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1、议当前实验教学的改革和创新吴俊明(上海师范大学,上海200234)摘?要:当前学校自然科学课程实验教学受到来自理论和实践两个方面的冲击。本文指出:对观察实验认识的发展以及?计算机实验?的出现并没有改变观察实验以及实验教学的重要性;必须重视实验教学、重视实验教学的改革、创新和研究。讨论了如何对实验教学及实验教学研究进行改革和创新。认为,要化解认识定势,革除传统的实验教学的积弊,拓展思路,围绕基础教育课程改革实现10个转变。关键词:实验教学;实验研究;改革;创新文章编号:1005-6629(2004)04-0001-04??中图分类号:G633.8?
2、?文献标识码:B???实验是自然科学的基础,也是物理、化学等学科教学的基础?,这是我们耳熟能详的一句话,似乎是毋庸置疑的。可如今,不少人对于自然科学课程实验教学产生了种种困惑:实验教学在当今还是很重要吗?当今实验教学的发展方向是什么?怎样才能使实验教学得到新发展、实现新飞跃?1?学校自然科学课程实验教学面临多方面冲击16世纪末、17世纪初,英国哲学家弗兰西斯?培根提出?知识就是力量?这一著名口号,认为感觉是可靠的,知识来源于感觉,归纳、分析、比较、观察和实验是科学整理感性材料的理性方法,并进一步强调发展自然科学和实验的重要性,被马克思称为?英国唯
3、物主义和整个现代实验科学的真正始祖?。自从弗兰西斯?培根的这一观点被广泛接受之后,人们长期以来一直认为,自然科学离不开观察实验,是实验的科学;观察实验不但是现代自然科学的基础,也是检验科学假说和科学理论的重要手段。他的观点对后来自然科学成为学校课程、观察实验成为自然科学课程教学的基本方法有着重要的影响。随着自然科学逐步发展,人们认识到理论思维对于自然科学的重要性,认识到观察实验和理论思维都是自然科学的重要方法。但是,在观察实验和理论思维的关系上,大多数人仍然坚持认为,观察实验先于理论,理论依赖于观察实验;认为?理论之车需要实验之马拉动?,只有经过
4、客观的、无预设的观察实验才能认识客观规律、形成正确的认识。可是,20世纪后半叶以来,人们对观察实验的认识以及学校自然科学课程的实验教学受到了来自理论和实践两方面的严重冲击:冲击之一是:现代科学哲学认为,科学研究不是从观察实验开始的;观察实验需要有它的理论框架,__需要理论的导向和解释,?观察实验渗透着理论?,没有独立于理论的、纯粹的观察实验存在,因而观察实验依赖于理论,没有理论背景就没有观察实验。科学哲学家告诫说:?科学问题并不是靠匆匆忙忙地跑到实验室里去就解决了的?[1]。这自然会引起人们思考:对于理科教学来说,观察实验还是重要的吗?冲击之二是
5、:电子计算机和计算技术迅速发展,电子计算机具有的无与伦比的计算速度、计算能力以及处理、存储信息的功能,使得利用计算机根据理论模型进行计算来确定、描述体系的状态、性质从而代替实验室中的实验,不但成为现实,而且有可能获得比实验室实验还精确的结果;多媒体技术的出现,使得计算机表现、模拟或虚拟实验过程和结果的功能更加强大。诺贝尔奖金获得者穆立肯曾经指出:?计算化学家的时代即将到来。那时,若不是成千也是上万的化学家,为了化学信息中日益增加的许多细小侧面,将走向计算机,而不是去实验室?。一些人据此预言,今后可以只在计算机上做实验,传统的观察实验将会被计算机实
6、验取代。因而,不必再在实验教学和实验室建设上下功夫了。冲击之三来自现实:一些不重视实验教学的中学也能取得较高的升学率的现实使得一些学校领导和教师认为,加强实验教学对提高升学率没有多大帮助,不能像建立电脑教室那样给学校制造可以炫耀的靓点,反而会影响解题训练。本来,受?君子动口不动手?、?述而不作?等传统观念以及经费和物质条件的影响,我国各级学校的实验教学状况就难以令人满意,上述冲击,更使我国学校自然科学课程实验教学?雪上加霜?。近两年根据新课程标准编制的中学科学领域学科课程教材没有单独编写?实验册?、没有单独设立必修的实验课程模块,也使一些人产生疑
7、惑:实验教学真的不重要了吗???这些问题不解决,不但会影响物理、化学等学科的实验教学,还会影响这些学科课程的改革和发展,必须认真地对待,通过深入的讨论,正确地予以回答。2?观察实验仍然是现代科学的重要手段尽管人们对科学认识过程存在着不同的观点:有的认为科学认识程序从事实开始(即从观察实验开始),即通过观察、实验与测量获得经验事实,再通过分析、归纳,使得对经验事实的认识上升到定律,通过定律知识的积累逐渐形成理论;有的认为科学认识程序从问题开始:为了解决问题先要提出假说,为了检验假说需要进行观察实验,假说只有经过证伪的考验,才能被确立为理论;有人认为
8、,科学认识程序从理论开始??还有许多人持中间主义观点,例如一些人提出:从观察中提出问题,为解决问题提出假说,为检验假说进行实验,由此形成
