實踐是檢驗實驗課的重要標(biāo)準(zhǔn)——記寧波市江北區(qū)教研室科學(xué)實驗改進(jìn)與創(chuàng)新實踐

　　理性思維、科學(xué)探究、批判質(zhì)疑、創(chuàng)新應(yīng)用是科學(xué)教育理論與實踐的關(guān)注核心，與國際上提倡的“科學(xué)關(guān)鍵能力”一脈相承。目前在全國初中理科教材中,實驗課教學(xué)內(nèi)容涵蓋幾百個知識點。在實驗教學(xué)中，應(yīng)摒棄僅以知識量作為評價指標(biāo)的傳統(tǒng)教學(xué)模式，以提升學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)為根本目標(biāo)，通過實驗教學(xué)，讓學(xué)生自己動手，親自觀察和體會實驗過程，加深認(rèn)知和記憶，從而達(dá)到知其然且知其所以然的學(xué)習(xí)效果。培養(yǎng)學(xué)生的理性思維意識，將創(chuàng)新精神隨著兼具趣味性和高效性的真實教學(xué)情境，注入他們的成長歷程。然而部分教師卻在實際教學(xué)中，將學(xué)生成績作為單一指標(biāo)，忽視了學(xué)生動手探究的部分，用講實驗、看實驗代替學(xué)生做實驗，以提綱、題目的形式灌輸知識點，不免使學(xué)生在日常的學(xué)習(xí)中喪失了積極性和趣味性，阻礙了學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新思維的發(fā)展。

　　鑒于此，2019年11月國家教育部門頒布了《教育部關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)中小學(xué)實驗教學(xué)的意見》(以下簡稱《意見》)，特別強(qiáng)調(diào)“實驗教學(xué)是國家課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的重要教學(xué)內(nèi)容，是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要途徑”;要求“各地教育行政部門要全面貫徹黨的教育方針，堅持‘五育并舉’，發(fā)展素質(zhì)教育，提高基礎(chǔ)教育質(zhì)量的戰(zhàn)略高度，切實加強(qiáng)對中小學(xué)實驗教學(xué)工作的組織領(lǐng)導(dǎo)”。對于中小學(xué)校，要求“將實驗教學(xué)作為教學(xué)工作的重要內(nèi)容，找準(zhǔn)薄弱環(huán)節(jié)，強(qiáng)化實驗教學(xué)管理，落實實驗教學(xué)任務(wù)，不斷提高實驗教學(xué)水平”。

　　早在《意見》頒布之前的2010年，寧波市江北區(qū)教研室就已經(jīng)開始著手創(chuàng)新實驗課的改革工作。通過創(chuàng)建創(chuàng)新科學(xué)實驗室，將信息技術(shù)與課堂教學(xué)深度融合，用富有活力的課堂教學(xué)增強(qiáng)學(xué)習(xí)的魅力，有效促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，同時也推動了任課教師業(yè)務(wù)能力不斷提高。

　　梳理疑難優(yōu)化實驗

　　初中科學(xué)課堂現(xiàn)存的一些“做不好”“做不了”的疑難實驗，給一線教師的教學(xué)工作增添了不少困擾。為此，江北區(qū)教研室的吳利文老師帶領(lǐng)研究團(tuán)隊就實驗現(xiàn)象不明顯、實驗存在安全隱患、實驗儀器陳舊、實驗操作不易等突出問題對實驗進(jìn)行了梳理和歸類，對部分具有改進(jìn)和創(chuàng)新空間的實驗，進(jìn)行大膽改革，明顯提升了實驗課的效率。例如：華師大版初中科學(xué)七年級下冊《水的三態(tài)變化》中“觀察冰的熔化過程”活動，冰在熔化過程中，學(xué)生很難觀察到吸收熱量但溫度保持不變的現(xiàn)象，究其原因冰是熱的不良導(dǎo)體。于是吳老師帶領(lǐng)教師們查閱大量資料，找到了熔點較低的金屬鎵這種晶體，經(jīng)團(tuán)隊的研究和討論，最終改進(jìn)了實驗材料，讓實驗現(xiàn)象一目了然。

　　又如：華師大版初中科學(xué)八年級下冊《聲音的產(chǎn)生和傳播》中“真空不能傳播聲音”實驗，實驗室配備的鐘罩密封性不夠好，導(dǎo)致無法達(dá)到理想的真空狀態(tài)。為解決這一技術(shù)難題，吳老師帶領(lǐng)師生一起開動腦筋，從生活中常用的材料入手，不斷嘗試并加以實踐。最終發(fā)現(xiàn)，空調(diào)的密封泥對鐘罩有較好的密封效果，于是重新設(shè)計并改良了實驗方案，達(dá)到了滿意的效果。但是如何直觀地驗證鐘罩內(nèi)的空氣被抽走了?內(nèi)部環(huán)境是否處于真空?師生們決定一起研究探討改進(jìn)方案，集思廣益，將具有創(chuàng)意性和實踐性的想法進(jìn)行碰撞與融合。最終決定，用飄動的彩帶顯示空氣的抽取過程，再配上真空表就可以實時觀測出鐘罩內(nèi)是否處于真空。新奇而實用的創(chuàng)新點使實驗教具趨于完善和成熟，并榮獲國家專利。在接下來的教學(xué)實踐中，師生們利用此真空裝置設(shè)計了10余個感受氣壓的系列實驗，如低氣壓下的覆杯實驗、低氣壓下的水沸騰實驗等，也因此獲得了國家專利。

　　在區(qū)教育主管部門的支持下，教研室在寧波市孔浦中學(xué)建立了首個創(chuàng)新實驗室。教師們運(yùn)用新型傳感技術(shù)優(yōu)化實驗設(shè)計，大力開展初中科學(xué)實驗創(chuàng)新教學(xué)，完善創(chuàng)新實驗教材，在科學(xué)課堂教學(xué)中應(yīng)用演示實驗、翻轉(zhuǎn)課堂、模擬活動等形式融入一些創(chuàng)新實驗，并指導(dǎo)學(xué)生開展小組合作學(xué)習(xí)等。此外，教師們還組織學(xué)生在市區(qū)開展科學(xué)小實驗、科學(xué)創(chuàng)客比賽，指導(dǎo)學(xué)生選材、制定實驗方案、進(jìn)行實驗研究，采用實驗報告、學(xué)習(xí)心得等多種方法對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行綜合評價，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用并收獲了豐碩成果。例如：蔣鎮(zhèn)宇、胡安琦同學(xué)的創(chuàng)客成果《基于Arduino工業(yè)用藍(lán)牙智能計數(shù)秤》榮獲寧波市青少年電腦機(jī)器人競賽一等獎、浙江省一等獎，并在全國展演。

　　2019年江北區(qū)教研室創(chuàng)客團(tuán)隊共有14支隊伍參加省級和國家級別的創(chuàng)客、機(jī)器人比賽，斬獲4個一等獎和5個二等獎的喜人佳績，在全國舞臺上展現(xiàn)出江北學(xué)子的創(chuàng)新“真”實力。

　　吳利文老師積極倡導(dǎo)“合作、探究”的科學(xué)教學(xué)模式，鼓勵教師創(chuàng)新和改進(jìn)科學(xué)實驗，創(chuàng)設(shè)與學(xué)生固有認(rèn)知相“沖突”的教學(xué)“情境”，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生開展“自主探究”。同時，吳老師還指導(dǎo)教師在課堂教學(xué)中引入DIS數(shù)字化實驗系統(tǒng)，攻克課堂上某些“做不了”“做不好”的疑難實驗，成功將信息技術(shù)與科學(xué)課堂有機(jī)結(jié)合起來。

　　交流推廣實驗成果

　　借助浙江省吳利文名師網(wǎng)絡(luò)工作室《名師面對面》節(jié)目，開展線上、線下“旨向科學(xué)素養(yǎng)的初中科學(xué)實驗改進(jìn)與實踐創(chuàng)新”活動。研究團(tuán)隊將85個改進(jìn)與創(chuàng)新的實驗分別錄制成10—15分鐘的微視頻，免費發(fā)布在浙江省吳利文名師網(wǎng)絡(luò)工作室、浙江微課網(wǎng)、寧波市“空中課堂”、江北公開課等平臺，方便學(xué)生下載、觀看、學(xué)習(xí)。截至目前，吳利文名師網(wǎng)絡(luò)工作室中的科學(xué)實驗微視頻點擊量高達(dá)2萬多人次。

　　2019年3月21日，江北區(qū)初中科學(xué)實驗課題成果推廣會暨2019寧波市初中科學(xué)特級帶徒、浙江省吳利文名師工作室活動在江北中學(xué)順利舉行。此次推廣會以初中科學(xué)實驗改進(jìn)與創(chuàng)新的課堂教學(xué)為主，開展豐富多彩的活動。寧波市教育主管部門教研室主任周千紅在致辭中分析了目前科學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀，指出在當(dāng)前形勢下，作為初中科學(xué)教師應(yīng)該具有科學(xué)精神和創(chuàng)新意識。他表示本次推廣會非常及時，切中了科學(xué)教學(xué)的要點，希望通過此次會議，推動整個寧波的初中科學(xué)教學(xué)再上一個新臺階!

　　2019年暑假吳利文老師給來自貴州黔西南州、吉林延邊州、重慶萬州、新疆庫車、浙江麗水等地的教師，分享了區(qū)域“初中科學(xué)實驗改進(jìn)與教學(xué)創(chuàng)新的研究”的經(jīng)驗，在全國范圍推廣研究團(tuán)隊實驗改進(jìn)與創(chuàng)新教學(xué)的成果。

　　內(nèi)生發(fā)展碩果累累

　　近年來，江北區(qū)教研室不僅致力于創(chuàng)新教研形式，提高教研時效性，提倡教研員組織復(fù)合式多任務(wù)型系列教研活動，還擔(dān)負(fù)著培訓(xùn)、指導(dǎo)教師專業(yè)發(fā)展的任務(wù)。“新教師—青年教師—骨干教師—名教師”是教師成長的必經(jīng)階段，在每一位教研員心里，都有一份全區(qū)自身學(xué)科教師發(fā)展的“譜”。初中科學(xué)教師中有一個“三年內(nèi)青年研修小組”，要求每一位新入職教師制定三年發(fā)展規(guī)劃，包括教材解讀、教學(xué)設(shè)計、創(chuàng)新實驗設(shè)計、科學(xué)實驗命題等在內(nèi)的七項目標(biāo)要求，并給每位新入職教師建立“教師成長檔案冊”。小學(xué)科學(xué)學(xué)科也有“教壇新秀種子班”“教研組長培訓(xùn)班”等，其主旨就是為教師制定培養(yǎng)規(guī)劃，尤其是為青年教師找準(zhǔn)方向，助推教師專業(yè)發(fā)展。

　　近年來，江北區(qū)教研室不僅鼓勵全區(qū)科學(xué)教師參加全國、省、市初中科學(xué)實驗創(chuàng)新比賽，還為教師們創(chuàng)設(shè)了一個區(qū)級研討和展示自我的平臺，提升了教師開發(fā)和設(shè)計實驗的能力。由教師發(fā)明的4項教具：“真空不能傳聲”演示實驗的改進(jìn)裝置、感受氣壓的實驗裝置、隱形眼鏡清洗裝置、一種用于隱形眼鏡清洗裝置的清洗發(fā)生器均獲國家新型專利，家庭電路演示儀、月相模擬器這兩項學(xué)具已取得國家新型專利授權(quán);由學(xué)生發(fā)明的一項學(xué)具“一體化噴水抹布”獲國家新型專利。

　　區(qū)內(nèi)科學(xué)教師榮獲兩項全國中小學(xué)創(chuàng)新實驗一等獎，兩項全國實驗教學(xué)優(yōu)秀案例一等獎，3項全國實驗教學(xué)說課二等獎，7項浙江省創(chuàng)新實驗一、二等獎，9項寧波市創(chuàng)新實驗一等獎。相關(guān)課題已獲得寧波市教育科學(xué)規(guī)劃成果一等獎和寧波市教育教學(xué)突出成果一等獎。

　　30多項改進(jìn)與創(chuàng)新的實驗論文發(fā)表在國家核心期刊上，其中《關(guān)于“真空不能傳聲”演示實驗的改進(jìn)與創(chuàng)新》《利用可在手掌中熔化的金屬鎵改進(jìn)“觀察冰的熔化過程”實驗》等創(chuàng)新實驗，在核心期刊《物理教學(xué)》《中學(xué)物理教學(xué)參考》等雜志上發(fā)表。此外，2019年9月江北區(qū)教研室的“初中科學(xué)實驗的改進(jìn)與創(chuàng)新實踐研究”課題和相應(yīng)的創(chuàng)新實驗課例《電磁感應(yīng)》，在全國第二屆基礎(chǔ)教育課程改革實驗區(qū)課改項目與課例展示活動中獲得高度好評。課題組形成了相關(guān)實驗論文集，并于2019年9月正式出版《初中科學(xué)實驗的改進(jìn)與創(chuàng)新》一書，供教師和學(xué)生使用。

　　在市、區(qū)教育主管的領(lǐng)導(dǎo)下，通過多年來的不斷努力，以創(chuàng)新求發(fā)展，向改革要質(zhì)量，寧波市江北區(qū)科學(xué)教師團(tuán)隊中涌現(xiàn)出一大批致力于科學(xué)實驗改進(jìn)與創(chuàng)新的特級教師，正高級教師，各類名、優(yōu)、骨干教師。相信在寧波市江北區(qū)教研室的帶領(lǐng)下，區(qū)域內(nèi)科學(xué)教師隊伍的素質(zhì)將不斷優(yōu)化、提高，學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)亦將日益豐盈。理性思維和創(chuàng)新精神將隨著學(xué)生對科學(xué)的不斷探究與向往融入他們的人生軌跡，伴隨他們共同成長。