实验教学:光动手不动脑,跟看电视有什么区别?

我一向自认为是个脾气还行的人。但上周在实验室,真的,差点没绷住。 一个学生,把氢氧化钠直接往盐酸里一倒,然后就站在那等,等着看“现象”——就像等微波炉热好饭。我问他,你加进去之前想过会发生什么吗?他摇头。我追问,那你知道中和反应会放热吗?他还是摇头。那一刻我明白了,他做实验就跟看魔术表演一样,纯图一乐。

“照方抓药”式的实验课,该退出历史舞台了

说真的,这种实验课我见过太多了。老师把步骤、用量、注意事项全写在黑板上,学生像执行机器人程序。一步不差地做完,就算成功。然而,实验教学的灵魂根本不是复现结果,而是那种不确定的、探索的过程。可我们活生生把它变成了烹饪课——而且是那种严格按照菜谱、不许自己放盐的烹饪课。
学校化学实验室学生机械操作实验
学校化学实验室学生机械操作实验
我记得有一年参加一个教学研讨会,一位老教研员拍着桌子说:“现在的实验课,有实验没思维,有操作没探究!”底下老师一片苦笑。谁不知道呢?但现实是,课时紧张,器材不够,考试又不直接考你怎么设计实验,只考你记不记得现象和方程式。久而久之,实验教学就缩水成了“纸笔实验”——在黑板上画装置,在卷子上写步骤。✅ 可悲但真实。

一次“失败”的实验,反而让我看到光

一次“失败”的实验,反而让我看到光
一次“失败”的实验,反而让我看到光
不过,也不是没有惊喜。去年我带的一个小组,做植物向光性实验。他们突发奇想,想试试用不同颜色的光照射。我其实心里清楚,这个实验变量不好控制,大概率会乱套。但我忍住了没说。结果,他们真的搞砸了——有几株苗被红光照得萎靡不振,数据根本没法用。但我永远记得那个下午,他们围在一起争论为什么会这样,甚至去查了光敏色素的作用机理。 你看,这就是实验教学最迷人的地方:一个失败的结果,比一百次完美的复现更能激发思考。❗ 但问题是,我们的评价体系允许失败吗?大部分时候,实验报告上要是没得出标准结论,直接扣分。

虚拟仿真来了,是帮手还是杀手?

这几年,数字化装备和虚拟实验室推得很快。经费充足的学校,已经用上了VR做解剖、用传感器测化学反应速率。这当然是好事,能突破很多现实限制,比如危险试剂、昂贵器材。但我也隐隐担心——当一切都可以在屏幕上“完美”模拟,谁还愿意去闻那刺鼻的二氧化硫?谁还会为显微调焦手忙脚乱?
学生使用虚拟现实设备进行虚拟实验
学生使用虚拟现实设备进行虚拟实验
实验教学中的“体感”是不可替代的。你闻到氨气那股窜鼻子的味儿,跟你在屏幕上看到“有刺激性气味”,是两种完全不同的认知刻痕。大脑会记住前者很多年。后者?考完试就还给电脑了。 以下是两个最常见的疑惑,我试着结合实战经验聊一聊: 问:器材不够、课时又少,怎么保证人人都能动手做实验? 答:说实话,全分组全动手在物理条件下很难,但可以搞“微缩版”。比如把常规的2人一组变成4人一组,但强调角色分工:操作员、记录员、质疑员。最重要的是“质疑员”,他的任务就是挑刺——为什么用这个浓度?这个步骤能不能颠倒?这样没用到的学生也在思考。另外,可以利用生活中物品做家庭实验,比如醋泡鸡蛋、测水果电池。💡 不需要每次都进实验室,关键是让动手和动脑绑在一起。 问:实验时学生只关心好不好玩,不关心原理,怎么引导? 答:太正常了!我甚至觉得,先觉得好玩,再好奇原理,才是符合人性的学习路径。老师可以“装傻”,把一些关键步骤故意做得不对,让学生发现不对劲。比如做凸透镜成像,我故意把光屏放得很远,像特别模糊,底下就有人叫“老师不对!”这时候再问“那你觉得应该怎样移动?”——他们自己就把物理规律推出来了。这招屡试不爽。 说到底,实验教学的目的不是培养熟练工,而是培养一个对世界始终抱有疑问、并知道如何用行动去验证的人。哪怕他们将来忘了具体的方程式,但那种“试一试看”的冲动,那种用证据说话的思维习惯,才是真正能带出校园的东西。 而现在,我们最缺的,或许不是先进的设备,而是敢让学生“做错”的勇气。
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