例谈实验教学中创新精神和求异思维的培养

颜劲松

摘 要：生物学核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任4个方面。实验教学尤其要突出学科特色，通过实验探究、教材、资料搜集等建立核心概念，注重学生自主学习能力、批判性思维、探究精神和创新精神的培养。

关键词：科学探究；创新精神；求异思维

国家领导人在政府的工作报告中，多次提及“创新”驱动发展，促进各行业转型升级。当前，我们所处的合肥地区也正高举“创新高地 大湖名城”的旗帜。在此背景下，合肥市初中生物骨干教师培训基地和“合肥市名师工作室陆汉锋工作室”对初中生物实验教学开展了系列的交流研讨。其中精彩的篇章，如2016年5月，合肥29中葛亮老师和42中蒋敏老师“同课异构”《绿色植物的呼吸作用》分组实验教学、实验说课比赛、自制教具和对教材实验的创新改造等。引发了全体观摩同仁的强烈共鸣与深思：如何打破常规、突破定式思维和教材局限，改变以往实验教学“重结论轻过程”的弊病。笔者以“绿色植物的呼吸作用”为例，谈谈如何在实验教学中培养学生“知其所未然”的科学探究精神。

一、重视“知其所未然”的科学精神

要在实验教学中，培养“知其所未然”的科学探究精神，首先，要明确以下三个概念。

知其然（know what）：能准确完整地描述事物的形态或过程以及观察或感受得到的结果，是一种感性认识。

知其所以然（know why）：能够正确地解释相关事物发生的一切正反现象，而且可以准确地预测结果，是一种理性认识。

知其所未然（know how）：在不断实践、积累、深化的基础上，在横向学科的启发、影响下，对相关事物的新认识，是对教师和教材内容的质疑、拓展和完善，是创新教育最华彩的篇章，而且这个阶段应该是无限的。

生物学核心素养要求教师在教学实践中关注学生自主学习能力、批判性思维、探究精神和创新精神的培养。提倡对学生的学习要求，由“知其然，知其所以然”向“知其然，知其所以然，知其所未然”转变。

二、实验教学案例

例如，“绿色植物的呼吸作用”是人教版七年级生物第三单元“生物圈中的绿色植物”第五章第二节，教材中提供了3个实验探究活动。教师应利用这一契机，激发学生的学习兴趣，激活他们的思维，提出更高的要求。

1.“知其然”：让学生描述实验现象。

·观察读数，装有萌发种子的暖水瓶中插入的温度计，显示的温度相对较高。

·亲身体验，用吸管向澄清石灰水中吹气后，变浑浊了。

·种子萌发过程中放出的气体，也能使澄清石灰水变浑浊。

·装有萌发种子的瓶子，经过1天的放置，将点燃的蜡烛放入后，会熄灭。

·有的小组没有观察到明显的“预期现象”。（什么原因？）

2.“知其所以然”：让学生探究现象背后的科学原由。

·种子萌发过程中产生了能量。（化学能→热能）

·人呼出的气体中二氧化碳相对较高。（辅助性质实验，化学知识交叉）

·呼吸作用实质就是有机物分解，释放能量。（有机物+氧气→二氧化碳+水+能量）

·有的实验现象有差别，未收获预期的“结果”。（操作失当或不熟练；气体过快泄露；实验选材的差异等）

3.“知其所未然”：引导学生质疑、创新、求异、应用。

·3个实验的流程安排是否可调整？（更好地符合认知规律）

·创新、改装实验用具。（更加简易环保，更易操作、掌控）

·教材中的3个实验都是种子作為探究对象，是否只有植物的种子有呼吸作用？（具备活的植物细胞，设法验证）

·学生根据个人喜好，自选植物的不同器官，如花和叶；或同一器官的不同时期，如幼叶和衰老的叶。力求创造出与众不同的对照实验。（尽可能多地选择不同的“单一变量”）

·动、植物有呼吸作用，微生物会呼吸吗？（怎样选材，选择单一变量，如何控制？）

·设置什么形式的成果应用。（撰写调查报告：《身边实例是怎样实现“抑制/促进”植物呼吸作用的》等）

4.教学理念创新：推进微课、翻转课堂等教育教学信息化手段应用，与教学深度融合。

·充分利用教育技术手段，提高教学效率、效果。

·特色微课提供“规范性”操作参考，背景或前概念介绍，辅助性知识铺垫。

·核心概念归纳，核心素养升华。

改革创新是人类社会生生不息、永远向前的动力，是民族兴旺发达的不竭源泉。作为生物学教育工作者，必然要结合学科优势，永葆创造性教学思想。创设情境，让学生主动感知问题，围绕问题多角度、多层次地思考、分析，尽可能寻找多种方案，提出新颖独到的见解；多渠道探寻解决问题的途径和方法，并有所创新。将所学到的知识运用于实际中去，使所学知识灵活多变，及时迁移、应用。

三、分析与结论

实践证明：在实验教学中开展“科学探究”，不仅有助于学生形成正确的生命观念，发展理性思维，还可以让学生勇于承担社会责任。总的说来，通过实验教学可以培养学生科学探究和思辨能力，理论结合现实，提高学习效率，增强解决问题能力，在潜移默化中提高自身的生物科学素养。

参考文献：

[1]方大学.课堂教学创新中的三大转变[J].化学教与学，2014（3）.

[2]梁亮亮.高中生物教学中渗透科学探究的思考[J].中学生物教学，2017.