实验自选法和学生创新能力的培养

曾绍海

摘 要:创新能力的培养是新课标的理念之一,本文阐述了用实验自选法培养学生创新能力的方法和效果。

关键词:实验自选法 创新能力 培养

1.实验自选法与传统实验方法的区别

传统的实验方法在原理和实践上都与实验自学法有较大的区别。传统的实验方法运用时,所研究的题目都是学生已详细学习过,不需要学生去发现。这种方法适用于基础实验和为学生提供的验证性实验,学生只要按简单的方式去重复实验,以验证事实和提供实验结果,由此再进行理论推演,而不是重复这些实验的发现路径,走的是获取知识的捷径。实验自选法则在教师的引导下把学生推到实验的主体地位,在实验的过程中,可以由学生自行选定实验课题、仪器设备、实验步骤等,教师只在提供实验资料和解答实验问题等方面为学生提供服务。还有,采用实验自选法做实验时,教师一般只向学生提出实验任务和要求,而对实验原理、步骤等都不作交待,首先让学生对其进行讨论和分析,并在教师的指导下得出具体的实施方案,学生在实验教学过程中有较大的思维空间和活动空间。在这种实验教学过程中,学生可以自选实验课题,自行选择和组合仪器设备,自己确定实验方法和步骤。作为实验教学主体的学生,可以充分运用自己所掌握的知识和技能,淋漓尽致地发挥自己的聪明才智。

2.实验自选法的实施方法:

2.1实验材料或者实验用具的自选。

在引导学生对自然科学的研究必须以事实作为基础的原则下,教师一改传统的实验过程中将所有的实验用品一一列出,并给出事先制定好的实验步骤进行实验的验证。而是提供一个“实验材料的自选超市”,材料的准备是多种多样的,有符合实验要求的,也有不适于实验的,让学生通过讨论分析本实验可以提出的问题是什么,从而进一步探讨选择最合适的材料进行实验,并分析为什么?讨论出合理的结果后,针对已经提出的问题和所选择的实验材料进行实验过程的设计。在这一阶段,教师意图通过分析,让学生学会向真正的科学家一样进行问题的思考和设计,笔者认为此步非常重要,爱因斯坦曾经说过“提出一个问题比解决一个问题要重要,因为解决问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已,而提出新问题,新的可能性,从新的角度去看问题,却需要有创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步。”同时,在不断的讨论分析过程中,学生的逻辑思维、表达能力等也会得到进一步的提高。

2.2实验方案的自选

经过一段时间的学习和训练,学生对探究实验方案设计的顺序已经熟悉,并掌握了必要的实验技能后,教师就可以引导学生对一个实验目的几个不同实验方案进行分析,并找出最合适本地实际实验效果有明显的实验方案,即实验方案的自选。具体实施过程如下:

2.2.1寻找实验题目:这是最关键的一点,由于教材的编写受到周期和地域性的影响,有的实验在某些地区实施起来的时候不是这么顺利,如《光对鼠妇生活的影响》实验,寻找鼠妇有时也不是件轻而易举的事,这时教师就可以引导学生思考出可以替代本实验的实验方案。

2.2.2实验方案设计的基本内容:包括:

2.2.2.1实验名称:是关于一个什么内容的实验。

2.2.2.2实验目的:要探究或者验证的某一事实是什么。

2.2.2.3实验原理:进行实验依据的科学道理。

2.2.2.4实验对象:进行实验的主要对象。

2.2.2.5实验条件:完成该实验必备的仪器、设备、药品条件。

2.2.2.6实验方法与步骤:实验采用的方法及必需的操作程序。

2.2.2.7实验测量与记录:对实验过程及结果应有科学的测量手段与准确的记录。

2.2.2.8实验结果预测及分析:能够预测可能出现的实验结果并分析导致的原因。

2.2.2.9实验结论:对实验结果进行准确的描述并给出一个科学的结论。

2.2.3在指导实验方案形成的阶段,教师还必须指导学生遵循以下几个原则:

2.2.3.1科学性原则

即指实验目的要明确,实验原理要正确,实验材料和实验手段的选择要恰当,整个设计思路和实验方法的确定都不能偏离生物学基本知识和基本原理以及其他学科领域的基本原则。

2.2.3.2.单一变量原则

在实验设计中仅仅改变实验中的某一项变量,其他因子不变,在此条件下,观察、研究该变量对实验材料和实验结果的影响。除了整个实验过程中欲处理的实验因素外,其他实验条件要做到前后一致。

2.2.3.3.对照性原则

在本阶段的教学过程中,教师的职责已经越来越少地传授知识,而是越来越多地把自己放在从属的地位,在系统研究教材后,教师设计出富有挑战性的问题刺激学生突破课程的束缚,培养、训练学生的求异思维、辐射思维、异向思维、侧向思维、联想思维等创造性思维和批判意识,鼓励学生主动提出、发现和探索问题,使学生真正进入知识世界去求知。实验自选法克服了学生受课本限制的思维定势的影响,开拓了学生的思维,提高了学生分析问题、解决问题的能力,激励学生敢于标新立异提出富有新意、与众不同的实验方案,激励学生的创新意识。

3.实验自选法培养学生创新能力的效果

3.1唤起创新意识,激发创新激情

由于一改以往实验的死规定、死限定等制约学生思维发展的因素,实验自选法是在学生初步掌握了实验探究的技能后,教师引导学生对相关的实验进行分析、探讨,这一种新颖的学习方式完全改变了学生过去的从属地位,成为了学习上真正的主人,学生的创新勇气被充分唤起、创新意识也被高度激发。

3.2倡导质疑问难

在实验自选法中,确定实验的目的后,允许学生在掌握实验原理的基础上根据实际情况,使用不同的器材、不同的实验步骤甚至是不同的实验方案进行实验。这样需要学生在各种因素中进行取舍,对所得的信息进行筛选,无形中培养了学生敢于“挑剔”与“批判”的眼光,敢于对周围事物和课本、参考书提出质疑的勇气,“吹毛求疵”并进行批判,敢于发表不同意见,敢于表达与教师不同的观点,逐渐养成不畏权威、独立思考的创新习惯,从而实现完善和超越。

3.3.鼓励学生标新立异

大凡创新,总是不满足于原有状态,不依常规,在寻求变异中,在对同一个问题从不同方向、不同角度,用新的方法或途径去分析和解决。在实施实验自选法的过程中,由于生活经验的差异和学习能力的不同,提出的方案往往差别很大,这时学习能力强的学生其个人特长就被充分发挥,其求异创新本领也就淋漓尽致地得到展现。

3.4引导学生善于合作、集智取长

在实验自选法中,学生往往要通过小组讨论,才能在集体智慧之下得出一个合理宜行的方案。充分给学生提供自主活动的空间和广泛交流思想的机会,引导学生独立探索、相互研究、大胆发表不同见解,使每个学生都尽可能地发挥个人在小组中的潜力和自己的特长。实践证明,实验前对实验方案的讨论给了学生较多讨论、分析的机会,使学生在知识方面相互补充,在学习方法上相互借鉴,善于合作集智取长。如共同解决知识疑难,友好协作实践,热烈讨论是非,学习他人巧妙的解题方法,良好的求知习惯等,非常有利于学生创新能力的培养和发展。

参考文献:

1.全日制义务教育《生物课程标准》(实验稿)第2页。

作者单位:佛山市第十中学