主题5：中学理科实验教学与学科素养提升

第一组 主持人：何善亮（南京师范大学副教授、博士）

刘霁华（市教研室物理教研员、教授级中学高级教师、特级教师）

活动时间：5月18日上午9：00-11：00

活动地点：正衡初中

活动记录：

刘老师：

（1）介绍主题：中学理科实验教学与科学素养提升

背景：培养知行合一的创新人才是国家教育发展纲要的目标要求，目前初高中升学压力使实验教学受较大冲击，如演示实验变成讲解实验，分组实验变为演示实验等。这样教导致学生动手能力较弱，学科素养难以得到全面发展。在此背景下我们提出了今天的主题，希望通过这一主题的研讨，交流思想，提高认识。

（2）介绍嘉宾：何善亮，南师大教育学院副教授、博士，从事中学物理教育多年，在课程研究方面做过大量研究。

（3）当前实验教学现状：有些学校实验室不达标，学生自主实验、创新实验课程的开发比较缺乏。学科实验教学的价值没有得到应有的体现，实验教学的有效性及对学科教育的提升的研究还不够。实验考查的组织和评价也需要进一步研究。

接下来请老师们谈一谈自己在实验教学中的成功经验。

何善亮教授：

中学从教20多年，后来也指导小学科学教育。对中学物理教学有一定自己的想法，在此愿与各位分享，想先听听大家的理解和困惑。

1．北郊中学 李松：我校的公开课中一贯对物理实验很重视，有设计性实验、演示实验，自主实验。①演示实验适合引入，建立新模型，新颖且与节课内容相关。一般放在课堂开始，在上课时有所呼应。优点：老师与学生互动，现象明显、吸引学生，但互动少，参与同学少。②学生实验一般为分组实验，主要是验证和探究。例如探究影响电阻的因素，主要是给任务、思路指引。研究全反射现象，也是给思路。

感到困惑是：探究式实验教学目的是想让学生自己发现？但是一味让学生自己发现又时间不够，所以只能有所指向。我想问何教授：老师指向程度怎样才既让学生发现又不影响教学进度。

何教授：

从教学效率方面来看，有指导的探究究教学效率更高。

解决方法方法：对探究性实验要好好分析，看看哪些适合，哪些不适合，如果学生能力强，可少指导工作，如果学生能力弱，可多指导。总之，要分析学生现状。

我认为理科如果没有实验教学的话那一定是欠缺的。

刘老师：

教学中存在放与收的问题。一节课中知识点较多，可能存在探究主题过多，后来收不回来的现象。例如我听过的一节课：探究重力与什么有关？学生就什么都猜，有说体积的，有说高度的。体积好解决，高度在当时和学生就不太能讲的清楚，所以那时老师就选择跳过，收不回来了。这就存在度的把握及教师的引导，探究的课堂与科学家的探究是有区别。

2．省常中 周莉英： 我开过一节公开课，探索究a与F、m的关系。一开始就面临这个问题：探究过多，课堂上来不及，怎么办？后来我想可以这样，把探究放在课前，分小组做，要求他们写实验报告，老师适当地给每小组一定的指导。该课采用汇报的形式，让学生提前拍摄当时实验的情景，老师与同学提前交流，在课堂上再提出学生在做该实验时发生的问题，大家一起讨论，老师再次指导全班同学。这次的学生方案一共6-8种，有课本的方案，课后习题中出现的方案。这节课整体效果挺好的。但也存在缺陷：课前准备时间太长，如果1-2个班还可以实行，但不适合大面积铺开。

何教授：这节课周老师采用课前准备，课后交流的形式。这种模式更适合于研究性学习，常与课堂相结合来做比较好。

周老师提出了这个问题：探究实验，是否包括探究的所有环节？侧重点在哪？周老师还做了反思，挺好的。

3．二十四中 杨小春

我们学校是初中，学生八年级开始接触物理，一开始学生很喜欢物理，因为有很多实验，但后来发现有考试，渐渐失去兴趣。我一直在思考：为什么要做实验？答案：①知识点通过实验更好理解。②培养学生动手创新能力。③实验是探究未知世界的手段。

初中实验重研究轻设计。①初中有一些伪探究（验证性实验）②伪实验，如20分之中得到欧姆定律，欧姆几十年才得到。如牛顿运动定律，这是通过几代人的努力，我们几节课就讲完了。

我自己也做过一些尝试，除课内外，做些课外实验效果挺好。有些实验在课堂做怕起反作用。我每周布置一个课外实验，让学生能带来就带来，不能带来的可以拍照片分享。例如最近我们做的这个实验，加盐能延长燃烧时间，但对亮度几乎没有影响。这个实验过程中遇到许多问题确实能培养学生，提升他们的学科素养。

何教授：杨老师提了几个问题，我一一来解答。①为什么要做实验，我觉得除了培养学生科学素养外，还有观察现象，了解事实，这其实很重要。我们的认知分为事实性知识、概念性知识、程序性知识、原认知性知识。②关于伪实验，伪探究，教学有这样的情况，但是像欧姆定律、牛顿运动定律，我们不可能也不需要花这么长时间去研究，我们了解他们的研究过程就可以了。③应将课内课外联系起来，知识掌握没是看能否将用于生活。④过程与结果的矛盾？并不矛盾，不经历过程是得不到结果的。

刘老师：是否理解“提出问题”的内涵，往往是很多老师忽略的。老师脑海里已经有与课本相关的问题，有时就会对学生提出的与课本知识不太相关问题的不重视，也不去解决。杨老师的课外实验很值得肯定，也建议其他老师开放思维，多搜索、创设新实验，一些课外实验是值得去做的。

4．翠竹中学 王爱晖：我现在在做一个课题就是与中学物理实验相关的。做课题过程中，有这样的困惑，在此正好向何老师请教。问题①科学素养与科学素质的区别？②初中实验中有些是伪探究，如电压表测电源电压时，初中和高中的知识就不一样，常有学生上高中后回来质疑我说我讲的不对。当学生认识水平与内容不符时怎么办？

何教授：①科学素养与科学素质的区别，各位学者提法不同，概念相似。②认知真理过程总是向真理逼近的，与学生讲清楚即可，知识的建构是需要过程的。如：原子模型。电子绕核做圆周运动→会辐射电磁波→但事实上它是在稳定轨道上运动的→只能用量子力学来解释。初中说1N的力大约是2个鸡蛋那么重，学生会问是草鸡蛋还是洋鸡蛋？到高中后随着学生认知的加深，我们会说1千克力的九点八分之一，或者使1千克物体获得1m/s²的加速度的力。

5．省常中 虞俊：沙龙，可以说是现场的头脑风暴，在听大家讲的过程中，我想到了以下一些内容。先介绍我校的一些做法：①我校对实验很重视，很多老师做了许多实验器材配合自己的教学。②目前教学的现状：演示常会被视频替代。最近我在看麻省理工大学大一学生的电与磁部分的视频教学，觉得国外的实验更精致，更有趣，反思老师，也可以自己做些新的演示实验。③对分组实验的看法。我觉得分组实验还是流程化的，实验应该更偏向于开放性的。④我校有开放实验室，节假日和暑假都有，学生很积极，常会要做一些课本上或实验室没有的实验。⑤我们学校也有创新拔尖人才课程基地。对于学生的科学素来说，知识与技能可能会遗忘，过程与方法可能记得。情感态度价值一辈子忘不了。如果老师在实验遇到问题，可与学生一起探究，实事求是。

何教授：①虞老师讲真话，高三不会做实验。实验：基本的是仅仅操作。高级一些的是要有设计，误差分析等等。②演示被视频替代，这个不提倡，但如条件不允许，或自己做不成功，这样用视频也未尝不可。③对于课程基地，尖端的学校是需要的。我国学生是忙高考。国外学生是忙研究。④实验目标的三维目标：从长远看，情感、价值观；从短期看：知识、技能、方法。所以三个目标是个整体，不可分割。

6，正衡中学 黄菲：昨天下午生物实验考查，我很气愤，实验中，9个步骤中有5个就合格，大多数学生关键的4步没做出来，但实验仍合格，我想找时间来补救，造成这种结果的可能是练手的时间太少，还有就是老师素养也不够。我觉得教学评价中，实验评价也是非常重要，希望何老师能给我一点建议。

何教授：这位老师非常负责，科学实验中有完整性，实验的考查评分标准有问题，评价的标准设计有侧重，让评价促进教学。可能对教材的把控还存在问题，应该思考既让学生会又完成了教学目标。

7．正衡中学 刘晟：我虽然是一位生物老师，但我喜欢物理，会去了解量子理论、弦理论，对宇宙感兴趣。美国国家对学生的培养目标中有一条，就是培养学生对学习的兴奋之情，我也很认同，我觉得学生不兴奋的实验不做，例：①观察小鱼尾鳍的血液流动。这个实验由于各种原因好多年不做了，但我还是让学生做了，让学生真正看到血液是生命线。②洋葱表皮的观察。实验与书上插图一致，学生没兴趣。如何让学生兴奋，学生自带东西来观察。③观察植物的气孔。叶子在热水里一泡，就会看到很多小气泡。④叶子的海棉层在上表面，学生采来叶子，在课堂上从高处释放，全班都在做，很起劲。初中生物受考试的冲击小，这也是能够作何多实验让学生尽情探索的原因。

何教授：刘老师做了很多尝试，有自己的看法。提议：写成小论文。我想了解一下你为何对物理喜欢？初中生物如何受考试的冲击小？两者有关系吗？

刘晟：喜爱物理有两点原因。①我是是虞老师学生，受其影响，是他让我喜欢上物理的。②是自身想了解。关于受冲击小，我们的实验考查就是书上的，不考试学生有时更愿意学。其实学生初中走进的第一个实验室，就是生物实验室，我会在一开始就向他们强调很多进入实验室要注意的事项，目的也是为进入其他实验室做准备和培养他们科学素养。

何教授：肯定，常州的老师更看到学生今后的发展。

8．同济中学 丁娟：我是化学老师也是生物老师。我觉得生物课中，观察叶子的海绵层在上表面，让叶子落地，到校园中观察看更好。我自己孩子，更喜欢物理，这可能源于对实验的向往。昨天，实验考察有的学生操作技能、科学素养较差，有很多学生不看要求，药品乱倒，甚至火柴不会点。我也希望重视实验教学，也可将微视频用于复习课，不能只要功夫深，黑板实验得高分。

何教授：有些实验的确是比较枯燥的。

刘老师：丁老师既是老师也是学生家长，你提到的初二时学生对物理期待，初三可能失落。这值得我们做老师的反思。

9．三中 王鑫：我觉得人要有些追求。我们学校学生现状，我们对实验教学偏少，也会用视频代替，我觉得探究性实验是要的，演示实验也是能激发学生的学习兴趣。我们也可以将实验系统化，教案成品化，这样更适合我们学校。

何老师：现在学生动手能力的确差。如果给他们一块木头，锤子、钉子，要用锤子将钉入木头，这个很多学生都做不好。所以我们一定要做实验。实验不仅能激发兴趣，也要认知，甚至认知冲突，也是教学的需要。学生探究能力的提高，是一个缓慢的过程，必须经历认知到提高的过程。我们也应关注原认知的问题。我看了一本书，书名叫《孩子如何学科学》，书中就提到要注重孩子的前概念，要注重孩子形成些大的概念、概念网。

总结：

刘老师：今天大家主要从2个方面谈我们的主题。①实验教学。②实验教育。教学方面：我们应进一步强化对相对稳定的内容的教学，应服从考试和学生发展。教育方面：高考不考动手，这样导致只做实验题，从学生发展角度，我们教师应强化学生的动手能力。让我们一起努力！

第二组 主持人：吴永才

根据报名情况，第二组应到34人，实到17人，实际参加沙龙活动的老师均为中学物理、化学和生物三科的教师，其中初中教师有16人，高中教师有1人，报名而未参加的高中教师有8人。17人中有的是带着任务而来，有的是带着思想而来，有的是带着问题而来，有的是带着经验而来，有的是带着疑惑而来，尽管时间短暂，但是沙龙活动有效地激发了教师们学习和研究的热情，促进了教师们对教学实践的积极反思。通过沙龙活动，教师们在分享经验、交流体会中，对实验教学有了进一步的理解和认识，对实际教学过程中面临的实际问题有了更为理性的思考和积极的应对。现将活动的具体情况摘要如下：

吴永才：

首先，欢迎和感谢各位的到来，有机会和大家来共同研讨实验教学的问题，我感到非常荣幸。沙龙是什么？沙龙是教研活动的一种形式。沙龙是合作分享，每一位教师都可以从个人经验和研究的角度来谈自己的观点、想法和做法；沙龙是自由言说，沙龙为大家畅所欲言创造了机会；沙龙是质疑探究，可以有不同的观点，可以从多维视觉和多元方式来研究问题，大家对实验教学要有自己的理解力、批判力和创造力。本课题的关键词有两个，一是理科实验教学，二是学科素养。问题的思考可以多角度、多方面，多层次，如是什么？为什么？怎么做？做得怎么样？如何做得更好？现状分析、概念界定、价值定位和实施策略等是重点研究的问题，你有什么经验、问题或困惑，大家可以来交流分享。

蔡惠（正衡，生物）

从案例说起，利用实验来激发学生的学习兴趣，培养学生的生命意识。实验教学时，学生人数多，教师少，如何解决？

吴永才：

实验的教育功能？实验过程中教师的角色定位？

蒋洁（市北，生物）

“小鱼实验”还培养了学生的动手操作能力，对生命尊重和敬畏的人文精神。

吴永才：

实验一方面可以提升学生的科学素养，另一方面也可以提升学生的人文素养。理、化、生（理科）的学科价值有哪些？如化学的生活化、生命化和社会化的价值。

唐黎和（二中，物理）

初中学生对实验有浓厚的兴趣。高中学生会受到课时的影响，时间短，实验少。如何使学生有更多的实验机会以不断提升学生的学科素养？物理实验除了课堂教学以外，也可以渗透到生活中去，解决生活中的实际问题。

吴永才：

影响理科实验教学的因素有哪些？

如考试压力，课时问题，实验室条件和管理，学校、教师和学生的态度等。

教师如何为学生创造更多的实验机会和更好的实验条件？

彭小伟（八中，化学）

实验对学生的知识掌握如何起更好的作用？验证性实验和探究性实验如何区分？在初中，学生实验时，教师如何更好地引导和指导学生？

吴永才：

初、高中实验教学如何衔接？（如知识、思维、方法等）

教师开展实验教学要有几把刷子：学术境界，学科功底和教学设计等。如验证性实验和探究性实验如何选择和设计，如何基于学段、学情和内容进行设计？

薛斐（八中，化学）

案例：初中化学塑料的鉴别（略），教学设计如何改进？

吴永才：

如何发挥实验不可替代的教学功能？如何利用实验来发现知识、提高能力和提升素养。知识、能力和素养如三维空间（x、y、z）。

教学设计要基于课标、考纲、教材、学生、内容、问题、经验和课型等。

学科素养至少包括：知识、方法、态度和精神等几个方面。

於琳雅（正衡，生物）

教师要多努力，克服困难，创造机会给学生实验。不受学科地位的影响、多参与学校的校本课程的开发，重视实验的开设，努力解决实验时间少、连续性不够等问题。

吴永才：

实验教学中教师可以做些什么？教师又如何激发学生学习的兴趣、引发学习的乐趣，诱发学习的情趣，开发学习的志趣。

实验有不同的类型，如自主、合作、探究、验证、趣味、家庭、演示、分组、课内、课外等，如何区分？如何根据不同的实验类型有效开展实验教学？

朱玉（二十四中，物理）

案例1：不喝电水壶烧的水（记忆中老师说的）

案例2：实验操作考试

培养学生的动手能力非常迫切，教师个人素质的提升也很重要，实验的设计需加强。

季洁（清潭，生物）

实验考试能否参与到中考评分中

吴永才：

实验教学如何评价？初、高中实验教学评价有何不同？评价又如何渗透到实验教学过程之中？评价是为了改进教学，促进学生（教师）的发展。

盛曙霞（勤业，生物）

实验教学究竟是为了提高成绩，还是为了学生发展。

吴永才：

实验教学是否可以既提高学生的成绩，又为了学生的发展。观念是行为的先导，是方法的源泉，实验教学对学生学习能力的提高和学科素养的提升是理科教学的重要方式和有效途径。科学探究是新课程改革的突破口，实验探究是科学探究在学科教学中的具体化，理、化、生都是以实验为基础的学科，实验探究能力是理、化、生学科的关键能力。

各位老师，不知不觉，2个小时已经过去了，还有几位老师未有机会发言。今天，大家对实验教学发表了许多看法和想法，更多的是自己的切身体会，视界交融、经验分享、智慧碰撞，有利于我们更为有效地开展实验教学。今天的沙龙产生了许多有待深入研究的问题，许多问题需要大家在学习中研究，在实践中反思，沙龙也引发了大家后续的思考和行为跟进，希望大家沙龙以后有进一步的研究，非常感谢大家的积极参与，希望以后有机会和大家再议！

第三组

主持人：李能国

记录人：骆明珠

参加人数：20人

科学素养几乎是世界各国教育改革最为关注的领域，因为当今世界科学技术飞速发展，只有全体国民科学素养的提高，才能满足各行各业对普通劳动者素养的需求，满足科技含量越来越高的现代生活的需要。没有足够的科学素养，学生在未来社会的生存和发展将受到极大的限制。《美国国家科学教育标准》对科学素养有具体的描述：对日常所见所历的各种事物，能够提出、发现、回答因好奇心而引发出来的一些问题；有能力描述、解释、甚至预言一些自然现象；能读懂通俗报刊刊载的科学文章，参与就相关结论是否有充分根据的问题而进行的社交谈话；能识别国家和地方决定所赖以为基础的科学问题，并且能提出有科学技术根据的见解来；能根据信息源和产生此信息所用的方法来评估科学信息的可靠程度；有能力提出和评价有论据的论点，并且能恰如其分地运用从这些论点得出的结论。

实验教学是理科教学的基本形式之一，学生在完成探究实验的过程中，能够体验知识的形成和发展过程，掌握科学实验的思想和方法，提高分析问题和解决问题的能力，培养科学精神。人本主义心理学家马斯洛认为：“人具有自我实现的需要”。探究实验是课程标准的具体内容要求，探究是一种学习策略和方式，教师要设法让学生在探究实验中获得成功的情感体验，自主地达成知识目标，掌握科学的思想和方法，培育正确的态度、情感与价值观，这样，中学理科的学习才真正是每个未来公民不可或缺的教育经历，其学习成果是公民素养的基本组成部分。

主持人：常州市教育行政部门对理科的实验教学重视，加大实验装备的投入，强化实验教学的管理，组织初中和高中的理化生实验考等。希望今天大家能畅所欲言，谈谈自己在实验教学中的经验、感悟或者建议。

北环中学王勇：我们学校各个实验一直都做，同时与教材中的实验相比，做了一些调整变化，摒弃固定的模式，让学生探索和得出结论。老师更关注实验的细节。

丽华中学黄薇：学生解题能力不强，可能是老师平时的教学过程中，给学生实验、分析的时间不够。老师要将时间给学生而不能代替学生的实验、思考过程。同时，老师自己的实验能力也要跟上，许多实验老师要自己多练习，达到理想的效果。

正衡中学周晶:除了一些有危险的实验由老师演示，其他的实验我们都会进行分组实验，甚至一些课外知识中提到的实验也尽可能让学生动手。学生在做的过程中，会主动地去探究、分析，学习兴趣很浓。

正衡中学范舒洋:我在上学期开设一次对外公开课，将教材中一个定性实验拓展成为一个定量实验，通过展示和评价，发现了许多问题，老师和学生的收获都特别大。除了课本实验，我们的校本课程中开发了许多实验，学生也有很多好的创意，教师要积极进行引导。

花园中学岑洁萍:我原本是高中教师，到初中教学第一年，发现初中的实验比高中多，如果不进行实验，学生很难得出结论，影响能力的培养。但因为班级多，实验器材不足，同时课时不够用。

花园中学梁可晶:我们花园中学的物理实验员特别敬业，他能开发许多新的实验，对实验器材进行创新，特别是运用现代技术，收到理想的效果。

田家炳中学马云皓：化学中的验证性实验，能够提高学生的操作能力，探究性实验，可以培养学生的探究、创新能力。

三中韩志祥：理科实验在教学中的作用有激发学生的兴趣、创造符合学生认知规律的环境、提升学生的思维能力、培养学生的科学态度等。而提升实验教学有效性的策略是精心准备、创设实验出现的时机、将传统实验与现代数码技术结合。

清潭中学范颖：不同的课型中都可以有实验。新授课上的实验可以培养学生科学的思维方式，提高学生的科学素养。复习课中做实验，是对知识的唤醒，学生也非常有兴趣。习题课上的实验，学生更容易理解实验现象与原理，提高解题的正确率。

清潭中学包志英：实验有观察性、验证性和探究性几种，我们除完成教材中的分组和演示实验，还会开发一些实验，以提高学生的兴趣。复习课中的实验面临时间紧的问题，可以在新授课时拍照片、视频，然后在复习课、习题课中播放。

青龙中学夏卫娟：我们的学生对理科实验的兴趣非常浓厚。学生设计的实验方案、实验过程和实验结果都需要进行展示和交流，一方面提高学生的表达能力，同时也能提高批判性思维能力。

24中董超：我是一位实习教师，24中举行的科技节中，看到学生运用能力强、创新思维。这也是提升学生科学素养的重要途径。

省常中沈燕萍：我的学生实验报告是电子版的，有流程、数据和图片，然后形成一个文件包，这是十分重要的课程资源。在概念教学过程中，概念是抽象的，而学生在实验过程中，感受到概念的形成过程，这是一个从具体到抽象的认知过程。

省常中张金怡：视频实验不能代替真实的实验过程。让学生在化学实验中，真实的感受到物质的气味、看到形态变化等，这是十分有必要的。在高三的复习课，我们学校的曹丽敏老师同样引入了实验，巧妙地突破教学的难点。

田家炳中学谭中恺：实验有很多种类型，首先要明确实验的定位，实验的目标不同，教学设计就不同。同时，化学实验要与其他学科的实验思想和方法进行融合。

同济中学黄嘉：我清晰地记得自己在中学时代完成的实验。实验对一个学生的影响很大，每个学生都是热爱实验探究的。

同济中学屠敏：我们的学生有许多不能掌握正常的实验操作，因此我更强调实验的规范，要求学生能描述实验的过程，同时老师对学生的评价要及时、准确。

勤业中学骆明珠：理科的实验教学能培养学生的兴趣，提升科学素养。我们学校比较成功的经验是将实验微型化、生活化。