唐玖玖
一、 前言
如今，国内“探究实验室”是一个越来越热的话题。但总体而言，国内的探究实验室建设还处在探索期。一方面是由于国家课程改革的要求，一些学校建设了探究实验室；另一方面由于国内高考制度的对学校的限制，使探究实验类课程在这些学校开展的不太理想。本文就国内探究实验室建设中的问题及解决方法提出了一些有益的探索性意见。
二、 传统实验室、探究实验室和科技型探究实验室的区别
目前国内对于“探究实验室”并没有一个十分权威和清晰的定义，笔者就传统的实验教学入手讲解“探究实验室”与“传统实验室”的区别。
（1）传统的实验室
学生使用传统的实验工具（PH试纸、打点机等），按照老师规定实验步骤来进行教学实验，实验过程大多是对各种实验现象的定性描述（如用PH试纸测试各种液体的酸碱度），很难做到对实验过程的精确的数据描述，实验过程主要是体验前人已经完成的实验的步骤和结果。传统实验室为学生提供的是一种演示和验证的实验环境。
（2）探究实验室
学生使用各种各样的探究实验设备和工具（ＰＨ传感器、数据采集器等），同样是按照老师规定实验步骤来进行教学实验，但探究实验的过程不仅是对各种实验现象的定性描述（如测试各种液体的酸碱度），还能对实验的过程作到精确的数据描述，学生在实验结束后通过对实验数据的分析，可以使学生对实验现象所反应的事物本质特性有个更加清晰了解。
（3）科技型探究实验室
在探究实验室里，学生在实验结束后通过对实验数据的分析，可以使学生对实验现象所反应的事物本质特性有个更加清晰了解。但是，我们分析事物的特性很多时候是为了利用事物的特性构件自己的一个实用系统。
在科技型探究实验室里，学生在完成事物特性的分析后，可以利用该特性构建一个自己的能完成某种功能的系统。如利用PH传感器、带控制功能的数据采集器构成一个能自动液体酸碱度的“酸碱机器人”。科技型探究实验为学生创建一个能利用所学知识创建自己应用系统的探究的环境。
三、 建设探究实验室的意义及必要性
（1）国家教育课程改革的需要：
在国家基础教育课程改革中，其教学建议明确规定“在一切有条件的地方，课程的教学应尽可能地运用现代教育技术”，标准明确提出“科学实验是学生进行科学探究的重要方式，实验室则是学生学习和进行利用实验的主要场所，是科学探究学习的主要资源。”，并要求每个学校逐步配置学科探究实验室。
（2）开展探究实验教学必备的实验工具
要在学校开展探究实验教学，学校就必须为学生提供相应探究实验设备，不然就无从谈起探究实验教学。探究实验室是针对国内中小学课程教学中学科课程内容而设计的实验系统，普通探究实验系统配置常用的传感器、数据采集器及数据分析软件；科技型探究实验室配置常用的传感器、带控制功能的数据采集器、数据分析软件、能组合出一些机械模型的机械套件及机器人控制软件。
（3）培养学生探索及创新精神的良好平台
长久以来，我们的教育往往只重视知识的传承，而忽略了学生动手能力和实践创新能力的培养，以致我们的许多学生能够应对各种各样的考试，却在解决实际问题时显得束手无策。
现代教育要求我们必须创设一种环境，有意识地让学生在实践活动中感知、感悟和体验，进而上升至智慧，逐渐培养解决实际问题的思路、方法和能力。因此，我们应有意识、有目的地研究开发和利用各种资源，借助一些便于学生自主探索、合作学习的仪器设备，创设一种科学探究实验环境，满足学生探究性学习的需要，从而培养学生的科学探究能力，实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。
四、 探究实验室建设的现状、问题及认识误区
现在全国的课程改革在各实验区已经卓有成效，教育的理念、教学的结构已经发生了很大的变化。在教学理念方面，强调知识技能、过程与方法、态度情感价值观三维的教学目标，重视学生的全面发展；在教学结构方面强调学生自主学习，合作探究，重视学生的主体性和教师主导性的发挥。这些都使传统的课堂发生了很大的变化，取得了明显的教学的效果。课程改革走到这里，好象已经达到了目的。但是，从实际的情况来看，课改的效果并不是我们想象的那样，要达到发达国家的水平，培养真正的新世纪创新人才，还有很大的差距。
虽然我们的教育的理念，教学的结构发生了变化，但我们仍然缺乏将理念贯彻到教学实践中的方法和手段，即我们缺乏适当的教学技术，将教学理念和教学实践桥接起来。因此，要深入的将课改进行下去，取得突破性的成果，就要重视教学技术的应用，将教学的理念切实落实到教学的实践。
多年来的课改强调探究的学习，但是对探究的理解却是相当片面的，因此探究的实际效果就不能很好的体现出来。综合起来对探究的理解，主要存在以下两大误区：
（1）教学过程中重视学生对符号（语言）的探究，不强调对事物本身的探究
例如理、化、生等科学理论学科，学生需要掌握的是这些知识形成的方法，即科学研究的方法及这些学科的概念、命题所蕴含事物本质的规律。由于缺乏必要的设备工具无法让学生面对事物本身，运用科学探究的方法亲自发现本质的规律，只能象其它学科一样，让学生从书本的语言和公式中理解、探究；由于更多的时候是基于符号信息的意义建构，结果学生就生吞活剥，学习的结果是各种信息的大拼凑，很难将知识系统化。
知识是围绕一定的主题和概念组织的，必须和丰富的情景相联系。当人们在现实中遇到相似的情景时，就可以很快将知识激活，提取知识解决问题。基于符号探究所形成的知识很难系统的组织起来，往往是彼此割裂，无法对事物形成系统的理解；更为不利的是这样形成的知识缺乏情景，因此学到的知识是死的，很难在新的情景中激活。
（2）将探究活动等同于自然状态下的探究活动，导致探究学习的效率不高
教育活动不同于自然状态下人的认识活动，它是一种特殊的认识活动。教学中学生的探究活动不能等同于自然状态下的探究活动，是在教师指导下的探究活动。教学活动是经过教师严密的设计，可以让每个学生在最短的时间内获取大量的研究信息。目前探究试验的学习效率不高，是因为教育者在思想上没有意识到教育的探究和自然下探究本质不同，因而在教学实践上导致探究的漫无目的，降低了探究学习的效率。
探究学习应该是效率最高的学习，因为探究的过程是直接让学生掌握到事物本质的规律，而不是目前教学形式的千变万化、教学活动的表面东西。
探究实验教学是为学生提供必要的探究工具，创设探究环境，研究探究学习的教学设计，这些才是课程改革的非常重要组成部分，是进一步深化课改的关键。
进行探究实验教学需要开展的工作
我国课程改革与发展工作进展很快，但由于教材内容的综合性、开放性和灵活性，与教材配套的课程资源，特别是相应的科学探究实验仪器设备及的配套的教学案列不足的矛盾日益突出。新课程倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手。新的课程标准实验教材都有给定选题的科学探究实验，这些实验可以帮助学生很好地了解科学探究的性质。
针对新的课程标准开发新的科学探究实验设备，利用这些科学探究设备开发相关的探究教学案例的研究，非常迫切的需要投入许多人力及物力去做的事情。为此，我们要做几方面的工作：
（1）重视信息技术的使用
全面的使用信息技术，使信息技术深入到课堂，成为学生认知的工具、学习的环境；
（2）建立与课改相适应的探究实验室软硬件建设
教育信息化工作已经开展多年，基础的信息化环境已经具备，现在需要整合各方面力量，包括技术的、教研的、科研的力量，逐步全面地将信息技术运用到课堂。
（3）利用探究试验设备开发新课改教材
新的课程标准实验教材中有给定选题的数字化探究实验，因此，利用数字化探究实验仪器，各学校的教学需要，开发相关的教学案例教材已是新课程改革的必要保障。
（4）建立必要的探究试验教学考评方法
创设一种科学探究实验环境，满足学生探究性学习的需要，培养学生主动参与、乐于科学探究、勤于动手的习惯，从而培养学生的科学探究能力，实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。这一切都需要在新课标的要求开发出一套规范的教学考评方法。
六、 如何进行探究实验室建设
在探究试验室建设中要防止简单化、形式化的倾向。探究实验室建设不是一个简单的设备的购置，它包括设备建设、教材编写、教师培训、研究应用等一些列活动的系统工程。需要学科教师、教研员、装备部门共同参与，才能更好的完成。探究实验室建设可以采取如下步骤：
（1）集思广益，开阔思维
课改背景下探究实验室的建设是一个新生事物，应该怎样建设没有太多的先例可以借鉴的。虽然，有的公司有一整套解决方案，但是，他们毕竟不是学科的教师，许多设计不能满足学校的教学需要。可是，这些公司可以给我们的学科教师起到很好的开阔眼界，启发思维的作用。
各学校可以根据自己学校的特点，组织召开科学、物理、化学、生物的学科教师相关学科教师参加的探究建设研讨会。邀请相关大学及设备供应商给老师们作了探究实验室建设的讲座、实验系统的介绍，并现场示范演示实验。
这些讲座和介绍可以大大开阔了教师们的眼界，启发了他们的思维。
（2）形成多样初步方案
实验室的建设的关键是学科教师与教研员的参与，如果只是装备一个部门来推动是很难成功的。为改变装备部门工作的被动局面，学校可以采取方案招标的方法，鼓励学校和学科教师积极参与。由学科教师形成自己的建设方案（包括设备、实验教材、培训计划等内容），提交探究实验室建设小组，由建设小组聘请专家进行评审，选择优秀方案。
教师们可以通过比较现有的实验室解决方案，结合自己学科教学，形成自己独具特色的实验室建设方案。
（3）多种方案实际检验
经过以上阶段的工作，各学科教师根据自身的实际需要，在教学应用中，发现他们各自方案的优缺点。这种多样性的存在，便于教师在实践中进行比较、综合，形成自己学校特有的探究实验室。
（4）评价总结，形成全区方案
多种类型的实验室经过以上教学实践阶段，再进行比较、综合、评价、总结，取长补短，就可以形成该地区比较成熟的探究实验室方案，然后在全区范围内进行推广使用。
（5）教师培训，科研推动
教师的培训是探究实验室建设的重要组成部分，这个工程成功与否最终要落实到教师的素质的提高上。因此在实验室推广使用中，要重视教师的培训。要系统地对教师进行技术、方法、理论和实验教材等各个层次的培训。
同时，为了实现探究实验室项目的可持续发展，还要重视科研的作用。通过科研，不断推陈出新，提高实验室的运用水平，始终保持自己的先进性。
展望
时代在发展，教学也要顺应时代的需要而变化，国家的新课改正是顺应时代的需要而产生的，我们应充分认识到推进探究实验室建设对课程改革的重要作用。而探究试验室建设及探究试验教学的开展，是需要社会上各方面要通力的合作。
目前，国内也有一些厂商在生产探究实验室的设备，但在质量上略显不足。国外的产品品质有保障，但价格上不具优势。深圳奥特森科技有限公司和西觅亚科技有限公司联合开发的Autosen科技型探究实验室系列产品，利用乐高公司NXT采集器及控制软件，结合国际最先进的教育理念，把世界上最好的教育带给中国的孩子们！具有超高的性价比，是值得广大客户选用的产品！
探究实验室在国内的推广普及的确还有一段较长的路要走。
2009年3月13日写于深圳（版权归Autsoen公司所有）
