例談實驗教學中創新精神和求異思維的培養

顏勁松

摘 要：生物學核心素養包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任4個方面。實驗教學尤其要突出學科特色，通過實驗探究、教材、資料搜集等建立核心概念，注重學生自主學習能力、批判性思維、探究精神和創新精神的培養。

關鍵詞：科學探究；創新精神；求異思維

國家領導人在政府的工作報告中，多次提及“創新”驅動發展，促進各行業轉型升級。當前，我們所處的合肥地區也正高舉“創新高地 大湖名城”的旗幟。在此背景下，合肥市初中生物骨干教師培訓基地和“合肥市名師工作室陸漢鋒工作室”對初中生物實驗教學開展了系列的交流研討。其中精彩的篇章，如2016年5月，合肥29中葛亮老師和42中蔣敏老師“同課異構”《綠色植物的呼吸作用》分組實驗教學、實驗說課比賽、自制教具和對教材實驗的創新改造等。引發了全體觀摩同仁的強烈共鳴與深思：如何打破常規、突破定式思維和教材局限，改變以往實驗教學“重結論輕過程”的弊病。筆者以“綠色植物的呼吸作用”為例，談談如何在實驗教學中培養學生“知其所未然”的科學探究精神。

一、重視“知其所未然”的科學精神

要在實驗教學中，培養“知其所未然”的科學探究精神，首先，要明確以下三個概念。

知其然（know what）：能準確完整地描述事物的形態或過程以及觀察或感受得到的結果，是一種感性認識。

知其所以然（know why）：能夠正確地解釋相關事物發生的一切正反現象，而且可以準確地預測結果，是一種理性認識。

知其所未然（know how）：在不斷實踐、積累、深化的基礎上，在橫向學科的啟發、影響下，對相關事物的新認識，是對教師和教材內容的質疑、拓展和完善，是創新教育最華彩的篇章，而且這個階段應該是無限的。

生物學核心素養要求教師在教學實踐中關注學生自主學習能力、批判性思維、探究精神和創新精神的培養。提倡對學生的學習要求，由“知其然，知其所以然”向“知其然，知其所以然，知其所未然”轉變。

二、實驗教學案例

例如，“綠色植物的呼吸作用”是人教版七年級生物第三單元“生物圈中的綠色植物”第五章第二節，教材中提供了3個實驗探究活動。教師應利用這一契機，激發學生的學習興趣，激活他們的思維，提出更高的要求。

1.“知其然”：讓學生描述實驗現象。

·觀察讀數，裝有萌發種子的暖水瓶中插入的溫度計，顯示的溫度相對較高。

·親身體驗，用吸管向澄清石灰水中吹氣后，變渾濁了。

·種子萌發過程中放出的氣體，也能使澄清石灰水變渾濁。

·裝有萌發種子的瓶子，經過1天的放置，將點燃的蠟燭放入后，會熄滅。

·有的小組沒有觀察到明顯的“預期現象”。（什么原因？）

2.“知其所以然”：讓學生探究現象背后的科學原由。

·種子萌發過程中產生了能量。（化學能→熱能）

·人呼出的氣體中二氧化碳相對較高。（輔助性質實驗，化學知識交叉）

·呼吸作用實質就是有機物分解，釋放能量。（有機物+氧氣→二氧化碳+水+能量）

·有的實驗現象有差別，未收獲預期的“結果”。（操作失當或不熟練；氣體過快泄露；實驗選材的差異等）

3.“知其所未然”：引導學生質疑、創新、求異、應用。

·3個實驗的流程安排是否可調整？（更好地符合認知規律）

·創新、改裝實驗用具。（更加簡易環保，更易操作、掌控）

·教材中的3個實驗都是種子作為探究對象，是否只有植物的種子有呼吸作用？（具備活的植物細胞，設法驗證）

·學生根據個人喜好，自選植物的不同器官，如花和葉；或同一器官的不同時期，如幼葉和衰老的葉。力求創造出與眾不同的對照實驗。（盡可能多地選擇不同的“單一變量”）

·動、植物有呼吸作用，微生物會呼吸嗎？（怎樣選材，選擇單一變量，如何控制？）

·設置什么形式的成果應用。（撰寫調查報告：《身邊實例是怎樣實現“抑制/促進”植物呼吸作用的》等）

4.教學理念創新：推進微課、翻轉課堂等教育教學信息化手段應用，與教學深度融合。

·充分利用教育技術手段，提高教學效率、效果。

·特色微課提供“規范性”操作參考，背景或前概念介紹，輔助性知識鋪墊。

·核心概念歸納，核心素養升華。

改革創新是人類社會生生不息、永遠向前的動力，是民族興旺發達的不竭源泉。作為生物學教育工作者，必然要結合學科優勢，永葆創造性教學思想。創設情境，讓學生主動感知問題，圍繞問題多角度、多層次地思考、分析，盡可能尋找多種方案，提出新穎獨到的見解；多渠道探尋解決問題的途徑和方法，并有所創新。將所學到的知識運用于實際中去，使所學知識靈活多變，及時遷移、應用。

三、分析與結論

實踐證明：在實驗教學中開展“科學探究”，不僅有助于學生形成正確的生命觀念，發展理性思維，還可以讓學生勇于承擔社會責任。總的說來，通過實驗教學可以培養學生科學探究和思辨能力，理論結合現實，提高學習效率，增強解決問題能力，在潛移默化中提高自身的生物科學素養。

參考文獻：

[1]方大學.課堂教學創新中的三大轉變[J].化學教與學，2014（3）.

[2]梁亮亮.高中生物教學中滲透科學探究的思考[J].中學生物教學，2017.