陳超越　邢宏龍　張曉梅　胡勁松

（1安徽理工大學化學工程學院，安徽淮南232001；2江蘇理工學院化學與環(huán)境工程學院，江蘇常州213001）

·教學研究與改革·

踐行寬容失敗理念開發(fā)實驗失敗之教學價值

陳超越1，2邢宏龍1，*張曉梅1胡勁松1

（1安徽理工大學化學工程學院，安徽淮南232001；2江蘇理工學院化學與環(huán)境工程學院，江蘇常州213001）

引導教師審視實驗失敗（失誤）的教學價值，營造出寬容失敗、善待挫折、鼓勵成功的氛圍。通過建立“錯誤病歷”和“會診”制度、提供實驗補做條件、改進新設實驗項目、建立“實驗失敗探索—科研訓練—畢業(yè)設計”互通機制、在實驗失敗中尋找科研靈感并孵化研究課題等措施，初步建立起實驗失敗中的教學資源的開發(fā)機制。

實驗教學；實驗失??；寬容失??；實驗中心

www.dxhx.pku.edu.cn

在化學實驗中，成功與失?。ㄊд`）相伴相生、如影隨形。因為諸多不確定因素都有可能對化學實驗過程產生影響，所以學生的實驗結果常常會偏離預期、陷入困境或導致實驗失?。?］。也正因為此種原因，同理論課相比，化學實驗課往往更難按照教師和學生的意愿及時掌控。我們發(fā)現，在大學化學實驗教學中，師生對實驗教學中的失敗（失誤）事例、實驗異常現象等在觀念、認識、處理方法等方面有一些傾向值得關注。

一方面，在基礎實驗和經典實驗教學中，有些教師為了提高實驗成功率，講解和指導過多、過細，以避免學生出現實驗失?。ㄊд`）。然而，在實驗結束后，師生雖然“皆大歡喜”，但卻使得化學實驗的神秘感和挑戰(zhàn)性降低。成功來得太容易，同時又對失敗的親身體驗較少，其實不利于學生全面理解和掌握某些實驗的實質和精髓，也不利于培養(yǎng)良好的實驗習慣。另一方面，隨著近幾年綜合性、設計性、創(chuàng)新性實驗項目的不斷增加，部分高年級實驗的難度和復雜性提高，實驗異常、實驗失敗等情況隨之增多。但在實際教學中，教師仍然將很多精力放在那些實驗順利的學生身上，很多實驗失?。ㄊд`）的事例因為缺乏深入指導，最后都無果而終、不了了之。這樣就使得綜合性、設計性、創(chuàng)新性實驗項目的效果大打折扣。這些現象反映出有些教師對待學生實驗失敗（失誤）的態(tài)度不夠理性，心理稍顯浮躁，甚至將其視為“包袱”，而未能將實驗失?。ㄊд`）事例看做一種“教學資源”，更沒有很好地利用和開發(fā)其教學價值。

任何實驗過程中都存在正、反兩個方面的實驗經驗，正面的、成功的經驗固然重要，但異常的、失敗的實驗也有其無可替代的價值。很多實驗教師都深有體會：有時候學生對“成功”的實驗印象并不深刻，但卻對“失敗”過的實驗念念不忘。所以，從眾多實驗失敗（失誤）事例中，可以建立起“實驗失敗原因”的信息庫，再從這一信息庫中深入“挖潛”，使之成為提升實驗教學水平的新的增長點。我們在化學實驗中心的管理實踐中，積極貫徹“寬容實驗失敗”的教學理念，在開發(fā)實驗失敗（失誤）事例的教學、科研價值方面做了一些有益的探索，有效提升了我校的化學實驗教學水平。

1　重新審視實驗失?。ㄊд`）的教學價值

在新的教學資源觀中，并非只有正確的、積極的因素才是教學資源。實際上，學生的經驗、感受、見解、智慧、問題、困惑、錯誤等都是重要的教學資源［2］。英國科學家卡爾·波普爾（Karl Popper）說過：“錯誤中往往孕育著比正確更豐富的發(fā)現和創(chuàng)造因素，發(fā)現的方法就是試誤法”。實驗失敗（失誤）事例其實就是一種具有特殊教育功能的學習資源，關鍵是在實驗失?。ㄊд`）發(fā)生后，教師如何利用這些事例所帶來的教學契機，賦予其特有的教學價值。

1.1實驗失?。ㄊд`）的體驗是學生實驗能力螺旋式上升的必然階段

實驗失?。ㄊд`）頻頻出現是化學實驗課堂的本真，也是學生實驗過程中的必然經歷。學生的實驗失敗（失誤）是學生理論知識、實驗技能、實驗品質等弱點最直接的暴露。由于學生思考問題的方式形形色色，他們出錯的地方也千差萬別，暴露和呈現學生的失?。ㄊд`）往往能夠成為實驗教學真正的起點。同時，實驗失敗（失誤）往往發(fā)生在關鍵或轉折之處，學生每遭遇一次實驗失?。ㄊд`），就增添了一次打破和超越已有實驗經驗的機會；每克服一次實驗失敗（失誤），學生已有的實驗技能和實驗能力就會呈現一種螺旋式上升。

1.2實驗失?。ㄊд`）的磨礪有利于培養(yǎng)學生良好的實驗品質

在實驗教學中，除了訓練學生的實驗技能之外，培養(yǎng)學生良好的實驗品質也很重要?；瘜W實驗素養(yǎng)主要包括科學態(tài)度、科學作風和刻苦鉆研、永不放棄的精神等。這些實驗品質往往在學生有了實驗失?。ㄊд`）的切身體驗之后，才能得到更好的磨礪和錘煉。

（1）培養(yǎng)學生耐心細致、精益求精的品質：很多實驗失敗（失誤）是因為學生粗心、急躁、規(guī)范操作意識不強等造成的，失敗（失誤）的發(fā)生能夠引發(fā)學生對自己實驗操作的深刻檢討，通過自我反省，學生會自我糾正一些不良的實驗習慣，逐步養(yǎng)成耐心細致、精益求精的實驗品質。這往往是教師平時苦口婆心的說教所達不到的效果。

（2）體驗科學發(fā)現的艱辛，培養(yǎng)知難而進的精神：化學實驗過程是科學研究過程的縮影，只有成功、沒有失敗的實驗過程無法讓學生體會到科學發(fā)現的艱辛和曲折。學生在遭遇實驗失?。ㄊд`）后會產生挫折感，并面臨“是進？是退？”的抉擇。有些學生半途而廢，甚至一蹶不振。還有些學生敢于正視錯誤，絕不氣餒，在遇到失?。ㄊд`）時，首先嘗試自己解決，解決不了再尋求老師幫助，想方設法完成實驗。這種曲折的實驗過程，有利于培養(yǎng)學生吃苦耐勞、永不放棄的品質。

（3）鍛煉學生觀察問題、分析問題和解決問題的能力：異常現象以及實驗失?。ㄊд`）等可使學生處于真實的問題情境之中，直面困難。通過追根溯源、質疑反思、多向思維等，能夠全面鍛煉學生觀察、分析和解決實際問題的能力。

1.3實驗失敗（失誤）的解決“倒逼”著實驗教師自我提升

學生在實驗中出現的失?。ㄊд`）以及異常現象千差萬別，有些甚至涉及多個學科的內容。特別是近幾年新開設的綜合性、設計性、創(chuàng)新性實驗項目，其中某些甚至超出了本科生現有的知識水平。這些問題的解決對教師的教學也是一種新挑戰(zhàn)，“倒逼”著實驗教師不斷地自我提升，由“經驗型”向“科研型”、“創(chuàng)新型”轉變。在探究過程中，師生共同發(fā)現問題、反思錯誤、相互合作糾正錯誤，可使師生雙方在探索活動中都得到提高，實現“教學相長”。

2　營造寬容實驗失敗的良好氛圍

有些教師認為，學生實驗失?。ㄊд`）的出現加大了自己的工作量，浪費了較多的時間和精力；同時，對某些情況復雜的實驗，因為不能馬上找出原因和當場提出解決辦法，會使教師感覺尷尬。所以不少教師對學生的實驗失?。ㄊд`）采取放任或責備的態(tài)度，甚至還會過度批評。然而，教學實踐表明，機械、刻板的壓制或者無視學生實驗犯錯往往會事與愿違，其主要表現有：

（1）實驗教師對實驗失?。ㄊд`）的責難、否定和打壓，會導致學生實驗過程中謹小慎微、懼怕錯誤，壓抑了學生的個性。

（2）由于有些教師對實驗失?。ㄊд`）批評和指責過多，少數學生為了免于苛責、急于求成，常常會出現抄襲其他同學的實驗數據、猜測填寫實驗結果、編造實驗現象等實驗“摻假”、結果“失真”的不良現象。

（3）教師過度的預防實驗失敗發(fā)生或對實驗異?，F象置之不理，會大大減少學生擴展認知范圍、接觸新發(fā)現的機會，使其好奇心、求知欲以及大膽嘗試的探索意識被扼殺。這與培養(yǎng)創(chuàng)新思維和創(chuàng)造型人才的理念相違背。

我們注重引導教師走出思維誤區(qū)，更新教學理念，善待學生的實驗失敗，擺脫師生彼此埋怨、互相不理解的教學困境和“怪圈”。面對實驗教學中出現的失?。ㄊд`）情形，要求教師消除浮躁心理，尊重已有的實驗現象和結果，學會傾聽學生的描述和解釋，讓學生發(fā)表自己的初步見解，開展與學生的平等討論和交流，營造寬容實驗失敗的良好氛圍和環(huán)境，鼓勵學生重拾信心、敢于再拼再試。

3　踐行“實驗失敗”的教學價值開發(fā)機制

教師的責任并不僅僅在于課前精心準備，預防實驗失敗（失誤）的發(fā)生，還在于當實驗失?。ㄊд`）發(fā)生后，要善于透過現象看本質，及時捕捉其教學價值。應鼓勵并引導學生從“錯誤”中學習，從單純地注重實驗結果轉向強調實驗過程的體驗。

從我?；瘜W實驗中心的實際情況出發(fā)，我們從時間、場地、試劑、儀器、經費、師資、制度、管理等諸多方面進行了統(tǒng)籌安排，在制度設計和管理實踐上，初步建立起了“實驗失敗”的教學價值開發(fā)機制。

3.1建立學生實驗“錯誤病歷”和教師“會診”制度

在每個實驗項目的實際教學中，學生都會有共性的、個性的實驗失?。ㄊд`）現象；在每門實驗課程結束時，會出現一定程度的實驗失?。ㄊд`）累積、學生實驗能力分化等現象。對于學生實驗中出現的林林總總的失敗（失誤），我們要求實驗教師要做“有心人”：第一要分門別類地進行整理、歸類，建立起“錯誤病歷”，明確哪些屬于“技能型錯誤”、“素養(yǎng)型錯誤”或“觀念性錯誤”等；第二要對這些失?。ㄊд`）進行正確歸因、找出癥結，以便以后調整教學對策；第三要評估這些實驗失敗問題的教學價值的高低，提出不同層次的解決辦法，對其中確有研究價值、難度較大、甚至是跨越多個學科的實驗失敗難題，建立教師“會診”制度，組織相關領域的教師集體定期研討、共同攻關。

實驗“錯誤病歷”和教師“會診”制度的建立，能使教師對學生實驗失敗（失誤）的類型、特點、產生原因、補救措施等了然于心、充分預估。這樣，教師在實驗巡視中就能夠做到從容面對，“現場”提出中肯的糾錯方法。由此也改變了少數教師一味地批評、指責學生等簡單粗暴的做法，不會陷入師生面對失敗手足無措的窘境。

3.2建立實驗失敗重做、補做等補償機制

因為實驗課時的限制，很多失敗的學生實驗隨堂來不及重做和補做，最終不了了之。有些學生認為實驗成敗與否無關緊要，漸漸就降低了對自己實驗的要求。

為此，我們建立了實驗失敗重做和補做的長效補償機制，利用課外時間開放實驗室，提供重做所需的實驗藥品、儀器、設備供學生利用，或者在每門實驗結束后，安排統(tǒng)一時間集中讓學生重做失敗實驗［3］。根據需要還向學生開放大型儀器資源、網絡資源等。例如，有些有機反應的特殊產物需要使用氣相色譜（GC）、液質聯用（LC-MS）等進行分離，或者紅外、核磁、質譜等儀器表征其結構等。

另外，對學生重做實驗不限定完成時間，為其提供更為充裕的時間來解決疑難問題。同時，我們?yōu)槠渲付ㄏ嚓P領域的老師進行指導，并為指導教師計算工作量。

3.3依據實驗失?。ㄊд`）建立新設實驗項目完善和改進機制

近些年，很多高校在實驗教學改革中，淘汰了過于陳舊的實驗項目，新增了很多涉及新方法、新技術的化學實驗項目，深受師生歡迎。但這些新設實驗項目在最初設計時往往是從教師的角度出發(fā)的，在具體的實施過程中或多或少會存在不完善、不合理、甚至不科學的地方［4］。學生往往就是在這些有缺陷的地方頻發(fā)實驗失?。ㄊд`）。所以，學生暴露出的實驗失敗（失誤）是我們進行新設實驗項目改進和完善的重要依據。

我們對所有的新開設“綜合性”、“設計性”實驗項目建立了“實驗失敗調查制度”，即在該項目首次實施后，向學生發(fā)放實驗失敗情況“調查表”，向學生征集其在每個新設實驗項目實施中出現的主要出錯點、困難以及改進意見。同時，我們還讓學生參與到新設實驗項目的籌備、改進中來，從“試做者”的角度，對實驗項目的內容、方法、操作過程等每個細節(jié)反復考查，以提煉出可操作性強、實效性好、有創(chuàng)新特色的實驗項目。

3.4建立“實驗失敗探索—科研訓練—畢業(yè)設計”互通機制

對有些難度較大、確有研究價值的實驗失敗（失誤）的探究，必須要有時間、場地、儀器、經費等的配套支持。這種實驗失敗的探索活動可能一兩次無法完成，需要一定的探索周期；有些還需要查閱文獻、設計方案、請教師指導等。

我們建立了“實驗失敗探索—科研訓練—畢業(yè)設計”互通機制，根據情況，可以讓一些學生提前進入“科研訓練”階段或者“畢業(yè)設計”階段，允許他們提前領用“科研訓練”教學經費或者“畢業(yè)設計”生均經費等用于探究。允許學生通過“師生互選”，選擇相關領域的導師指導其探索活動。在共同探索過程中，教師和學生彼此熟悉，這樣，學生就可在探究結束后，繼續(xù)留在該導師的實驗室完成科研訓練、畢業(yè)論文等。

同時，我們安排有相同失敗情形的學生組成研究小組，合作探索實驗失敗原因。

3.5通過“科研課題孵化”機制在實驗失?。ㄊд`）中尋找科研靈感和研究課題

眾所周知，化學新理論的發(fā)現、新技術的發(fā)明、新技能的掌握等都是一個反復“嘗試錯誤”、長期探索的過程。在這一過程中，通過反復多次“試誤”，在排除錯誤的同時逐漸顯現正確的方法。有些實驗失?。ㄊд`）事例，特別是在近幾年新開設的綜合性、設計性、創(chuàng)新性實驗項目中出現的異常現象有一定的科學研究價值［5］；有些實驗失?。ㄊд`）中還可能蘊含著“亮點”甚至是新的實驗發(fā)現。所以，在實驗失?。ㄊд`）的反復探索中，在與學生的實驗交流互動中，可以尋找到新的科研靈感，并培育、孵化出新的科研課題。

我們在實驗教學中建立了“科研課題孵化”機制，將一些實驗失敗中有“創(chuàng)新點”的小課題“孵化”、升級為層次不同的科研課題，實現了教學與科研的“雙贏”。在“挑戰(zhàn)杯”、“大學生實踐創(chuàng)新訓練計劃”等的申報過程中，優(yōu)先支持源自實驗教學中的新課題，鼓勵學生和教師圍繞實驗項目的探索發(fā)表教研論文和科研論文。

3.6建立起向“寬容失敗”傾斜的實驗教學評價辦法

失敗并不都是師生主觀不努力造成的，有時候寬容失敗與鼓勵成功同等重要。對于實驗教師和學生，我們還從實驗評價辦法方面增加彈性，使其更加人性化，不以一時一事定終身。寬容其失敗、鼓勵其成功。針對不同層次的實驗項目，制定和完善向“寬容失敗”傾斜的實驗教學評價具體辦法。對于實驗失敗的學生，只要其反思深刻、補做成功、確有收獲，不但不影響其實驗成績，還可以視情況給予較好的成績。對于教師，只要其解決實驗過程中的疑難雜癥有力，就給予其適當的工作量、實驗條件、經費等方面的支持，同時在實驗教學效果評價方面給予傾斜，提高教師的教學積極性。

需要說明的是，“寬容失敗”絕不是“縱容失敗”。教師一定要辯證地看待學生在實驗教學中的“成功”與“失敗”，對實驗失敗（失誤）一定要注意把握好“寬容度”。既要對值得寬容的實驗失敗給予一定的指導和幫助，又要防止低級的、無謂的操作失誤等。特別是對實驗安全類的失誤要嚴加防范，一切都要以學生實驗能力的提高為評價標準。

4　結語

當我們換一種思路看待實驗失敗，換一種角度審視實驗失敗，換一種方法處理實驗失敗，就能將實驗失敗轉變?yōu)橐环N教學資源。對于學生，實驗失?。ㄊд`）也是一條走向完善的路徑；對于教師，實驗失敗（失誤）可以成為反饋教學的鏡子。只要我們更新實驗教學觀念，消除師生實驗教學中的浮躁心理，營造好“寬容失敗”的良好氛圍，建立起實驗失?。ㄊд`）事例教學價值的長效開發(fā)機制，就能達到鍛煉學生、教師，提升實驗教學水平的目的。

［1］孫宏.實驗技術與管理，2013，30（5），157.

［2］莊京，彭卿，王訓.大學化學，2010，25（1），13.

［3］周璐珊，張文雄.化學通報，2012，75（3），279.

［4］鄧克儉，陳棟華，伍明，唐萬軍.大學化學，2013，28（2），22.

［5］張洪奎，朱亞先，夏海平.實驗技術與管理，2012，29（1），7.

Attempts on Practicing the Failure Tolerance and Exploring the Teaching Value from Experimental Failures

CHEN Chao-Yue1，2XING Hong-Long1，*ZHANG Xiao-Mei1HU Jin-Song1
（1School of Chemical Engineering，Anhui University of Science and Technology，Huainan 232001，Anhui Province，P.R. China；2School of Chemistry and Environmental Engineering，Jiangsu University of Technology，Changzhou 213001，Jiangsu Province，P.R.China）

Aiming to practice the concept of failure tolerance in chemistry laboratory teaching，we encourage teachers to re-examine the values of experimental failures as opportunities for students′experimental ability training and curriculum study.At the same time，we have taken steps to create a friendly failure-tolerant environment and explore teaching and research resources from those experimental failures，including collecting and providing consultation on experimental faults，facilitating rerunning experiments，renewing and improving experimental projects，looking for scientific research opportunities in experimental failures，and establishing failure-friendly assessment methods.By exploring resources in experimental failures，teaching quality，research abilities，and social service levels of our chemistry experiment center have been promoted and improved.

Laboratory teaching；Experimental failure；Failure-tolerant；Chemistry experiment center

O6；G64

10.3866/PKU.DXHX20160206

，Email：hlxing@aust.edu.cn

安徽省質量工程項目（2013jyxm075）；安徽理工大學重點教研項目（2013zdxm06）