優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué),促進(jìn)創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)

摘 要: 本文作者結(jié)合新課改后高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程的體會(huì)，深入探討傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的不足之處，從技能認(rèn)知規(guī)律理論出發(fā)設(shè)計(jì)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的手段，立足于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維品質(zhì)，在中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中啟發(fā)創(chuàng)造性、體現(xiàn)動(dòng)態(tài)性、激發(fā)積極性，對(duì)學(xué)生進(jìn)行良好的科學(xué)方法教育，以促進(jìn)教學(xué)效果的提高。

關(guān)鍵詞: 生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)科學(xué)方法教育 創(chuàng)造性思維品質(zhì)

生物學(xué)是實(shí)驗(yàn)科學(xué)，生物實(shí)驗(yàn)在生物教學(xué)中對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)具有重要作用。實(shí)驗(yàn)教學(xué)要培養(yǎng)學(xué)生良好的生物學(xué)基本實(shí)驗(yàn)技能，一定的科學(xué)探究能力，養(yǎng)成創(chuàng)造性思維等科學(xué)思維的習(xí)慣，形成正確的科學(xué)態(tài)度、創(chuàng)新精神，以及與他人合作的愿望和能力。如何實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)是值得生物學(xué)教師思考與探索的課題。

1.傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式存在的問(wèn)題

1.1教師講解示范而學(xué)生注意力分散。

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師按部就班先講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊蟆⒉牧稀⒂镁吆头椒ǎ缓笫痉恫僮鳎箤W(xué)生注意力分散。產(chǎn)生此情況的原因是:①好奇心強(qiáng)自控力差。好奇是中學(xué)生的共同心理，由于好奇心的驅(qū)使，有些學(xué)生一進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室就迫不及待地動(dòng)這動(dòng)那，擺弄實(shí)驗(yàn)材料、搬動(dòng)顯微鏡、亂加藥品等，議論材料、儀器。學(xué)生大腦處于高度興奮狀態(tài)，造成相互干擾、思維混亂、注意力渙散。②視聽信息相互干擾。當(dāng)教師介紹實(shí)驗(yàn)器材并示范操作時(shí)，學(xué)生往往不易看清教師的操作和器材，只能看自己桌上的器材。這樣學(xué)生接受的視覺(jué)信息來(lái)自實(shí)驗(yàn)桌上，而聽覺(jué)信息來(lái)自教師，勢(shì)必造成教師對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)作用大大削弱。

1.2學(xué)生實(shí)驗(yàn)積極性雖高但效果不理想。

自己動(dòng)手操作階段學(xué)生注意力相對(duì)集中并積極參與，此時(shí)學(xué)生積極性雖高，但實(shí)驗(yàn)效果并不好，這是由于教師的講解與示范學(xué)生沒(méi)有聽進(jìn)去、看清楚。相當(dāng)一部分學(xué)生回答不出剛才所做實(shí)驗(yàn)的目的是什么、實(shí)驗(yàn)步驟怎樣。而且許多學(xué)生的操作不規(guī)范，因操作混亂而損壞儀器的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。

1.3反饋與評(píng)價(jià)興趣不濃。

由于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式缺乏強(qiáng)有力的反饋手段，因此反饋?zhàn)鳛榧寄軐W(xué)習(xí)中所必須的教學(xué)環(huán)節(jié)，通常在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中很少得到體現(xiàn)。雖然部分教師認(rèn)識(shí)到反饋的重要性，用語(yǔ)言講述觀察到的一些不規(guī)范的實(shí)驗(yàn)行為。但由于學(xué)生沒(méi)親眼看見，因此并不能引起學(xué)生的興趣和重視。

2.遵循技能認(rèn)知規(guī)律，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課教學(xué)

2.1技能認(rèn)知規(guī)律概述。

有的教師把動(dòng)作技能學(xué)習(xí)等同于知識(shí)學(xué)習(xí)，認(rèn)為只要講解學(xué)生就能掌握;有的教師由于自己已掌握動(dòng)作技能，已達(dá)到自動(dòng)化階段，而認(rèn)為動(dòng)作技能的學(xué)習(xí)很簡(jiǎn)單。其實(shí)即使是比較簡(jiǎn)單的動(dòng)作技能也不是一學(xué)就會(huì)。動(dòng)作技能學(xué)習(xí)需要經(jīng)歷三個(gè)階段:第一是認(rèn)知階段，學(xué)習(xí)者通過(guò)外部的語(yǔ)言指導(dǎo)，或通過(guò)觀察他人的動(dòng)作示范，試圖理解任務(wù)及要求:第二是聯(lián)系形成階段，學(xué)習(xí)者要建立外部刺激與動(dòng)作之間的聯(lián)系，這一階段的基本任務(wù)是把局部動(dòng)作組成大的單元;第三是自動(dòng)化階段，例如“顯微鏡的使用”實(shí)驗(yàn)，在教師講清實(shí)驗(yàn)步驟并強(qiáng)調(diào)操作要領(lǐng)后，學(xué)生要反復(fù)操作，以達(dá)到熟能生巧，操作自動(dòng)化。

2.2用多媒體技術(shù)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課教學(xué)。

視聽信息相互干擾大大影響了教師對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)，使實(shí)驗(yàn)課中信息傳輸受阻，降低了課堂教學(xué)的效率。對(duì)于特別需要示范與反饋，以及動(dòng)作技能學(xué)習(xí)為特征的實(shí)驗(yàn)課影響更突出。運(yùn)用現(xiàn)代多媒體教育技術(shù)可以大大提高學(xué)生的注意力，可以利用視頻展示臺(tái)，將實(shí)驗(yàn)器材放大，使學(xué)生既可以看到清晰的儀器、材料，又可以聽老師講解、示范;教師可通過(guò)視頻展示臺(tái)播放CAI課件，示范基本操作，提示實(shí)驗(yàn)步驟、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，還可以針對(duì)學(xué)生的典型操作錯(cuò)誤，讓學(xué)生找一找錄相中的錯(cuò)誤之處。聲像并茂可使學(xué)生興趣很高，留下深刻印象。這樣學(xué)生的操作錯(cuò)誤得到及時(shí)糾正，操作技能得到優(yōu)化，大大提高教學(xué)效果與教學(xué)吸引力。

3.在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入科學(xué)方法教育

在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入科學(xué)的教育方法對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)造意識(shí)，將取得事半功倍的效果。

3.1引導(dǎo)學(xué)生懂得科學(xué)思維。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師不僅要善于提出問(wèn)題，而且要恰當(dāng)?shù)亟o學(xué)生指出思考方法:問(wèn)題如何提出?該問(wèn)題的解決有何意義?該問(wèn)題如何分析較恰當(dāng)?對(duì)分析的結(jié)果如何綜合?解決問(wèn)題可用哪些辦法?運(yùn)用這些方法的基本理論和實(shí)踐的依據(jù)是什么?最后獲得的結(jié)論是什么?如何對(duì)其加以客觀評(píng)價(jià)?等等。教師經(jīng)常在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中對(duì)學(xué)生進(jìn)行思維方法的訓(xùn)練，將會(huì)對(duì)學(xué)生思維能力的形成有很大的促進(jìn)作用，進(jìn)而起到科學(xué)方法教育的效果。

3.2培養(yǎng)學(xué)生觀察力和發(fā)現(xiàn)意識(shí)。

觀察在人類認(rèn)識(shí)客觀世界的過(guò)程中具有重要作用，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師首先要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)觀察。如給燒杯中的水加熱使之沸騰的實(shí)驗(yàn)，其目的是要證明水只有在一定的溫度下才會(huì)發(fā)生沸騰，雖然水繼續(xù)從外界吸熱，但沸騰水的溫度卻保持不變。如果不引導(dǎo)學(xué)生懂得要根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膩?lái)明確觀察中心，則可能有不少學(xué)生不自覺(jué)地觀察到直覺(jué)現(xiàn)象突出的地方，如水內(nèi)部形成大量的氣泡，氣泡上升到水面而破裂，水的體積會(huì)越來(lái)越少、甚至消失。其次，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)該注意培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)現(xiàn)意識(shí)。如水內(nèi)部形成大量的氣泡，氣泡上升到水面而破裂，這與水的體積減少有什么關(guān)系?這是不是水的表面蒸發(fā)現(xiàn)象?蒸發(fā)和沸騰的關(guān)系如何?學(xué)生細(xì)微地觀察、分析，才會(huì)發(fā)現(xiàn)它們有著內(nèi)在的本質(zhì)聯(lián)系和外在的明顯差異。

3.3培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評(píng)價(jià)和處理能力。

任何一種實(shí)驗(yàn)方法都不可能是絕對(duì)可靠的，盡管實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)考慮周密，但在實(shí)驗(yàn)操作、觀察和記錄中仍會(huì)有一些事前沒(méi)有估計(jì)到的主、客觀因素影響實(shí)驗(yàn)效果，即存在實(shí)驗(yàn)誤差。因而做完實(shí)驗(yàn)后引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論是十分必要的。分析討論時(shí)，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差的主、客觀原因進(jìn)行分析。如客觀原因方面有實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備不良或發(fā)生變化，實(shí)驗(yàn)材料在品種上存在某些差異和操作技術(shù)方面的局限性，等等;主觀原因方面有實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)遺漏考慮的可能產(chǎn)生誤差的諸多因素，還有人們的觀察能力、觀測(cè)方法、實(shí)驗(yàn)技巧，等等。通過(guò)分析技能的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是，嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和辨證邏輯思維能力。對(duì)那些不理想甚至是失敗的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，也不應(yīng)該放棄科學(xué)方法教育的機(jī)會(huì)，教師要耐心引導(dǎo)學(xué)生找出導(dǎo)致失敗的原因。如初中教材“觀察洋蔥表皮細(xì)胞”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)失敗常出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)操作的程序或技巧上，如洋蔥表皮細(xì)胞未在載玻片上展平，甚至折疊，等等。找到失敗的原因后，教師要引導(dǎo)學(xué)生耐心細(xì)致重做，不能被困難嚇倒。

4.立足于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維品質(zhì)

提高學(xué)生的創(chuàng)造力是教育改革的熱點(diǎn)，而創(chuàng)造力的核心是創(chuàng)造性思維，實(shí)驗(yàn)教學(xué)則是培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的重要途徑。在發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)操作技能后就應(yīng)在各種實(shí)驗(yàn)中訓(xùn)練學(xué)生的各種探究技能、提高他們的創(chuàng)造性思維品質(zhì)，培養(yǎng)他們的創(chuàng)造能力。我認(rèn)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效地提高學(xué)生創(chuàng)造性思維品質(zhì)在內(nèi)容和形式方面應(yīng)從以下幾個(gè)方面加強(qiáng)探索。

4.1改演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生課外實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的自我獨(dú)立性和多向選擇性。

自我獨(dú)立性指探究問(wèn)題獨(dú)立自主，具有獨(dú)創(chuàng)精神，能運(yùn)用與眾不同的方法解決問(wèn)題提出新見解，產(chǎn)生新結(jié)果。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生由模仿向獨(dú)創(chuàng)過(guò)渡。一些演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生課外實(shí)驗(yàn)后，由于學(xué)生的知識(shí)水平和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰⒉畈积R，且學(xué)生的好奇心易對(duì)教材中的實(shí)驗(yàn)結(jié)論產(chǎn)生懷疑，為了解疑求實(shí)學(xué)生則會(huì)自覺(jué)地反復(fù)實(shí)驗(yàn)而不得不重做實(shí)驗(yàn)，直至得出滿意結(jié)論。同時(shí)課外實(shí)驗(yàn)還能培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思維的多向選擇性，學(xué)生可以自己選擇材料、器具，自己動(dòng)手創(chuàng)造性地完成實(shí)驗(yàn)。如可以用罐頭瓶、飲料瓶、塑料袋等代替燒杯、廣口瓶、三角錐瓶、培養(yǎng)皿等。初中生物教材中的種子萌發(fā)時(shí)吸收氧氣、釋放二氧化碳、釋放能量，植物的蒸騰失水，觀察土壤浸出液培養(yǎng)的幼苗等演示實(shí)驗(yàn)都可改為課外實(shí)驗(yàn)。

4.2改驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探究性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的主動(dòng)探索性和綜合概括性。

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)通過(guò)規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作，能夠達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作、觀察、計(jì)算和數(shù)據(jù)處理等基本的科學(xué)實(shí)驗(yàn)技能和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度的目標(biāo)，但難以達(dá)到培養(yǎng)綜合探究能力、創(chuàng)造性思維能力與科學(xué)興趣等情感態(tài)度方面的目標(biāo)。而探究性實(shí)驗(yàn)由于探索的結(jié)果是未知，學(xué)生興趣和積極性會(huì)大大增加，而且學(xué)生在作出假設(shè)，設(shè)計(jì)、選擇、實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等探索過(guò)程中，主動(dòng)探索精神和創(chuàng)新精神都能得到培養(yǎng)。實(shí)踐證明由一定的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)過(guò)程孕育發(fā)展而形成的操作技能，才會(huì)使學(xué)生在感受實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)中形成嚴(yán)謹(jǐn)有序、開放自然的科學(xué)精神。學(xué)生在親自嘗試和實(shí)踐過(guò)程中能主動(dòng)獲取生物科學(xué)知識(shí)，體驗(yàn)科學(xué)過(guò)程與科學(xué)方法形成一定的科學(xué)探究能力和科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。為此教師應(yīng)挖掘教材中的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，探究其中可轉(zhuǎn)化為探究性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，將其設(shè)計(jì)為探究性實(shí)驗(yàn)。例如高中《生物》第一冊(cè)的“實(shí)驗(yàn)一生物組織中還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)的鑒定”原本是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)就可改為探究性實(shí)驗(yàn):“探究食物中的化合物成分”，我先讓學(xué)生對(duì)自己所感興趣、想要探究的食物所含的成分做預(yù)測(cè)，然后根據(jù)所教的有關(guān)化合物的檢測(cè)法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并操作完成實(shí)驗(yàn)。

5.立足于培養(yǎng)學(xué)生表達(dá)交流、與他人合作的能力

學(xué)生在探究性實(shí)驗(yàn)中，會(huì)有各種不同的設(shè)計(jì)方案，不同的探究過(guò)程甚至不同的結(jié)果。教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生勇于發(fā)表自己的獨(dú)到見解，總結(jié)探究過(guò)程。在交流中自評(píng)、互評(píng)、互相質(zhì)疑、共享成果。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中還應(yīng)教育學(xué)生學(xué)會(huì)合作，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)，正確認(rèn)識(shí)自己在群體中的地位與他人配合協(xié)作，互幫互學(xué)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，共同完成所探究的問(wèn)題和實(shí)驗(yàn)過(guò)程。

總之，在中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，富有創(chuàng)造性、體現(xiàn)動(dòng)態(tài)性、激發(fā)積極性地對(duì)學(xué)生進(jìn)行良好的科學(xué)方法教育將會(huì)促進(jìn)教學(xué)效果的提高。然而此工作只是教改的一項(xiàng)新嘗試，指導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)方法是一項(xiàng)長(zhǎng)期艱巨的任務(wù)，有待于廣大同行的共同探索。

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