优化实验教学,促进创新素质培养
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作者: 张 兮
摘 要: 本文作者结合新课改后高中生物实验教学过程的体会,深入探讨传统实验教学模式的不足之处,从技能认知规律理论出发设计优化实验课教学的手段,立足于培养学生创造性思维品质,在中学生物实验教学中启发创造性、体现动态性、激发积极性,对学生进行良好的科学方法教育,以促进教学效果的提高。
关键词: 生物实验教学科学方法教育 创造性思维品质
生物学是实验科学,生物实验在生物教学中对培养学生的科学素养具有重要作用。实验教学要培养学生良好的生物学基本实验技能,一定的科学探究能力,养成创造性思维等科学思维的习惯,形成正确的科学态度、创新精神,以及与他人合作的愿望和能力。如何实现上述目标是值得生物学教师思考与探索的课题。
1.传统实验教学模式存在的问题
1.1教师讲解示范而学生注意力分散。
在传统的实验教学中,教师按部就班先讲解实验目的要求、材料、用具和方法,然后示范操作,往往使学生注意力分散。产生此情况的原因是:①好奇心强自控力差。好奇是中学生的共同心理,由于好奇心的驱使,有些学生一进入实验室就迫不及待地动这动那,摆弄实验材料、搬动显微镜、乱加药品等,议论材料、仪器。学生大脑处于高度兴奋状态,造成相互干扰、思维混乱、注意力涣散。②视听信息相互干扰。当教师介绍实验器材并示范操作时,学生往往不易看清教师的操作和器材,只能看自己桌上的器材。这样学生接受的视觉信息来自实验桌上,而听觉信息来自教师,势必造成教师对学生的引导作用大大削弱。
1.2学生实验积极性虽高但效果不理想。
自己动手操作阶段学生注意力相对集中并积极参与,此时学生积极性虽高,但实验效果并不好,这是由于教师的讲解与示范学生没有听进去、看清楚。相当一部分学生回答不出刚才所做实验的目的是什么、实验步骤怎样。而且许多学生的操作不规范,因操作混乱而损坏仪器的现象时有发生。
1.3反馈与评价兴趣不浓。
由于传统实验教学模式缺乏强有力的反馈手段,因此反馈作为技能学习中所必须的教学环节,通常在实验教学中很少得到体现。虽然部分教师认识到反馈的重要性,用语言讲述观察到的一些不规范的实验行为。但由于学生没亲眼看见,因此并不能引起学生的兴趣和重视。
2.遵循技能认知规律,优化实验课教学
2.1技能认知规律概述。
有的教师把动作技能学习等同于知识学习,认为只要讲解学生就能掌握;有的教师由于自己已掌握动作技能,已达到自动化阶段,而认为动作技能的学习很简单。其实即使是比较简单的动作技能也不是一学就会。动作技能学习需要经历三个阶段:第一是认知阶段,学习者通过外部的语言指导,或通过观察他人的动作示范,试图理解任务及要求:第二是联系形成阶段,学习者要建立外部刺激与动作之间的联系,这一阶段的基本任务是把局部动作组成大的单元;第三是自动化阶段,例如“显微镜的使用”实验,在教师讲清实验步骤并强调操作要领后,学生要反复操作,以达到熟能生巧,操作自动化。
2.2用多媒体技术优化实验课教学。
视听信息相互干扰大大影响了教师对学生的引导,使实验课中信息传输受阻,降低了课堂教学的效率。对于特别需要示范与反馈,以及动作技能学习为特征的实验课影响更突出。运用现代多媒体教育技术可以大大提高学生的注意力,可以利用视频展示台,将实验器材放大,使学生既可以看到清晰的仪器、材料,又可以听老师讲解、示范;教师可通过视频展示台播放CAI课件,示范基本操作,提示实验步骤、分析实验现象,还可以针对学生的典型操作错误,让学生找一找录相中的错误之处。声像并茂可使学生兴趣很高,留下深刻印象。这样学生的操作错误得到及时纠正,操作技能得到优化,大大提高教学效果与教学吸引力。
3.在生物实验教学中融入科学方法教育
在生物实验教学中融入科学的教育方法对培养学生的思维能力和创造意识,将取得事半功倍的效果。
3.1引导学生懂得科学思维。
在实验教学中,教师不仅要善于提出问题,而且要恰当地给学生指出思考方法:问题如何提出?该问题的解决有何意义?该问题如何分析较恰当?对分析的结果如何综合?解决问题可用哪些办法?运用这些方法的基本理论和实践的依据是什么?最后获得的结论是什么?如何对其加以客观评价?等等。教师经常在实验教学中对学生进行思维方法的训练,将会对学生思维能力的形成有很大的促进作用,进而起到科学方法教育的效果。
3.2培养学生观察力和发现意识。
观察在人类认识客观世界的过程中具有重要作用,在实验教学中教师首先要引导学生学会观察。如给烧杯中的水加热使之沸腾的实验,其目的是要证明水只有在一定的温度下才会发生沸腾,虽然水继续从外界吸热,但沸腾水的温度却保持不变。如果不引导学生懂得要根据实验目的来明确观察中心,则可能有不少学生不自觉地观察到直觉现象突出的地方,如水内部形成大量的气泡,气泡上升到水面而破裂,水的体积会越来越少、甚至消失。其次,在实验教学中应该注意培养学生的发现意识。如水内部形成大量的气泡,气泡上升到水面而破裂,这与水的体积减少有什么关系?这是不是水的表面蒸发现象?蒸发和沸腾的关系如何?学生细微地观察、分析,才会发现它们有着内在的本质联系和外在的明显差异。
3.3培养学生对实验结果的评价和处理能力。
任何一种实验方法都不可能是绝对可靠的,尽管实验设计考虑周密,但在实验操作、观察和记录中仍会有一些事前没有估计到的主、客观因素影响实验效果,即存在实验误差。因而做完实验后引导学生对实验数据的分析和对实验结果的讨论是十分必要的。分析讨论时,教师应引导学生针对实验中导致实验误差的主、客观原因进行分析。如客观原因方面有实验仪器设备不良或发生变化,实验材料在品种上存在某些差异和操作技术方面的局限性,等等;主观原因方面有实验设计时遗漏考虑的可能产生误差的诸多因素,还有人们的观察能力、观测方法、实验技巧,等等。通过分析技能的训练,培养学生实事求是,严肃认真的科学态度和辨证逻辑思维能力。对那些不理想甚至是失败的实验事实,也不应该放弃科学方法教育的机会,教师要耐心引导学生找出导致失败的原因。如初中教材“观察洋葱表皮细胞”的实验,实验失败常出现在实验操作的程序或技巧上,如洋葱表皮细胞未在载玻片上展平,甚至折叠,等等。找到失败的原因后,教师要引导学生耐心细致重做,不能被困难吓倒。
4.立足于培养学生创造性思维品质
提高学生的创造力是教育改革的热点,而创造力的核心是创造性思维,实验教学则是培养创造性思维的重要途径。在发挥教师的主导作用,培养学生良好的实验操作技能后就应在各种实验中训练学生的各种探究技能、提高他们的创造性思维品质,培养他们的创造能力。我认为实验教学有效地提高学生创造性思维品质在内容和形式方面应从以下几个方面加强探索。
4.1改演示实验为学生课外实验,培养创造性思维的自我独立性和多向选择性。
自我独立性指探究问题独立自主,具有独创精神,能运用与众不同的方法解决问题提出新见解,产生新结果。教师应引导学生由模仿向独创过渡。一些演示实验改为学生课外实验后,由于学生的知识水平和实验能力参差不齐,且学生的好奇心易对教材中的实验结论产生怀疑,为了解疑求实学生则会自觉地反复实验而不得不重做实验,直至得出满意结论。同时课外实验还能培养学生创造思维的多向选择性,学生可以自己选择材料、器具,自己动手创造性地完成实验。如可以用罐头瓶、饮料瓶、塑料袋等代替烧杯、广口瓶、三角锥瓶、培养皿等。初中生物教材中的种子萌发时吸收氧气、释放二氧化碳、释放能量,植物的蒸腾失水,观察土壤浸出液培养的幼苗等演示实验都可改为课外实验。
4.2改验证性实验为探究性实验,培养创造性思维的主动探索性和综合概括性。
验证性实验通过规范的实验操作,能够达到培养学生的实验操作、观察、计算和数据处理等基本的科学实验技能和严谨的科学态度的目标,但难以达到培养综合探究能力、创造性思维能力与科学兴趣等情感态度方面的目标。而探究性实验由于探索的结果是未知,学生兴趣和积极性会大大增加,而且学生在作出假设,设计、选择、实施实验方案,分析实验现象等探索过程中,主动探索精神和创新精神都能得到培养。实践证明由一定的实验体验过程孕育发展而形成的操作技能,才会使学生在感受实验体验中形成严谨有序、开放自然的科学精神。学生在亲自尝试和实践过程中能主动获取生物科学知识,体验科学过程与科学方法形成一定的科学探究能力和科学态度与价值观,培养创新精神。为此教师应挖掘教材中的验证性实验,探究其中可转化为探究性实验的内容,将其设计为探究性实验。例如高中《生物》第一册的“实验一生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定”原本是验证性实验就可改为探究性实验:“探究食物中的化合物成分”,我先让学生对自己所感兴趣、想要探究的食物所含的成分做预测,然后根据所教的有关化合物的检测法设计实验,并操作完成实验。
5.立足于培养学生表达交流、与他人合作的能力
学生在探究性实验中,会有各种不同的设计方案,不同的探究过程甚至不同的结果。教师应鼓励学生勇于发表自己的独到见解,总结探究过程。在交流中自评、互评、互相质疑、共享成果。在实验教学中还应教育学生学会合作,培养学生的合作意识,正确认识自己在群体中的地位与他人配合协作,互帮互学,取长补短,共同完成所探究的问题和实验过程。
总之,在中学生物实验教学中,富有创造性、体现动态性、激发积极性地对学生进行良好的科学方法教育将会促进教学效果的提高。然而此工作只是教改的一项新尝试,指导学生掌握科学方法是一项长期艰巨的任务,有待于广大同行的共同探索。
参考文献:
[1]杨晓萍.优化实验教学,推行创新教育.教学仪器与实验,2006,(10).
[2]尤宏伟.生物实验教学的基本要求.教学与管理,2005,(1).
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