我國中學實驗教學研究綜述

周瓊 王冰

摘 要：根據對文獻的查閱和整理，首先對國外的實驗教學研究理論進程進行了概述，然后從對比思考和研究實踐兩個方面對國內的實驗教學研究進行了梳理，為其他教師進行中學實驗教學方面的研究提供了一定程度的參考。

關鍵詞：中學教學；實驗教學；研究綜述

隨著我國“中國制造2025”計劃的開展，國家關于人才方面的需求也越來越緊迫。如何培養出具有科學素養的高素質人才，如何完善人才的培養步驟，一直是整個教育界都在思考的問題。另外，理科學科作為自然科學的基礎學科，其對于國家發展的重要性不言而喻，而實驗教學是理科學科的主要教學部分之一，也是實現教學目標的重要途徑。所以完善對實驗教學的改革，不僅能夠幫助我國教育更進一步地發展，更對我國人才培養有著重大意義。

一、國外研究綜述

自古以來，科學技術水平一直都是一個國家綜合國力的重要表現，而科學技術的進步離不開人才的推動，所以對人才的培養，尤其是對理科類人才的培養，一直都是相關教育改革的重中之重。從19世紀80年代開始，國際上關于人才教育的競爭就已經被人們所重視，在1894年，美國教學協會率先強調了實驗教學的必要性，并且號召各大院校進行實驗，以此為學生進一步適應高等教育打下基礎，但是并沒有進行系統性的研究。

后來美國教育學家杜威（J.Deway）基于實驗教學的成果，在1909年首次提出了“理解學習過程中原理知識和實驗探究同等重要”這一概念，并在之后的一年將其拓展為著名的“思想五步說”，并編著到當時的實驗教材中，后來到了1916年，杜威在《普通科學季刊》中發表了一篇名為《科學教學中的方法》的文章，正式將其命名為“科學方法論”，從此美國教育界正式對實驗教學開始了研究。

同時代的英國也開始了相應的實驗教學探索，在1898年英國教育學家阿姆斯特朗（H.E.Armsstrong）發表的論文中，詳細闡述了“只有通過觀察和實驗才能對事物的規律進行探究，從而明白科學的本質”這一觀點。阿姆斯特朗將實驗和主動探究進行結合，針對發現式實驗這一關鍵進行了深入研究，并形成了實驗探究教學概念的基礎。

之后美國科學家施瓦布（J.J.Schwab）發表了《作為探究的科學教學》一文，對探究方法進行了全面的拓展和深入的研究，使得實驗教學在前人的基礎上得到了實質性的進步，《作為探究的科學教學》最主要的內容就是組織學生進行相應的實驗調查研究，讓學生對實驗調查對象進行深入的探索，同時讓學生對于原始數據的調查難度有所認知。在學生完成調查后要求其對探究計劃進行闡述，并對調查和探究過程中遇到的種種問題進行討論和復述。施瓦布也將他的理論應用到了生物教材的編著之中，單獨設計了“誘導探究”（Invitations to Enquiry）活動單元，即通過給學生一組相關聯的數據，來讓學生對數據進行解析，并對核心概念得出相應的結論。而日本的一些學者也在施瓦布理論的基礎上提出了引導發現和引導探究的說法，對教師的作用進行了強調。

而從20世紀80年代開始，世界各國關于人才教育的競爭進入了白熱化的階段，各國紛紛就理科教育開展了一系列的實驗探究改革。在1990年美國科學教育研究會率先提出了《2063計劃》，在1996年美國國家研究理事會提出《美國國家科學教育標準》，兩者都強調了科學學科的本質和探究實驗的重要性，在1997年10月，美國物理教師協會重新對科學學科本質進行了闡明，對物理實驗教學的目標進行了詳細的定義，分別為掌握學習基本物理概念、懂得利用實驗工具分析實驗數據、培養合作學習技能和掌握實驗操作程序。

在大洋彼岸的其他國家也紛紛加快了實驗教學領域的探究步伐，首先法國在1996年的時候也設置了相關的規定，圍繞著“適度發揮學生創造力”課程方面設置了10%課時的必修課程，要求學生在教師的指導下以兩到三人為一組的方式進行學科已有成果的批判性研究，強調對學生獨立思考能力的鍛煉。而英國也在1998年頒布了《改革教育法案》，將鍛煉學生科學探究能力作為教學的主體。德國也在九十年代設立了綜合課這一特殊課程形式，主要的內容涉及生產生活的方方面面，其針對性和實踐性都非常強，從汽車到生活健康無所不包。

同樣在1998年，日本依照西方教育理念對中小學生課程計劃進行了改進，在科學完備的基礎上規范了課程設計，并且所有的學校都統一使用國家實驗儀器設備，不再按照國家標準和省級標準進行區分，并且對全國學生的實驗課程進行了整齊規劃。因為日本的實驗學科教育主要集中在建立理論和日常生活的聯系上，所以規劃后的實驗課程非常注重對于青少年創新思維能力和解決問題能力的培養。

進入新世紀以來，發達國家繼續對實驗教學的探究能力進行深化和拓展，其中較為突出的成就是2006年美國教育學界提出了一種對“如何高效獲得知識、技巧和理解力”的研究，并依據此研究將實驗教學分為解說式、總量本位式、發現式和探究式四種模式。在2007年，美國科學協會（NSTA）對中學理科教師實驗教學的現狀進行了調查，并依據調查結果針對性地給出了解決對策和優化建議。

二、國內研究綜述

國內的研究主要圍繞著對實驗教學研究的比較思考和實驗教學的研究實踐兩個方面。一方面，國內的中學實驗教學起步晚于西方，所以部分學者在對比中外的改革基礎上，進行了實驗教學的比較研究。

比如鄭長龍在《化學實驗教學新視野》一書中指出，只有對化學實驗理論體系、探究能力構成要素和目標的培養等進行了系統研究，才能保證實驗教學的順利開展；陳荷盈在《美國中學實驗教學的初步研究》中對美國實驗教學的現狀和特點進行了總結歸納，對實驗教學在理科學科中的作用和局限進行了細致的探明，為我國理科實驗教學的開展提供了借鑒；宋乃慶和徐學福在《20世紀探究教學理論的發展及啟示》中，從宏觀角度出發，對整個20世紀的實驗教學理論發展進行了總結和歸納，并且對我國教學中對實驗探究教學的認知偏差進行了分析；彭蜀晉和林長春在《中外理科實驗教學比較思考》中，通過比較不同國家理科實驗教學的特點和目的，對理科實驗教學的規律進行總結；畢華林在《化學新材料開發和使用》中，結合具體案例的理論實踐來對學生科學思維的訓練、操作技能的發展和探究能力的培養進行全面分析，并對學生實驗能力培養的外在環境進行了嚴格的分析；靳玉勒在《探究教學的實施：理念與策略》中，從學生的感知和心理因素出發，主張通過科學的思維訓練，來對學生的技能探究能力和操作技能的發展進行培養。

另一方面，從20世紀80年代開始，我國也逐漸接觸到了國際上關于實驗教學的研究，并以此為契機開始了實驗教學的研究活動。比如早期在上海青浦縣實驗中學，教師就針對“活動—發展”教學改革進行了相關實驗，并由此總結出了實驗教學經驗和傳統教學的局限點；山東濰坊三中開展了關于“線索法”的化學實驗教學，讓學生自行根據基本概念、理論和知識等線索來進行實驗的學習等等。

根據這些實踐教學的研究成果，張立杰在《探究性生物實驗教學中學生創造能力的培養》一文中談到，在生物學科教學中，探究性實驗教學在很大程度上培養了學生的動手動腦能力，讓他們從以前觀察教師實驗結果，按要求實驗，走向自己動手動腦設計實驗方案，選擇實驗器材，進行實驗操作，使他們感受到新課程的美麗，引領他們走向探究學習的軌道，為培養學生的綜合分析能力和創造力提供了更好的方式和途徑。

陶大躍在《淺探科學素養與中學科學教育》中指出，我國的基礎教育課程改革強調科學探究，強調讓學生親歷科學，在體驗中學習，這種新型學習方式的提倡，意在改變傳統單純接受式的被動學習方式，從經歷這種結論得到的過程和懂得獲取的方法。姜麗對理科教學中的科學探究性進行研究，并形成《理科教學中的科學探究性學習》一文。她認為在理科各科的國家課程標準中，特別強調學生學習方式的改善。物理、化學、生物等理科課程突出了科學探究的學習方式，旨在讓學生通過手腦并用的探究活動，學習科學知識和方法，增進對科學的理解，體驗探究的樂趣。

STS教育史是近年來世界各國科學教育改革中形成的一種新科學教育構想，它強調科學、技術和社會三者之間的相互影響。呂鵬在《農村中學實施STS教育初探》一文中，結合自己曾從事的生物教學，指出“生物科學教育以提高每個學生的科學素養為總目標”，生物教學特別是生物實驗教學將與社會生產、社會發展和日常生活密切相關的生物技術滲透到生物教育中?？茖W發展史、生物學領域的最新研究成果以及科學家嚴謹治學的態度等都于生物實驗教學中淋漓展現。

理科實驗教學更易融合科學素質教育理念。劉宗寅在《科學素質教育的特點、內容與實施》研究中指出，科學素質教育是一種“求真”的教育，它著力于培養學生運用唯物辯證法的思想與觀點來分析和解決問題的能力，引導學生以科學的態度去觀察、解釋和描述客觀事物，使他們逐漸形成科學的世界觀和方法論。它重視增強學生的科學觀念和科學應用意識，使他們善于捕捉科技信息并進行信息交流，善于自我學習、自我發展，以適應社會進步的要求。而理科實驗教學也正是以“求真”方式引導學生去探求科學的奧秘。

總而言之，從中學實驗教學相關文獻的調查結果可以看出，世界上的主要國家都在積極開展對中學實驗教學的研究，并且都取得了令人矚目的成果。但中學實驗教學仍然還是受到了具體教育環境、學校設施器材、教育部門關注程度等外在環境的影響，僅就我國來說，很多學校的實驗教學仍然只是流于表面的形式化教學，并沒有針對權威的教學理論來對實驗教學進行教學設計，所以規范教學觀念，針對實際教學環境進行教學實驗的改進和彌補，靈活運用教學研究成果，才能夠真正實現中學實驗教學的提高。

參考文獻：

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[3]周壯.中外中學物理實驗教學的比較[D].山東師范大學，2012.

[4]王曉靜.中學生物實驗教學現狀的調查與分析[D].河南大學，2013.

編輯 趙飛飛