中小学理科实验室创新装备与推动实验教学变革研究

中国教育装备采购网2015-12-08 14:57围观132次我要分享

一、实验教学问题与现状的深度分析

中小学实验教学或理科实验开展的情况一直不理想,成为中小学理科教学与课程目标相背离的典型病症。究其原因,不是单一性的,至少存在以下五方面的原因。

一是教育缺乏法治思维与治理能力。中小学理化生学科,作为国家课程和实验性学科,不做实验的课程实施,本质是一种违法行为。但是,很多学校从校长到教师均没有这样的法治思维,更没有从教学管理上反思如何治理此种现状。

二是校长缺乏教育理想。应试成为教育主流是一个社会性问题,但校长办学必须有教育理想,而不能仅仅成为社会商品需求的供应商。即便是应试也得是在课程规范实施前提下的应试,而不是只追求结果不管过程不管手段的应试。学校与校长如果没有教育理想支撑,学校就成了工业产品的制造企业,校长就成了工头。

三是教师缺乏教学技能与职业精神。理科教师实施教学却不做实验或在黑板上、纸上做实验,是一种缺乏职业道德与伦理的表现,是一种没有专业主义的表现。从某种意义上说,这样的教师缺乏起码的教师职业精神,已经失去了一个专业教师的资格。同时,我们在现实中发现,大量的年轻教师根本不会做实验,今天的师范教育,已经丧失了专业化功能和师范性功能,沦落为理科不像理科,师范不像师范的怪胎教育。

四是教学管理流于应试监督而非管理。教学管理是引导和梳理教学过程,督查与指导教师教学,帮助其实现课程目标。但现实中,教学管理只关注考试成绩,不过问教学过程,不关注课程目标,只以最后成绩或分数论英雄与贡献的行为比比皆是。这种“恶”的评价导向导致大量的理科教师正在退化和萎缩其职业能力。

五是实验室装备水平、质量与管理相对滞后,不适合实验教学要求。实验室装备理念平庸、内容陈腐和技术落后成为当前中小学实验室装备的普遍现状;实验室管理和应用与学科教学的融洽性越来越差。基于现状的管理思维与方法,使实验室成为学校教学管理与师资队伍管理的一个垃圾桶;简单机械化的思维、抱怨体制和不思改革,使得实验室管理与应用工作成为学校管理工作中的鸡肋。尤其是几十年来用一成不变的管理思维与模式,面对不能改变的现实和并不科学的管理事实,硬是围绕一个不适应发展的管理模式打转转。

二、理科实验室价值与功能作用的重新认识

面对理科实验教学的现状与问题,装备工作者首先要思考的是如何通过实验室装备的变革推动实验教学的开展。因为装备是一种物质技术力量的整合,具备推动教育教学改革与创新,以及学生学习方式变革的动力。让中小学实验依据课程目标规范、科学地实施,实验室装备是基础,是第一生产力。

那么,以什么样的理念和方法设计和装备学科实验室,才能推动和促进实验教学的开展与变革呢?

现代学校的现代性,主要体现在学校教育装备的先进性上。面向未来的、技术先进的,能促进与推动学校内涵与品质提升的,能促进与推动教育教学改革与创新的,能促进师生发展和学习方式变革的教育装备,是教育现代化和学校现代化的主要支撑。基础教育的改革与创新,只有通过科技的科学应用才能实现。除此之外的其他途径,最终都将流于空谈和虚伪。因为只有面向未来的与先进科技应用的教育装备,才能让教育思想与办学理念落地和生根开花。所以,要真正推动理科课程的科学规范实施,推动理科实验教学的开展,推动理科教学的本质回归与课程目标的实现,实验室建设是基础与根本。

首先,要充分明确或理解实验室的性质与价值。

实验室是学科建设水平与质量的标志。除了课程、师资外,支撑学科发展和课程实施水平的就是学科实验室。没有实验室的理、化、生学科教育,其课程实施只能是从口头到口头的空谈空论,是纸上谈兵。对于儿童或青少年来讲,知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的培养,如果不是通过实验与实践活动的体验来完成,那么,都只能成为虚伪的说辞,教育与培养都只是纸上画饼。因此,学科实验室不仅仅是学科课程实施的一个工具或平台,它更是一种课程资源,是精神意见、实践能力培养的路径与方法。

其次,作为教育装备工作者来说,给理化生等学科装备实验室,不是简单的应付式地给,而应该有一个装备理念,并在这一理念引导下,使实验室的装备不仅成为学科建设的保障与支撑,更成为一种服务与引领。具体来说,理科实验室有三方面的功能作用:(1)理科实验室是理科学科教学或课程实施的一个平台。这个平台的功能之一,是引领与推动理科教育教学的改革与创新。它要提供一种先进的技术,优质支撑与服务课程建设,引领教师思考如何用新技术改进教学或改变教学方式方法。(2)理科实验室是给理科教师的一双“新鞋”,能促进教师的专业发展。“新鞋”的意思是,实验室的功能与技术成为了教师发展的物质支撑,能有效改变教师的思维方式与生活工作方式。教师有了一个优质的实验室,必将影响和改变其传授知识和技能以及教育实施过程及方法。(3)实验室是给学生学习的一件武器或工具,学生能自主地应用它改变自己的学习方式。在信息时代,教师不应继续充当学生学习过程的主导者,应让学生成为自主学习的探索者,实验室要为学生提供自主探索与研究的技术与工具,形成一条科学和多维的路径与方法,从而推动学生进行自主的、研究性的和创造性的学习。

三、理科实验室装备创新与实验教学管理改革

理解和认识了实验室的功能与价值后,中小学的理科实验室装备与实验室管理应如何创新与改革,才能有力地推动理科教师回归学科本质专业化地实施课程,做好实验呢?

1. 面向未来,以人为本

理科实验室是师生基于理科教与学的,共同探索与研究、实践与体验的平台,是课程实施的平台。师生是实验室的主人,实验室服务于师生。所以,实验室的建设首先应以师生为本。

学校的现代性或现代性的标志,是学校的办学思想、教学的技术支撑与师生学习生活环境高度以人为本的融合,反映在实验室装备上,是实验室成为理科教育思想、理科教学技术与理科学习环境的深度整合应用。具备现代性的理科实验室,其建设理念应面向未来不能平庸,其技术不能落后,其内容不能陈腐,要充分认识到当代师生所处的时代环境及其技术环境的影响。科学技术日新月异,科技与生活充分融合,陈旧的仪器设备与工具已经不能为师生所喜爱,落后的技术与环境无法吸引学生。教材落后造成的学习过程枯燥、学习方式缺乏时代感以及对当代学生创新精神与实践能力培养的不现实、不可靠和无效,都要通过教育技术装备即实验室的建设来改善和健全。

面向未来以人为本,就是实验室的仪器与工具、技术与环境,都要充分融合时代特征,体现未来科技发展趋势与方向,引领教师与学生的理科教学用现代的技术重新认知古老的学科内容,使认知与能力培养、科学精神与科学态度养成建立在当代科技、生活和哲学思考的现代生态之中。中小学理科实验室至少要在三个方面有所突破,才算做到了面向未来以人为本:一是技术与产品是基于网络时代的,即当下热词“互联网+”思维的和技术的;二是环境与空间是有实验文化和充满对人的关爱的,即有科学、科技与实验文化的品质;三是实验室的布局与形式是适合当代学生的合作学习、自主学习和研究性学习要求的。因此,就要求每一张实验桌椅、每一件实验仪器,都必须充分体现出面向未来的要求和以人为本的精神。

2. 技术创新,促进变革

这是一个互联网智能时代,学生是网络时代的原住民。学科实验室建设如果只以教材为纲,只以死的知识传播为要求,必然导致内容陈腐、技术落后,无法引起学生的兴趣。当下实验室装备中最为常见的问题,就是教材要求就配备,教材没有要求就不配备,不是以学科为内涵,更不是以现代科技为支撑,而是墨守落后陈腐的配备标准与教材为原则与路径。

当今的理科实验室建设应以“互联网+”为思维指导,全面创新实验室装备。“+”不是简单的代数迭加,而是嵌入、集成与整合;是以互联网技术+数字传感技术+学科实验仪器+学生和教师与实验内容,形成基于数字与网络化的智能实验室。只有这样,技术创新才有可能真正实现推动教学变革的目的。“互联网+”是一个从理念到实践的过程,不是简单的结果。它是将数字技术、网络技术与软件资源,嵌入、整合、集成到传统的学科课程与师生的学习生活方式中,形成实现融合、变革与创新的动力。

“互联网+”思维下的实验室,不仅要实现现代学科教学的实验教学功能,还要能产生和累积数据。即通过“互联网+”的过程,自然产生出学生学习和师生教学过程的相关数据,这些数据能通过云计算服务,经过充分的以人为本的统计与分析挖掘,形成智能化的数据报告,能智慧地提供给不同的人群共享和参考,成为教与学、师生发展和教学质量等各方面的评价、决策数据,成为推动进步与变革,促进发展与创新的动力。

3. 品质为上,六位一体

实验室本质上还是一个物质技术为主体的实体,无论它承载了多少好的思想与理念,如果没有管理机制去推动应用,没有人力资源去实践目标,那么也只是一堆金子堆在地下仓库里而已。

没有使用就没有价值。实验教学管理的现行体制,不以现实为依据,完全照搬大学的管理体制,是一个生搬硬套不思变革的体制机制。这个管理机制与体制,严重制约了课程实施和人的主观能动性与创造性的发挥,它无法支撑教学改革与创新,逼迫教师自甘落后。所以,再好的实验室,要实现其功能,必须先从体制机制上改革与创新。而解决理科教师不做实验,在黑板上、纸上做实验的应试教学行为,就必须结合理科实验室装备的创新,推动教学管理的变革,将实验室装备创新与理科教学管理改革创新整合、协同变革,使实验教学回归其本质。

其要义是在实验室配备现代化的基础上,推动管理变革与创新。

第一,推动学校教学管理确立法治思维,坚守法制精神。国家课程是一种具备法制要求的课程,任何一门国家课程的实施,必须坚守课程本身的规律与内在要求,严格规范实施。物理、化学、生物和小学科学是实验学科,其课程实施没有实验教学的过程,是不完整、不规范、不科学的课程实施,违背了学科本身的规律与价值观。因此,是一种违法行为。学校教学管理和教师的教学,如果不能严格规范地实施课程,实现课程培养目标,就意味着校长与教师均是违法者,必须承担相应责任。只有教学管理者与教学实施者都坚守了这一法治思维,那么,不做实验的课程实施行为或教学行为,至少从法治层面得到了理解与治理。这是当下中国教育深化综合治理的最基础要求。

第二,推动理科教师重拾专业主义职业精神,坚守职业伦理。理科是实验科学,尤其是中小学生的没有实验与实践体验的学习方式不能促进其成长的生理心理规律,这二者决定了没有实验的理科课程实施,是一种伪实施。不做实验的理科课堂教学,是教师没有专业主义精神的表现和缺乏职业伦理的渎职行为,同时也是违法行为。这样的教师已经不具备作为理科教师的资格。所以,从学校教学管理层面讲,坚定地推动教师回归专业主义,坚守职业伦理与职业精神,是推动实验教学开展的核心之核心。

第三,推动实验室管理变革,让管理与教学深度融合。当下的体制与机制,在中小学实验室设置了一个管理员岗位,其职责与从业资格含混不清,导致实验室管理员成为许多学校老弱病残的“收养所”,也成为少数有背景不工作人员的“养老院”。推动实验教学深入开展,必须推动实验室管理变革,必须对当下所谓的实验室管理员的职责与身份重新界定。实验室管理员在学校教学环节中普遍被定义为教学辅助人员,但是其职业生涯——包括岗位职责、职业发展与职业评价却十分模糊,导致只有老弱病残才肯来这里工作。实验室管理员的职业如果不从教师管理层面上规范和引导,这支队伍将永远是一支扶不起的阿斗队伍。笔者认为,从几十年来的现状和人事关系经历看,目前是不可能解决这支队伍诉求和管理要求的,这完全是教育部门惰性思维和不思改革的结果。因此,必须从内部机制上突破。一种办法是取消这一岗位设置,推动实验室管理与实验教学融为一体,让所有理科教师自主管理和使用实验室。另一种办法是明确管理员就是管理员,明确其职责与岗位不是教师。如果是前者,则必须与教师的工作量、绩效考核等协同改革。而从推动实验教学,规范、科学实施理科教学,回归理科教学本质出发,则是前一种方式与后一种方式的有机整合为上。为更好地推动学科教师专业化管理、应用实验室、实施理科课程教学,突破的方法之一,是把实验室管理工作、实验教学准备工作等,核定好相应原工作量,计算进每一个理科教师的绩效考核体系中。即在核定与考核每一位理科教师的课时工作量,评价教学水平与质量等考核指标时,必须含有一定数量的实验室管理与实验操作准备课时,必须将实验作为最重要的绩效考核参数。

为了推动以上三个方面的改革与突破,实验室装备必须与之配套。通过实验室都准备的“形式变革”与“技术推动”,实现改革与创新,具体到实验室装备上,就是要做到“三个二位一体”和“三个三合一”:

一是将理科实验室的准备室与教师办公室、教师实验工作室融为一体。普通的常规仪器存放进实验教室,贵重与核心仪器放在准备室内。准备室实现教师办公室、实验准备室和实验教学教研工作室功能的三合一。

二是将实验教室与普通教室、实验仪器室融为一体。将普通教室的功能、常规仪器存储的功能与学生实验课的实验操作功能三合一,能推动每一节课都在实验室上,能全天候向学生开放实验室,能让理科教师的日常办公、教研和实验课准备工作,方便、即时和协同。

三是将实验室管理员与理科教师融为一体。不懂学科的所谓管理员是不可能管理好实验室的,不去管理实验室的理科教师是难以准备好与做好实验的。准备实验的过程,是备课的过程,收纳管理实验仪器的过程,是研究与创新实验开展的思维与准备过程。二者分享,将促进二者职业技能萎缩退化,二者融合,将推动二者共同进步与职业能力发展与进化。所以,改革与突破的最佳路径,是将实验室管理、实验教学和常规课堂教学的职责三合一,理科教师必须集这三项职责于一体,而年轻教师的培养要从实验室管理与教学助手开始培养。只有这样,才能真正推动理科教师的专业发展,把理科教师的专业主义精神与职业伦理充分体现出来。

从体制内的机制与教师职业发展上去改革与突破,是可行和有依据的,是在现行体制下唯一的路,是基础教育变革与创新的唯一之路。


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