗室的建設不僅僅是購置儀器設備這樣一個簡單的過程，創新實驗室的建設本身就是一項教學改革與實踐的過程，是一項大型的教育科研推進活動。在創新實驗室建設過程中，必須全面貫徹教育改革的思想，應樹立以學生發展為本，以培養學生的創新精神和實踐能力為宗旨的建設目標；建立以開展研究性學習和實施探究性實驗為核心，有利于開展實踐、探究、創新活動的實驗教學體系；組建和培養高素質的實驗教師隊伍；建設儀器設備先進、資源共享、開放服務的實驗教學環境；制定有效的多元評價方式，為全面推進素質教育，培養創新人才服務。

2.促進特色發展

從學校的自身發展而言，各學校都有自己的歷史和傳統優勢，學校的特色發展應與學校的文化建設、師資狀況、地域環境、生源狀況相結合。從課程角度理解，校本課程是對國家課程的補充，以綜合性、動手操作為主的課程，正是彌補了國家課程、知識課程的不足。在深化教育理念的過程中，不同的學校應根據自身的特點，以“營造創新教育實踐環境，提升學生的創新精神和實踐能力”為目標，因地制宜地開發新的課程，創建個性鮮明的特色項目，建設配備專題創新實驗室，形成學科優勢明顯、惠及大多數學生、教育方式獨特、活動富有創意的特色學校。

3.實施開放管理

創新實驗室應是開放性實踐活動的場所。所謂開放，體現在以下幾個方面：一是資源開放，實驗室不僅限于在室內，可以延伸到室外，例如整個校園，還可以延伸到校外，可與當地高校、科研院所、中職校、企業合作，共同參與建設，共享優質教育資源，共同搭建實踐平臺；二是使用對象的開放，不僅是針對選擇相關課程的學生開放，還要對全校學生開放，也可以對校外學生開放，增大學生的受益面，增大社會效益，這也是學校義不容辭的社會責任和歷史責任；三是時間上的開放，不僅對計劃學時內的實驗時段開放，還應延伸到學生的課余時間，就如同圖書館的開放管理一樣，不受課程、時間、內容的限制，支持“自助式”實驗項目。

4.加強師資培養

“名師出高徒”，我國現行的教師是在原有專業課程體系下培養出來的，教師一邊要肩負繁重的學科授課任務，還要進行新課程的開發、編寫新教材、拓寬知識領域、指導課題研究等。如果教師不具備基本的專業素養和創新能力，創新教育的目標就不可能達成，學生的創意可能會因為沒有教師的指導和支持而最終放棄。許多教師困惑“如何利用創新實驗室擴充課題研究的范圍和內容”，教師們希望得到更多的培訓機會，學校也希望能夠更多地引進專業性強的教師，充實實驗教學隊伍。因此，建立教師引進、培養和培訓機制，加強培訓，提升能力，給教師的專業成長提供廣闊的發展空間，已經成了創新實驗室能否可持續發展、創新教育能否成功的關鍵因素。

5.重視投資效益

建設創新實驗室且維持正常的運行、發展、完善，需要不斷進行投資，應注意合理投入，充分利用，因地制宜，量力而行。對技術設備的論證，也應注意前瞻性、科學性、合理性、有效性思考。

投資建設創新實驗室的目的是應用，建而不用是最大的浪費，希望通過加強管理，制定政策措施和規章制度，引導學校充分發揮設施設備的使用效益；還希望通過發揮和培育典型案例，開展經驗交流，輻射和引領更多學校的發展；更希望將創新實驗室的應用管理作為專項評估的工作之一，建設有效的績效評估機制，開展績效評價，以提高經費的使用效率，全力促進教育質量的提高和創新人才的培養。

李青，碩士，中教高級。

上海市教育技術裝備部。

稿件來源：首屆城市教育裝備合作與發展論壇。