對“實驗創新”的幾點思考

汪花菊

湖南省第四屆“生物實驗創新”大賽剛剛落下帷幕，來自湖南14個市州的28名中學生物教師參加了本次比賽。有來自湖南省各地的教師和教育工作者近800人觀摩了本次大賽。

大賽的舉行為一線教師提供了相互交流的平臺，為廣大教師解決實際教學過程中遇到的困難提供了一些借鑒。大賽既鼓勵了參賽教師努力提高實驗技能，不斷對實驗進行創新和改進，也促進了整個觀摩教師群體對自己平時的生物實驗教學進行反思。大賽的組織得到了廣大生物教師的認可，為廣大教師打開了實驗教學的思路，為廣大教師的實際教學起到了引領作用。筆者通過認真觀摩，覺得有以下幾個方面的收獲。

1 為實驗教學中實驗用具的大膽改進提供了可借鑒的范例

在“呼出與吸入氣體中CO2含量比較”的改進裝置中，教師在教材裝置的基礎上增加了2個各剪開一個小口子的膠管，使得原來可能出現的“石灰水入口”和“一定得雙手同時準確配合”的問題得以解決。實驗者可以不再用捏住膠管來控制氣體的進出，也就騰出了一雙手，更避免了“石灰水入口”的尷尬甚至嗆入氣管的危險。諸如此類的還有“植物呼吸作用的改進”，巧妙利用洗發水被壓出來的特點，將植物呼吸作用產生的二氧化碳壓到澄清的石灰水中。通過比較下壓的次數將原來的定性實驗改進為初步的定量分析。一次性注射器更為該實驗提供了便利，有的教師干脆將種子直接裝在大的注射器針筒內，也不失為一種簡便的方法。這些實驗器具的改進都是教師們在長期的實驗教學和生活過程中得到的啟發，將生活中的用具巧妙地運用到實驗教學中，反應了這些教師的匠心獨具。這些在體現他們勤于鉆研的教學精神的同時，也啟發廣大觀摩教師：思考生活，將生活與教學聯系起來，利用生活中已有的簡單條件使實驗不斷完善。

2 為實驗教學中材料的替代，提供了多種選擇

在大賽中，很多教師嘗試了除教材介紹的材料以外的其他材料的運用。如演示實驗“滲透現象的改進與創新”，對教材上介紹的材料進行了替代，取得了良好的效果。用“魚鰾”代替“玻璃紙”，將“蔗糖”改為“碳素墨水”，使實驗操作更簡便，實驗現象更容易觀察，實驗效果更顯著。又如“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質”，參賽教師用班氏試劑替代斐林試劑檢測還原糖；用葵花子的種皮作為材料，其富含的脂肪使得蘇丹Ⅲ染色后橘黃色的細胞清晰可見；在蛋白質的檢測中，直接將少量待測組織液加入考馬斯亮藍染色液中，染液瞬間變為藍色，不但方便易行，效果也明顯。從以上改進來看，教師從材料、方法、原理方面探索改進的方法，使實驗變得更方便，效果更好。

3 通過改進可使一些模擬實驗更趨于逼真，生動形象

本次大賽28位參賽者中有10位選擇了對模擬實驗進行創新。模擬尿液的動態形成過程比原來的動畫顯示更真實，使教材上平面的圖形變得立體起來，使抽象的難以理解的知識形象化、直觀化。在“運動形成的模擬實驗”中，用一個礦泉水瓶的“頭”對著另一個礦泉水瓶的“底”，就形象地模擬了關節頭和關節窩；用吹起來的氣球代表肌肉，兩端用白色繩子系于礦泉水瓶上，參賽教師用這些簡單的生活中隨處可見的材料形象地說明了關節的結構和肌肉、骨、關節之間的關系。在“模擬探究保護色形成”的實驗中，教師用塑料草皮、彩色磁鐵代替彩色布與小彩紙，避免了實驗過程中小彩紙被風吹起和只能平放的缺點，可以將實驗“實況轉播”于黑板上，有利于全員參與。大賽中還有模擬膈肌運動，模擬噬菌體侵染細菌實驗的等。這些都使教師在平時教學中的模擬實驗更加生動、方便、形象。

4 為教師在實際工作中嘗試制作新的教具提供了成功的案例

有些實驗沒有專門的與之配套的實驗用具，所以教師自己動手制作實驗教具便成為了需要。在“綠葉中色素的提取和分離實驗的改進”中，參賽教師用刀片制作了“點樣刀”，還自制了“管式色素分離器”。

在感動于參賽教師們的匠心獨具時，也聽到了廣大觀摩教師的感嘆：“這樣的比賽再舉行下去，還有什么可以創新？”話語中無不透露出對大賽以后的舉行是否還有合適的內容的擔心。許多觀摩教師在活動休息期間的討論中談到：“現在教材上的實驗用具要改進的改進了，材料能夠替代的已經替代了。”感覺到教師對實驗創新的理解似乎僅局限于教材上已有實驗的改進。這也難怪，在比賽的過程中評委們對于實驗教具改進和實驗材料替代做得比較好的教師都給予了高度的評價和認可。這就給老師們一種暗示：實驗創新就是對已有實驗的改進。但到底什么是實驗創新？實驗創新大賽最應該關注參賽教師的什么素質或什么思維品質？筆者通過認真思考，對本次實驗大賽有以下幾個不同觀點：

（1） 大賽過分注重教師對實驗用具材料的點滴改進，輕視了教師創新思維的體現。

（2） 大賽的走向似乎偏離了“創新”二字，全場28個實驗中有26個實驗是對原教材實驗的教具改進和材料替代的。其中不乏為了改進而改進，為了替代而替代的例子。對于一個教師來說，需要的是構建全新實驗的能力，能表現出本人的創新思維品質的實驗設計和對實驗方案的執行能力。可是在對整個大賽的評價過程中，評委過于注重對教材已有實驗的改進和改良。試想如果一個教師的實驗創新思維只是停留于對已有實驗的“修修補補”，而沒有對完整實驗的設計能力或思維能力。這就像修鞋，教師就像一個修鞋匠，他能給鞋子打上漂亮的補丁，那么他培養的很可能只是一群“修鞋匠”，或是一群“高級修鞋匠”，又怎能培養出具有完整創新設計思維能力的“設計師”呢？

（3） 偏重于鼓勵教師的模仿，而非促進他們大膽原創。

評委對參賽教師模擬關節的結構、模擬動物的捕食過程、模擬尿液的形成過程、模擬物質進入細胞等給予了高度評價和鼓勵。這其中雖有模仿得比較好的，但總是以教材實驗為原型，只是用自己的方式方法將別人的實驗設計還原出來，沒有自己的新的發現也沒有自己的原創思維，教師們永遠都走不出別人畫定的“定身圈”。教師自己都走不出去，怎么能期待他們培養出創新型人才、杰出人才呢？這值得廣大教育工作者反思。

（3） 過分注重和強調實驗設計的“嚴密”性，而忽視了教師們的實際條件和主要任務。

對于廣大中學教師，特別是廣大農村學校的教師，教學條件簡陋，只能利用生活中僅有的條件去創設實驗條件，主要任務是培養學生的創造興趣和激情，而并非一定要有一個驚人的實驗成果。而大賽評委過于注重實驗設計的嚴密程度，忽視了教師們的實際教學條件，如果像要求大學教授那樣來要求農村學校的教師和學生，這將會導致剛剛燃燒起來的創新熱情消失殆盡，也無異于捆住了廣大師生創新的“手腳”，熄滅他們創新熱情的火花，限制了他們創新思維的發展。所以筆者認為大賽應該先鼓勵教師的創新熱情，高度肯定他們的創新思維，再在實驗設計的嚴密性方面給教師誠懇的意見，共同完善實驗方案。

（4） 過分關注實驗的功利性，輕視了對師生好奇心的保護。

人類很多偉大的科技進步并非都是為了某個特定的目的，很多時候都是由于本能的好奇心的驅使。也只有不帶任何功利目的的純粹探究更具有科學的生命力。科學家們當初將大鼠的基因轉入小鼠的基因組中時，哪里是因為先想到要開啟一個“基因世紀”才去做那個實驗呢？教師必須要小心翼翼地呵護好學生的那一份好奇心。社會也需要培養教師的好奇心（特別是自然科學的老師要具有好奇心）。而大賽的評委們和教師們卻過分看重實驗的功利性，諸如可否申請專利啦，可否推廣啦，忽視了實驗動機很多時候都是很單純的，只是人們的好奇心推動的。為什么學生年齡越大，問題越少，為什么年級越高，課堂越沉默，難道教師不應該反思嗎？

有人開玩笑說：好在愛迪生沒有上學，所以才有了電燈；好在喬布斯輟學了，后來才有了蘋果公司。這么說當然不對，因為這樣兩個人都是非常特殊的人。這樣說就完全否定了教育的功能，人類的發展離不開教育，但教師必須反思教育中存在的問題。教育要培養出創新型人才，需要社會培養出有創新精神的教師。而怎樣喚醒教師的創新意識，培養教師的創新精神和創新能力則是上級相關部門在工作過程中要優先考慮的。