優化實驗教學,促進創新素質培養

摘 要: 本文作者結合新課改后高中生物實驗教學過程的體會，深入探討傳統實驗教學模式的不足之處，從技能認知規律理論出發設計優化實驗課教學的手段，立足于培養學生創造性思維品質，在中學生物實驗教學中啟發創造性、體現動態性、激發積極性，對學生進行良好的科學方法教育，以促進教學效果的提高。

關鍵詞: 生物實驗教學科學方法教育 創造性思維品質

生物學是實驗科學，生物實驗在生物教學中對培養學生的科學素養具有重要作用。實驗教學要培養學生良好的生物學基本實驗技能，一定的科學探究能力，養成創造性思維等科學思維的習慣，形成正確的科學態度、創新精神，以及與他人合作的愿望和能力。如何實現上述目標是值得生物學教師思考與探索的課題。

1.傳統實驗教學模式存在的問題

1.1教師講解示范而學生注意力分散。

在傳統的實驗教學中，教師按部就班先講解實驗目的要求、材料、用具和方法，然后示范操作，往往使學生注意力分散。產生此情況的原因是:①好奇心強自控力差。好奇是中學生的共同心理，由于好奇心的驅使，有些學生一進入實驗室就迫不及待地動這動那，擺弄實驗材料、搬動顯微鏡、亂加藥品等，議論材料、儀器。學生大腦處于高度興奮狀態，造成相互干擾、思維混亂、注意力渙散。②視聽信息相互干擾。當教師介紹實驗器材并示范操作時，學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。這樣學生接受的視覺信息來自實驗桌上，而聽覺信息來自教師，勢必造成教師對學生的引導作用大大削弱。

1.2學生實驗積極性雖高但效果不理想。

自己動手操作階段學生注意力相對集中并積極參與，此時學生積極性雖高，但實驗效果并不好，這是由于教師的講解與示范學生沒有聽進去、看清楚。相當一部分學生回答不出剛才所做實驗的目的是什么、實驗步驟怎樣。而且許多學生的操作不規范，因操作混亂而損壞儀器的現象時有發生。

1.3反饋與評價興趣不濃。

由于傳統實驗教學模式缺乏強有力的反饋手段，因此反饋作為技能學習中所必須的教學環節，通常在實驗教學中很少得到體現。雖然部分教師認識到反饋的重要性，用語言講述觀察到的一些不規范的實驗行為。但由于學生沒親眼看見，因此并不能引起學生的興趣和重視。

2.遵循技能認知規律，優化實驗課教學

2.1技能認知規律概述。

有的教師把動作技能學習等同于知識學習，認為只要講解學生就能掌握;有的教師由于自己已掌握動作技能，已達到自動化階段，而認為動作技能的學習很簡單。其實即使是比較簡單的動作技能也不是一學就會。動作技能學習需要經歷三個階段:第一是認知階段，學習者通過外部的語言指導，或通過觀察他人的動作示范，試圖理解任務及要求:第二是聯系形成階段，學習者要建立外部刺激與動作之間的聯系，這一階段的基本任務是把局部動作組成大的單元;第三是自動化階段，例如“顯微鏡的使用”實驗，在教師講清實驗步驟并強調操作要領后，學生要反復操作，以達到熟能生巧，操作自動化。

2.2用多媒體技術優化實驗課教學。

視聽信息相互干擾大大影響了教師對學生的引導，使實驗課中信息傳輸受阻，降低了課堂教學的效率。對于特別需要示范與反饋，以及動作技能學習為特征的實驗課影響更突出。運用現代多媒體教育技術可以大大提高學生的注意力，可以利用視頻展示臺，將實驗器材放大，使學生既可以看到清晰的儀器、材料，又可以聽老師講解、示范;教師可通過視頻展示臺播放CAI課件，示范基本操作，提示實驗步驟、分析實驗現象，還可以針對學生的典型操作錯誤，讓學生找一找錄相中的錯誤之處。聲像并茂可使學生興趣很高，留下深刻印象。這樣學生的操作錯誤得到及時糾正，操作技能得到優化，大大提高教學效果與教學吸引力。

3.在生物實驗教學中融入科學方法教育

在生物實驗教學中融入科學的教育方法對培養學生的思維能力和創造意識，將取得事半功倍的效果。

3.1引導學生懂得科學思維。

在實驗教學中，教師不僅要善于提出問題，而且要恰當地給學生指出思考方法:問題如何提出?該問題的解決有何意義?該問題如何分析較恰當?對分析的結果如何綜合?解決問題可用哪些辦法?運用這些方法的基本理論和實踐的依據是什么?最后獲得的結論是什么?如何對其加以客觀評價?等等。教師經常在實驗教學中對學生進行思維方法的訓練，將會對學生思維能力的形成有很大的促進作用，進而起到科學方法教育的效果。

3.2培養學生觀察力和發現意識。

觀察在人類認識客觀世界的過程中具有重要作用，在實驗教學中教師首先要引導學生學會觀察。如給燒杯中的水加熱使之沸騰的實驗，其目的是要證明水只有在一定的溫度下才會發生沸騰，雖然水繼續從外界吸熱，但沸騰水的溫度卻保持不變。如果不引導學生懂得要根據實驗目的來明確觀察中心，則可能有不少學生不自覺地觀察到直覺現象突出的地方，如水內部形成大量的氣泡，氣泡上升到水面而破裂，水的體積會越來越少、甚至消失。其次，在實驗教學中應該注意培養學生的發現意識。如水內部形成大量的氣泡，氣泡上升到水面而破裂，這與水的體積減少有什么關系?這是不是水的表面蒸發現象?蒸發和沸騰的關系如何?學生細微地觀察、分析，才會發現它們有著內在的本質聯系和外在的明顯差異。

3.3培養學生對實驗結果的評價和處理能力。

任何一種實驗方法都不可能是絕對可靠的，盡管實驗設計考慮周密，但在實驗操作、觀察和記錄中仍會有一些事前沒有估計到的主、客觀因素影響實驗效果，即存在實驗誤差。因而做完實驗后引導學生對實驗數據的分析和對實驗結果的討論是十分必要的。分析討論時，教師應引導學生針對實驗中導致實驗誤差的主、客觀原因進行分析。如客觀原因方面有實驗儀器設備不良或發生變化，實驗材料在品種上存在某些差異和操作技術方面的局限性，等等;主觀原因方面有實驗設計時遺漏考慮的可能產生誤差的諸多因素，還有人們的觀察能力、觀測方法、實驗技巧，等等。通過分析技能的訓練，培養學生實事求是，嚴肅認真的科學態度和辨證邏輯思維能力。對那些不理想甚至是失敗的實驗事實，也不應該放棄科學方法教育的機會，教師要耐心引導學生找出導致失敗的原因。如初中教材“觀察洋蔥表皮細胞”的實驗，實驗失敗常出現在實驗操作的程序或技巧上，如洋蔥表皮細胞未在載玻片上展平，甚至折疊，等等。找到失敗的原因后，教師要引導學生耐心細致重做，不能被困難嚇倒。

4.立足于培養學生創造性思維品質

提高學生的創造力是教育改革的熱點，而創造力的核心是創造性思維，實驗教學則是培養創造性思維的重要途徑。在發揮教師的主導作用，培養學生良好的實驗操作技能后就應在各種實驗中訓練學生的各種探究技能、提高他們的創造性思維品質，培養他們的創造能力。我認為實驗教學有效地提高學生創造性思維品質在內容和形式方面應從以下幾個方面加強探索。

4.1改演示實驗為學生課外實驗，培養創造性思維的自我獨立性和多向選擇性。

自我獨立性指探究問題獨立自主，具有獨創精神，能運用與眾不同的方法解決問題提出新見解，產生新結果。教師應引導學生由模仿向獨創過渡。一些演示實驗改為學生課外實驗后，由于學生的知識水平和實驗能力參差不齊，且學生的好奇心易對教材中的實驗結論產生懷疑，為了解疑求實學生則會自覺地反復實驗而不得不重做實驗，直至得出滿意結論。同時課外實驗還能培養學生創造思維的多向選擇性，學生可以自己選擇材料、器具，自己動手創造性地完成實驗。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、培養皿等。初中生物教材中的種子萌發時吸收氧氣、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的幼苗等演示實驗都可改為課外實驗。

4.2改驗證性實驗為探究性實驗，培養創造性思維的主動探索性和綜合概括性。

驗證性實驗通過規范的實驗操作，能夠達到培養學生的實驗操作、觀察、計算和數據處理等基本的科學實驗技能和嚴謹的科學態度的目標，但難以達到培養綜合探究能力、創造性思維能力與科學興趣等情感態度方面的目標。而探究性實驗由于探索的結果是未知，學生興趣和積極性會大大增加，而且學生在作出假設，設計、選擇、實施實驗方案，分析實驗現象等探索過程中，主動探索精神和創新精神都能得到培養。實踐證明由一定的實驗體驗過程孕育發展而形成的操作技能，才會使學生在感受實驗體驗中形成嚴謹有序、開放自然的科學精神。學生在親自嘗試和實踐過程中能主動獲取生物科學知識，體驗科學過程與科學方法形成一定的科學探究能力和科學態度與價值觀，培養創新精神。為此教師應挖掘教材中的驗證性實驗，探究其中可轉化為探究性實驗的內容，將其設計為探究性實驗。例如高中《生物》第一冊的“實驗一生物組織中還原糖、脂肪、蛋白質的鑒定”原本是驗證性實驗就可改為探究性實驗:“探究食物中的化合物成分”，我先讓學生對自己所感興趣、想要探究的食物所含的成分做預測，然后根據所教的有關化合物的檢測法設計實驗，并操作完成實驗。

5.立足于培養學生表達交流、與他人合作的能力

學生在探究性實驗中，會有各種不同的設計方案，不同的探究過程甚至不同的結果。教師應鼓勵學生勇于發表自己的獨到見解，總結探究過程。在交流中自評、互評、互相質疑、共享成果。在實驗教學中還應教育學生學會合作，培養學生的合作意識，正確認識自己在群體中的地位與他人配合協作，互幫互學，取長補短，共同完成所探究的問題和實驗過程。

總之，在中學生物實驗教學中，富有創造性、體現動態性、激發積極性地對學生進行良好的科學方法教育將會促進教學效果的提高。然而此工作只是教改的一項新嘗試，指導學生掌握科學方法是一項長期艱巨的任務，有待于廣大同行的共同探索。

參考文獻:

[1]楊曉萍.優化實驗教學，推行創新教育.教學儀器與實驗，2006，(10).

[2]尤宏偉.生物實驗教學的基本要求.教學與管理，2005，(1).