我至今还记得自己上初中时第一次进化学实验室的情景——酒精灯、试管、铁架台,空气里飘着一股淡淡的酸味。老师让我们自己点燃酒精灯,我手抖得厉害,差点把火柴扔桌上。后来小组做粗盐提纯,滤纸折了三遍才勉强放进漏斗,蒸发时又没垫石棉网,烧杯直接裂了……全班哄笑。可那次“失败”的经历,却让我把过滤、蒸发这些概念记了二十多年。
反观现在?不少学校的实验课成了另一种模样。
公开课上的“表演式实验”
说实话,很多公开课上的实验,在我看来就是一场精心排练的演出。课前老师已经把仪器摆得整整齐齐,药品称量精准到0.1克,甚至每个小组的“意外现象”都预先安排好了——上课铃一响,学生只需照本宣科地点火、记录、读早已背熟的结论。天啊,这是实验吗?这明明就是走流程!更让我头疼的是,连分组讨论的问题都是提前发下去的,学生看似热烈交流,其实说的全是“正确的话”。
有意思的是,这种“完美”课堂往往能得到好评。评课时大家点头称赞教学目标明确、操作规范……可我总觉得哪里不对。科学探究的本质,难道不该包含那些意料之外的失误吗?我上过一节电路连接课,有个小组怎么都接不亮灯泡,急得满头大汗。我故意没立刻帮忙,让他们自己排查。结果他们发现是导线里面断了——这种看似低级的故障,恰恰让学生理解了通路的概念。如果所有障碍都被提前扫清,学生就失去了直面真实问题的机会。
当虚拟仿真来了……
前阵子学校引进了虚拟仿真实验平台,宣传说能解决高危实验、微观过程可视化等问题。我带着好奇试用了一次“一氧化碳还原氧化铜”的仿真程序——画面很炫,拖拽操作也流畅,还能回放反应过程。学生第一次接触时挺兴奋,但新鲜劲儿一过,问题就暴露出来:有学生把酒精灯拖到试管口去加热,系统立刻弹出警告框;还有个孩子反复点击“爆炸”按钮,就为了看动画效果。他们是在玩,不是在思考。

我并不是抵触技术,只是担心过度依赖仿真会剥夺学生触摸真实世界的权利。你闻不到氨气的刺激,感受不到试管突然发烫时的惊吓,也无法体会屏住呼吸给澄清石灰水里缓缓通入二氧化碳时那种等待的微妙。这种感官的缺失,是任何高清渲染都补不回来的。不过话说回来,仿真也不是一无是处——比如在讲解原子结构时,用模型动画展示电子云,确实比空洞的图表直观得多。关键是得把它摆在辅助位置,而不是替代真实的动手操作。
这几年国家接连发文,强调加强中小学实验教学,特别是2023年《关于加强和改进中小学实验教学的意见》里明确提出要开足开齐实验课,注重实效。方向无疑是对的,可落到基层就变了味儿:有的学校为了应付检查,突击补充实验报告,数据全凭想象;有的花大价钱建了豪华实验室,却常年锁着门,因为怕学生弄坏仪器,或者压根没有专职实验员。这种“重建设轻使用”的怪圈,何尝不是另一种形式主义?
怎样才能不“走过场”?
我这些年摸索了几个小策略,或许能给大家一点启发。第一,把实验准备时间还给学生——别提前发那些事无巨细的“导学案”,而是给一个开放性任务。比如“用两种方法证明大气压强存在”,材料自己去实验室角落的筐里翻,注射器、吸盘、水槽随便选。过程可能会乱,但乱中有思。
第二,容忍沉默、错误和混乱。上个月做凸透镜成像,一个小组死活找不到等大的像,我站旁边看了五分钟没出声,后来他们自己发现是蜡烛和光屏没有放在同一高度。这种顿悟的喜悦,比教师直接告知答案强烈百倍。

第三,评价时多问“为什么”,少看数据准不准。我经常在实验报告里发现这样的句子:“这次实验失败了,因为误差太大”。可我想知道的是:你觉得误差来自哪里?下次可以怎么改进?这些问题才指向科学思维。
问:学校实验条件差,很多实验开不了,怎么办?
答:说实话,好设备当然好,但绝不是必需品。我见过一位乡村教师用矿泉水瓶做浮力实验,用橡皮筋加药瓶演示微小形变,效果一点不差。关键在于教师有没有一颗想让学生“亲眼看到”的心。有时候最简单的材料反而能激发学生更多的创意,因为他们生活里随处可见,下课还能自己玩。别把实验教学等同于“必须去实验室”,教室、走廊、甚至操场都可以是探究的场所。没有仪器,就自制;没有药品,找替代品——这个过程本身就是绝佳的教育。
问:实验课时间不够,教学内容又那么多,怎么平衡?
答:这个矛盾简直让所有科学老师头大!我的做法是“做减法”——不是砍实验,而是舍得花时间。比如“种子萌发条件”这个课,传统教法是讲半节课,做题半节课。我却带着学生提前两周浸泡种子,放在不同环境观察,上课那40分钟就让他们分析自己的实验记录。知识点可能没讲全,但他们弄懂了控制变量、设置对照这些研究方法,后面再学动物行为、物理电路都能迁移。省出来的时间,其实是更高效的投入。当然,这需要备课组甚至全校达成共识,否则单打独斗很难坚持。对了,有研究表明,亲身参与探究的学生在PISA科学素养测试中成绩反而更高——说明慢工出细活。
回到开始那个话题,我们为什么要做实验?不是为了演给听课者看,也不是为了让学生记住几个标准答案。实验教学的魂,在于唤醒好奇,在于允许失败,在于教会人在证据面前保持谦卑。当孩子们捏着被熏黑的火柴头、对着冒泡的液体瞪大眼睛时,科学种子就已经悄悄埋下了。做真实验,真做实验,哪怕不完美。