徐宏武

1問題的提出

1.1教師習(xí)慣于黑板上“講實驗”的教學(xué)模式

傳統(tǒng)實驗教學(xué)的模式在于“教師講、學(xué)生聽”，學(xué)生從教師講解的有關(guān)“實驗”的內(nèi)容中抽取要點，進行理解和記憶，并通過“紙筆練習(xí)”加以強化。雖然這樣的教學(xué)模式可以在一定程度上提高學(xué)生考試的分數(shù)，但僅僅依靠理解和記憶的傳統(tǒng)教學(xué)模式并不能從根本上解決學(xué)生心中的困惑，學(xué)生解決問題的能力長期得不到培養(yǎng)，高分低能的現(xiàn)象屢見不鮮。

1.2教師只注重學(xué)生實驗的形式，忽視學(xué)生實驗的思維過程

科學(xué)新課理念注重有思維含量的過程性教學(xué)目標，試圖通過學(xué)生的實踐幫助學(xué)生“理解”科學(xué)實驗、“認識”科學(xué)本質(zhì)。但是，在一些實驗教學(xué)的課堂中卻出現(xiàn)了不和諧的“音符”，教師講實驗操作、學(xué)生低層次模仿；教師只關(guān)注學(xué)生實驗做完了沒有，忽視實驗過程中學(xué)生的思維發(fā)展了多少。這樣的教學(xué)方式表面上看體現(xiàn)了學(xué)生的動手體驗，但在“理解性”“發(fā)展性”層面沒有注意學(xué)生的需求，實驗教學(xué)僅僅浮于表面，學(xué)生草率完成實驗、拼湊數(shù)據(jù)等情況屢屢發(fā)生，這種貌似重視實驗的僵化實驗教學(xué)注定不能促進學(xué)生實驗水平的提升。

1.3教師忽視學(xué)生錯誤，浪費了最為寶貴的“教學(xué)資源”

日常實驗教學(xué)中，教師總認為自己已經(jīng)把實驗操作、原理等內(nèi)容講得明明白白，但學(xué)生操作時卻錯誤百出。這種現(xiàn)象的背后，很少會有教師去分析這些“錯誤”產(chǎn)生的真正原因，去尋找解決錯誤的教學(xué)策略以及糾正錯誤后的教學(xué)效果?！皩W(xué)生錯誤”這種寶貴的教學(xué)資源被白白浪費，對“學(xué)生錯誤”長期缺乏有效的核心糾正機制，對“學(xué)生錯誤”的錯位認知難以得到改變。

1.4缺乏有效模式引領(lǐng)，教學(xué)組織形式不得法

實驗的魅力來源于實驗本身的屬性，實驗教學(xué)的目的不僅僅是讓學(xué)生收獲知識、學(xué)會方法，還在于培養(yǎng)學(xué)生的能力，形成正確的情感態(tài)度與價值觀。也就是說科學(xué)實驗教學(xué)需要教師在理解性、操作性、表述性3個不同的層面，組織、幫助和引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。然而，教師只習(xí)慣于講解，不擅長組織、引導(dǎo)和幫助，這使得目前的教學(xué)模式針對性不強，教學(xué)效果不理想。

2促進學(xué)生實驗?zāi)芰Πl(fā)展的核心機制和基本模式

要徹底解決實驗教學(xué)低效的問題，根治學(xué)生的錯誤認知，教師必須更新自己的教學(xué)理念，將實驗教學(xué)的重心從“避免錯誤”轉(zhuǎn)移到“根治錯誤”上來。建構(gòu)主義認為，學(xué)習(xí)不是教師傳授知識的過程，而是學(xué)習(xí)者在一定的學(xué)習(xí)背景下，根據(jù)一定的經(jīng)驗，主動內(nèi)化和建構(gòu)的過程。在這個過程中，教師是學(xué)生的幫助者和引導(dǎo)者。要真正變革實驗教學(xué)的理念，課堂教學(xué)中應(yīng)該允許學(xué)生錯誤的存在，并且將錯誤作為一種寶貴的教學(xué)資源，從而讓教師的教學(xué)過程成為幫助學(xué)生糾錯的過程。

在促進學(xué)生實驗?zāi)芰Πl(fā)展的策略中，其核心機制是“揭示錯誤”“分析原因”“糾正錯誤”“檢測反饋”。學(xué)生學(xué)習(xí)的核心要素是“暴露”“思考”“轉(zhuǎn)化”“鞏固”，教師教學(xué)的核心要素是“觀察”“引導(dǎo)”“幫助”“組織”，詳細的教學(xué)結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵詞見圖1。課堂教學(xué)的基本模式分為5個環(huán)節(jié)，即“提出問題”“設(shè)計方案”“選擇儀器”“動手實驗”“交流總結(jié)”，在每一個環(huán)節(jié)中都可以設(shè)置“揭示錯誤”“分析原因”“糾正錯誤”“檢測反饋”4個步驟，詳細的教學(xué)結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵詞見圖2。

上述教學(xué)流程的基本思路是：①學(xué)生在實驗過程中暴露錯誤，教師通過觀察揭示錯誤，使學(xué)生的錯誤認知充分顯露出來；②教師通過引導(dǎo)，使學(xué)生明白錯誤的原因所在；③教師幫助學(xué)生轉(zhuǎn)化錯誤認識，從根本上幫助學(xué)生擺脫錯誤的困擾；④教師組織檢測反饋，幫助學(xué)生鞏固理解。

實驗的邏輯性很強，而學(xué)生在實驗的各個環(huán)節(jié)中都有可能產(chǎn)生錯誤，這樣就使得后續(xù)的實驗教學(xué)無法正常進行。因此，特別將實驗教學(xué)分成“提出問題”“設(shè)計方案”“選擇儀器”“動手實驗”“交流總結(jié)”5個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)都貫徹實施實驗教學(xué)核心機制，這可以使得實驗教學(xué)的課堂更為緊湊，課堂效率更高。

綜上所述，整體的教學(xué)框架可以分為“五環(huán)四步”，設(shè)立這樣的教學(xué)框架的目的就在于簡化操作流程，增加實驗教學(xué)的示范性和可推廣性。

3促進學(xué)生實驗?zāi)芰Πl(fā)展“教學(xué)框架”的運用策略

3.1“提出問題”環(huán)節(jié)的教學(xué)流程

無論是教學(xué)中的科學(xué)實驗還是科學(xué)研究中的實驗，從本質(zhì)上講是基本一致的，對于實驗者來說都是探索未知、檢驗假說、證實真理的實踐活動。實驗是實驗者人為地制造現(xiàn)象，對產(chǎn)生現(xiàn)象的情境或影響現(xiàn)象的條件加以操縱、變化與控制，從而進行觀察，一旦實驗者對某種自然現(xiàn)象產(chǎn)生問題時，他就有一種強烈的探索欲望，試圖通過有目的的觀察加以解決。可見，科學(xué)實驗始于問題。無論是課堂演示實驗、學(xué)生分組實驗，都可以作為問題提出來開展探究學(xué)習(xí)。因此，教學(xué)中教師首先要營造氛圍，讓學(xué)生敢于提問。其次，教師要通過學(xué)生活動創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生在輕松愉快的活動中主動生成問題。第三，教師要通過有待解釋的生活現(xiàn)象創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生從熟悉的生活現(xiàn)象中引出實驗問題。第四，教師要通過科學(xué)知識在生活中的應(yīng)用創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生在究其內(nèi)在科學(xué)原理的動機下提出探究問題。第五，教師可以通過奇聞趣事創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生在追本溯源的心理驅(qū)動下提出問題。總之，教師能否創(chuàng)設(shè)良好的問題情境，培養(yǎng)學(xué)生的提問能力，是教師能力強弱的重要標志之一。

3.2“設(shè)計方案”環(huán)節(jié)的教學(xué)流程

設(shè)計實驗方案是實驗教學(xué)的靈魂所在，是最能發(fā)展學(xué)生高階思維能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。然而，目前學(xué)生的實驗方案設(shè)計能力令人堪憂，這和教師習(xí)慣性直接給出實驗方案有很大的關(guān)系。要設(shè)計完整的實驗方案，需要學(xué)生對實驗原理有一定的認識，對實驗方法有一定的篩選，對實驗現(xiàn)象的記錄有一定的規(guī)劃。其中實驗原理是對實驗該怎么操作、為什么這樣操作、這么操作為了什么的認識，是實驗教學(xué)最為核心的內(nèi)容；實驗方法的選擇是學(xué)生利用科學(xué)方法，有目的地解決實驗無法直接觀察的弊端，包括轉(zhuǎn)化法、放大法、模型法、類比法等邏輯方法和控制變量法等操作方法；現(xiàn)象記錄的預(yù)設(shè)是學(xué)生有針對性地記錄實驗現(xiàn)象的必備環(huán)節(jié)，有表格記錄法、圖像記錄法、文字記錄法等多種方法。這些方法可以使學(xué)生觀察的目的性更加明晰，實驗結(jié)論的得出更加順利。

在設(shè)計方案的教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師的課堂教學(xué)不能僅面向某一個實驗，應(yīng)該將發(fā)展學(xué)生的能力放在首要位置。實際的課堂教學(xué)中，教師首先應(yīng)該讓學(xué)生有明確的思路：實驗原理是什么，要選擇怎樣的實驗方法，要選擇怎樣的記錄方法。其次，教師要將學(xué)生的共性錯誤整合起來，引導(dǎo)學(xué)生進行分析討論，形成實驗設(shè)計的模式化要求，通過類似實驗設(shè)計進行鞏固，提高學(xué)生的實驗設(shè)計能力。

3.3“選擇儀器”環(huán)節(jié)的教學(xué)流程

日常教學(xué)中，教師一般不注重實驗裝置的選用，通常采用講述法直接介紹所選擇的裝置，很少在實驗裝置的選擇上讓學(xué)生進行有針對性的探究。因此，當實驗裝置和藥品稍有改變時，學(xué)生就很難根據(jù)所學(xué)的知識解決遇到的問題，這就反映出學(xué)生對科學(xué)實驗的認識存在一定的局限性，所以在教學(xué)過程中教師必須在裝置的選擇上注入思維的“元素”。我們通常所說“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途”，實驗儀器的選擇反映了實驗者對實驗問題的明晰程度，對實驗設(shè)計的執(zhí)行能力，對實驗操作的熟識與否。要培養(yǎng)學(xué)生正確選擇儀器的能力，教師就應(yīng)當在課堂教學(xué)中有目的地加以培養(yǎng)。教師必須思考這樣2個問題：①何時提供器材給學(xué)生，如果器材過早提供給學(xué)生，學(xué)生會感覺到很突然，如果器材提供太晚，學(xué)生的思考就成為了“無米之炊”；②需要給學(xué)生提供多少器材，如果教師只是將實驗所需要的器材提供給學(xué)生，就會給學(xué)生無形的暗示，實驗的難度就會減??；如果所給的器材中增加一些“類似器材”，就會增加實驗的復(fù)雜性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和創(chuàng)新思維。

給學(xué)生增加了需要選擇的儀器，也就增加學(xué)生出錯的概率，原有的課堂教學(xué)模式也就不能與之相適應(yīng)。因此，在學(xué)生選擇器材的同時，教師應(yīng)該給學(xué)生講述儀器選擇的理由，這個過程不僅訓(xùn)練了學(xué)生選擇儀器的能力，同時也是學(xué)生對儀器用途的一次再認識。

3.4“動手實驗”環(huán)節(jié)的教學(xué)流程

動手實驗過程中產(chǎn)生的錯誤應(yīng)該隸屬于操作層面的錯誤。其錯誤發(fā)生的原因在于學(xué)生沒有將實際的“動手操作”與腦海中的“認知原理”有效地結(jié)合起來。在這樣的條件下，即使教師做再多示范性教學(xué)也很難起到應(yīng)有的作用。正確的做法是，首先讓學(xué)生自主操作，在沒有教師指導(dǎo)的情況下進行實驗。此時，學(xué)生原有的錯誤認知會暴露出來，教師利用手機拍攝下學(xué)生錯誤的操作，再傳輸?shù)酵队皟x上，并請其他組的組員一起討論操作方法的正誤，引導(dǎo)學(xué)生進行組內(nèi)、組間評價，分析錯誤的原因，讓學(xué)生心理和思想上徹底鏟除錯誤認知。然后，學(xué)生按照正確方法和方案進行操作，用于糾正錯誤，形成正確的實驗操作方法。在這個環(huán)節(jié)中，教師可以下發(fā)實驗檢核表（見表1），引導(dǎo)組內(nèi)其他學(xué)生對進行操作的學(xué)生進行檢核，進一步鞏固教學(xué)的效果。

3.5“總結(jié)交流”環(huán)節(jié)的教學(xué)流程

中考語言表達類的科學(xué)探究，學(xué)生的失分一直較為嚴重，通常會出現(xiàn)缺少前提條件、實驗結(jié)果與結(jié)論無法區(qū)分、因果關(guān)系顛倒、定性與定量關(guān)系不明確、實驗研究問題不明確等五大問題。其中缺少前提條件是由于學(xué)生對控制變量法的理解不到位而引起的；因果關(guān)系顛倒是學(xué)生對實驗邏輯關(guān)系的認識不清晰而引起的；研究問題不明確是因為利用了轉(zhuǎn)化法等科學(xué)方法引起的；定性與定量關(guān)系不明確是由于科學(xué)量之間關(guān)系不明確而引起的；結(jié)果與結(jié)論無法區(qū)分是表述不規(guī)范而引起的。要提高學(xué)生科學(xué)表達的規(guī)范性，教師不能簡單地通過講練結(jié)合的方式進行“機械化”訓(xùn)練，而應(yīng)該抓住學(xué)生錯誤的根源，明確錯誤產(chǎn)生的原因，弄清實驗各要素之間的邏輯關(guān)系，才能有的放矢，提高效率。

為了使得學(xué)生的能力有所提高，思維更加清晰，糾錯更有目的，筆者提出了模式化糾錯的方式——實驗思維糾錯表（見表2），幫助學(xué)生從五大方面梳理錯誤，讓學(xué)生在糾錯改正中增強他們的表達能力。

現(xiàn)階段，中考實驗操作考試的范圍只限定在教材和實驗冊包含的實驗之內(nèi)，而且都是以操作層面的考查為主，缺少對學(xué)生思維能力的考核。而“五環(huán)四步”教學(xué)框架中的“方案設(shè)計”和“儀器選擇”的思維考查部分，是對中考實驗操作考查的有益補充和完善。