在流行病中进行实验

如果你回想在学校上的化学课，你记得最清楚的是什么?它通常是实践、实验或演示。我自己最喜欢的化学课是我记得的第一堂课:碱金属与水反应的著名演示，以及由此而来的第一组反应系列。即使在20世纪70年代，也没有人会疯狂到让一个11岁的班级随意使用这种试剂。这是由老师演示的——尽管在我的记忆中，不是在塑料屏幕后面演示的——由此产生的爆炸和鲜艳的火焰是一件令人愉快的事情。今天，这个演示仍然在课堂上进行，如果学生们想知道元素周期表底部的铷和铯发生了什么，YouTube上提供了大量视频。

现在担任谢菲尔德高中化学主任的瑞秋·威利(Rachel Willie)也感到了同样的兴奋。“七年级的时候，我们做了一个氯含量测试，必须自己找到答案，我就迷上了它。这种调查的味道使我成为一名科学家。但并不是所有的化学老师都像她一样热衷于在学校里进行实践。2019年，尼娜·布尔开始在剑桥郡的康伯顿村学院教化学，她说:“现在我完全理解了理论，作为老师，我比当学生时更喜欢实践化学。”

在实际化学中仍然有一个令人惊叹的因素。许多中学化学教师报告说，特别是他们的年轻学生，对实践课充满热情，并表示，没有实践元素的化学将是一门相当枯燥、实事求是的学科。实验，即使被证明，也有非常有用的教学功能。许多化学专业的学生都同意一位9年级学生(13-14岁)的评论:“(这个蒸馏过程)是老师的演示，但在我们看到之后，它会更有趣，更容易理解。”

当老师时我比当学生时更喜欢实用化学

自20世纪60年代以来，英格兰和威尔士的实用科学技术教学一直得到Cleapss的支持，这是一个由会员领导的为中小学(包括小学)提供咨询服务的机构。最初，它制作了指南，贴在会员学校;这些指南现在可以在网上为会员组织提供，但YouTube相关频道上的视频演示对所有人都是免费的。他们还提供热线服务，他们的成员认为这是至关重要的。

质量而不是数量

Cleapss的副主任Matt Endean没有注意到，在过去20年里，英国学校提供的实用化学课程的质量有任何明显的下降，尽管用于实用科学的时间总体上有所下降。他说:“除了顶级私立学校以外，所有学校都存在资金问题，但据我所知，他们都设法资助了必要的实践课程。”尽管GCSE和A-level课程中“规定的实践”数量的增加在一定程度上减少了创新的机会，但更严格的健康和安全法规并没有抑制人们对实际科学的兴趣或热情，特别是化学。

与教师相比，技术人员的工资少得可怜

然而，伊迪恩确实注意到一个近年来恶化的关键问题:学校化学技术人员的缺乏。许多学校削减了技术人员的工作时间，现在技术人员招聘出现了某种危机。只要政府和州长们准备好了，这个问题就会有一个简单的答案。他说，如果你看看学校给技术人员的薪水，你就不会惊讶地发现，申请这些职位的化学专业毕业生很少，更不用说研究生了。与教师相比，技术人员的工资低得可怜，通常只比最低工资高不了多少。

“规定实习”盛行的另一个问题，尤其是在普通中等教育证书(GCSE)水平上，是即使在流行病之前，学生们往往只有一次实践的机会。布尔说:“理想情况下，每一次实践都需要至少做两次，这样他们第一次就能学会如何操作设备，然后就能专注于实践的意义。”学生的反馈也表明他们愿意重复实验。

任何在上世纪七八十年代学习过a级化学课程的人都有在考试条件下做实验的记忆，这些记忆往往会让人神经紧张。这样的实际评估不再在英格兰发生，尽管在威尔士和北爱尔兰有。相反，在为期两年的课程中，a -level学生被要求承担一系列既定的实践任务，如果他们能够胜任这些任务，就会被授予及格分数。笔试的目的是进一步测试学生对实际工作的理解。虽然你可以不通过实践考试而在化学方面获得A*，但许多大学在入学要求中要求实践考试及格。

但是英国的中学似乎对他们的年轻学生做得更好，至少和其他一些欧洲国家相比是这样。Yair Doza最近在剑桥的一所学校教国际学士学位科学，这所学校招收了很多来自欧洲大陆的16岁以上的学生，他记得很多学生在IB课程开始的时候“甚至连本生灯都没开过”。

大流行的问题

但那都是2019年的事了，现在是现在。不用说，疫情改变了一切，在学校，实用科学课程的变化比大多数其他课程更大。在英国，学校不得不进出家庭教育，适应或多或少繁重的距离和卫生措施，而没有比社会其他地方更多的通知。康伯顿化学中心主任莎莉·哈丁(Sally Harding)说:“我们被告知周三要关门，实验室必须在周五前关闭。”不仅实验室关闭了，一些设备也消失了:疫情开始时，全国各地有很多学校向当地医院送去了护目镜、实验室大褂和其他防护用品，康伯顿高中和牛津高中就是其中之一。

在第一次封锁中，我们选择了研究大气化学，因为它没有很多实际应用

员工Cleapss没有比在学校更注意第一锁定,但他们工作很努力生产两套新指南:一个用于实验,可以做在家里,和一个指导Covid-safe运行方式科学实验室在学校新兴封锁。“随着疫情的起起落落，我们将至少在未来两个学年保持这些设备的可用性，”迪恩说。“当市场衰退时，他们很可能会离开我们的头版，但如果需要，他们还是会出现的。”“Cleapss提供的家庭实验主要是基于那些为小学设计的实验，但也有许多是由中学生完成并享受的。”

在没有实验室的情况下，教授一些化学课程要比教授其他课程容易得多。哈丁说:“在第一次封锁期间，我们选择和10年级的学生一起学习大气化学，因为这没有太多的实际操作。”康伯顿的老师们记得，学生们在学习材料科学时，被要求在家里寻找由聚合物和复合材料等具有特殊性质的材料制成的物品。在家庭物理课上，学生们从卧室窗户扔出物体来研究重力，煮沸水壶来测量热容量。

在线解决方案

化学，像其他许多学科一样，依赖于视频——毫无疑问，包括碱金属与水反应的视频——在很大程度上。一位在剑桥综合中学学习化学的普通中等教育证书(GCSE)一年级学生解释说:“我们被要求观看实验视频，并绘制实验数据图表，就像我们过去所做的那样;它们没有现场演示那么有趣，但比重复性很强的工作表更有趣。牛津高中化学系主任艾玛·雷格索(Emma regarsoe)也同意这一观点:“视频是现场实验的糟糕替代品。”

但是，化学领域的一些主题特别适合于在线实验。最好的分子规模模拟比任何物理演示更能帮助学生建立精确的分子结构和动力学的心理模型，现在有很多选择。免费的“模拟美国科罗拉多大学的研究结果似乎在英国被广泛使用。哈丁说:“我们在8年级单元的元素周期表上使用了PhET的‘构建分子’模拟，它的模拟也很受gcse年级学生的欢迎，他们来实验室参加六年级的品尝日。”然而，毋庸置疑的是，一些学校发现，在学校停课期间，要确保所有学生至少有“足够好的”WiFi连接和使用正确的设备要比其他学校困难得多。

视频根本不能代替现场实验

当封锁放松，学生们回到教室时，学校化学实验室面临着一系列不同的挑战。由于需要保持社交距离，实验室受到了严格限制，学生被要求面对面，学生和老师之间的任何身体互动要么被禁止，要么被严格限制。威利说:“很难进行任何实验，如果学生答错了，老师可能需要亲自干预。”“在我们回到课堂教学后不久，我们就失去了一名工作人员，因为他们去帮助一名在实际操作中遇到困难的学生，当这名学生第二天检测呈阳性时，他们被迫自我隔离。”学生们也不得不单独或在更小的小组中工作，这更贵，因为需要更多的试剂(和更多的技术人员的时间)。最后，需要在每个“泡泡”学生之间的一段时间内隔离设备，这进一步限制了可用的实践时间。

因此，许多学校优先为年龄较大的学生，特别是那年面临考试的学生安排实践活动也就不足为奇了。年龄最小的中学学生，11 - 13岁的7岁和8岁，无疑受到了最大的影响。有些学校根本就没有给这些孩子安排实验时间，因为这些孩子正处于易受影响的年龄，而且经常喜欢做实验。再过几年，我们就会知道他们对化学的兴趣是否会比一般学生的兴趣减退得更厉害。相比之下，regarsoe将一组12年级的学生完全从课程表中取消，让他们进入实验室进行两天紧张的训练，这样他们就可以完成所有他们错过的练习。

和以往一样，社会经济问题也会产生影响。条件较差地区的学校和学生将比条件较好的地区遭受更多的破坏。和去年一样化学对所有报告说，我们知道，家庭中“科学资本”较少的弱势学生继续学习化学的可能性已经较小。

老师管道

大流行对最缺乏经验的工作人员也特别不利。在布尔第一个教学年刚过一半的时候，学校就被封锁了，她轻描淡写地说这很“有趣”。她说:“我很清楚自己错过了多少实际经验，这打击了我的自信心，但我知道自己很幸运，有经验丰富的同事帮助我，尤其是萨莉(Sally Harding)。”并不是每个年轻教师都能得到这样的支持，今年的新教师在教学实践中也会失去很多预定的实验室时间。

我在封城期间获得的IT专业知识对我的整个职业生涯都是无价的

这个问题的深度在一个188金博网欢迎您英国皇家化学学会的调查在英国，超过8%的新化学教师和实习化学教师对此表示赞同。不足为奇的是，大多数学生报告说，他们在教学实验工作中既缺乏实践，也缺乏信心。“我们认为，直接向学校或培训机构提供用于实践技能开发的资金，对弥合这一差距至关重要。”RSC的教育政策专家帕尔默(Michelle Palmer)说，因此，我们呼吁政府提供额外的资金，以满足这些紧迫的CPD需求。但也有一线希望。“我在封城期间意外获得的IT专业知识将对我的职业生涯非常宝贵，”布尔说。更有经验的教师也学习了新的IT技能，康伯顿的哈丁打算在进行演示时播放视频，“这样后排的孩子可以看得更清楚”。

一旦我们摆脱大流行，实际化学将如何适应:哪些变化将保留，哪些将消失?隔离工具肯定在第二个清单上，但许多教师希望卫生状况的改善能够持续下去。最让人担心的是，那些被淘汰的学生能否在实际工作中重拾信心。温布尔登高中的化学主任玛丽·麦戈文说:“自从回到学校，我们一直非常努力地提供尽可能多的实践机会，让我们的女孩们恢复自信。”

希望这个国家能够更加认识到我们有多么需要化学家，开发药物和疫苗来对抗Covid，并在下一次大流行传播之前应对它。但这门学科能吸引到它应得的有才华的年轻人吗?任何化学教育的一个关键部分都是实际工作，要么由学生完成，要么由教师展示，所以在他们身上投入更多的资源是关键，正如RSC呼吁政府所做的那样。另一个关键但经常被忽视的因素是学校化学技术员:他们需要更多的报酬，他们的热情、奉献和专业精神需要更多的尊重。

克莱尔·桑瑟姆是英国剑桥的一位科学作家