感知、体验、创新——跨越抽象的思维空间

感知、体验、创新——跨越抽象的思维空间

关茜

作者简介：关茜，女，青岛市市南区教育研究指导中心生物学科教研员，中教高级。1背景介绍

1.1《测定某种食物中的能量》一课，是人教版生物实验教材7年级下册中新增加的一个较有难度的探究活动课，实验材料和用具、装置不像以往的实验可由实验教师准备好，而是让学生亲自动手，利用废旧的材料在课堂上制作和安装。所以实验过程中存在着许多有关的安全问题，诸如：剪刀的使用；实验装置中锋利的易拉罐边缘；实验过程中酒精灯的使用；花生的燃烧；三角烧瓶的安装和拆卸，温度计的使用和热水的测量等等。而学生又是一群顽皮有余、稳重不足十三、四岁的孩子，割伤、烫伤随时可能发生。

1.2教师也是第一次面对这样难度较大的实验探究课、探究实验过程中的安全问题，使教师担心不已。做演示？还是学生分组实验？教师徘徊不定，做演示实验，学生只有当观众的份了，实验时往往兴趣不高，会严重束缚了学生的创造思维，无法让学生应对日益变化的社会。应放开手脚让学生试一试，是教师教育观念的转变的体现。

1.3教师教育观念的转变在于认识到：在初中生物学教学中，要培养学生的创新精神和探究能力，需要寻找合适的突破口，丰富的生物学实验无一不使学生们对生物学的学习情趣盎然，生物课程中的探究活动、实验课无疑为学生提供了探究和创新的机会，教师只有从观念上改变自己，和学生互换角色，给学生实验的主动权，引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，让自己做学生的促进者、合作者和指导者，才能真正提高学生的实验技能和实验设计的能力，逐步培养学生各方面的能力，突出创新精神和实践能力的培养。

从实施新教材以来，自己努力改变教育理念，探索实验教学的方式方法，尝试师生共同探讨的教育理论。在近几年探究实验中，自己从学生身上学到很多东西，新教材中增设的许多探究实验，需要教师在指导学生运用已具备的生物学知识时，一方面要对生物学实验进行必要的科学假设，精心准备、充分考虑实验中各种有可能出现失误的不利因素，以保证实验尽可能获得成功；另一方面做到：对学生一旦遇到实验“失败”，就首先以极大的宽容，走进学生的心灵，让学生感受到老师的友好亲近。同时给予科学方法的强化辅导，鼓励学生尊重实验事实，并且和学生一起仔细认真地寻找和分析失败原因。特别是在《测定某种食物中的能量》的一节探究活动课中，学生的行为让我获得了很多的启示。

2案例情景描述与分析

在七年级下册探究“测定某种食物中的能量”的实验时。我先提出“食物能够为我们提供能量，你们知道我们所吃的食物中哪些食物含能量较多吗？”学生们纷纷发言。我接着问：“你们怎么知道的？”学生说：“查课本上的食物能量的表。”我再问：“你们知道这些食物的能量是怎么测出来的吗？想知道吗？你准备怎样去测呢？”这引起了学生的兴趣，纷纷讨论怎样测量食物的能量。经过小组的讨论，大部分的同学认为用燃烧的方法比较好，但对具体的测量方法没有讨论出结果。这时我让学生看课本中的实验方法，有的为能想出与课本同样的方法而高兴，也有的因为没能想出一个具体周详的实验计划而有些焦急。我马上给他们打气：“你们已经表现得相当不错了，你们现在还没有学过物理，如果学过物理，我相信你们一定能够设计出比这更好的方案。”这重新激起学生们研究的欲望，他们接着又对实验计划进行讨论分析。他们发现：实验装置不一定非用课本上的“易拉罐”，瓶口也可以加一个小盖防止热量的散失……，我立即肯定他们的想法，从而激发了学生们更大的探究兴趣。

实施探究计划伊始，是实验装置的制作，这一过程可以说是对学生和教师耐心、细心的考验，学生拿出早已准备好的各色各样的易拉罐，根据教材提供的信息，要剪制成一个小型的炉灶。学生们兴致勃勃的动手了：先用笔在易拉罐上画好要剪的轮廓，再用剪子沿着划线剪去，剪子经过之处，便留下了锋利的边缘，随时都有割破手的可能，此时我禁不住加紧了叮嘱和巡视，生怕学生出现问题，恨不能一一替他们完成这一过程，但看着学生们小心翼翼的样子，我还是忍住了，耐心的指导着。让我惊奇的是：有一个学生，从自己的铅笔盒中拿出了一个绿色的胶带。正当我诧异、想问干什么用的时候，只见他用这个绿色的胶带将锋利的易拉罐边缘包了起来，“太好了！”我不自觉的喊了起来，接着请他为全班同学展示了自己的作品。各式各样的既安全又漂亮的小炉灶就孕育而生了。他的做法很快在各班传开了，其他班的实验课上完，竟没有一个学生发生安全问题。他们实验中的精益求精，细心仔细，严格操作，严谨的态度俨然就像一个个小科学家，怎么能不让我对他们刮目相看呢？

实验有条不紊的进行，可是出人意料的是，有的小组实验过程中温度上升的太快，把温度计烧坏；有的小组花生还没燃烧完，温度已上升到950C；有的小组学生实验结论与课本结论相差甚远，各小组之间的数据差距也较大。如有的实验小组，1克花生释放的能量为12470焦耳，实验结论却为花生释放的能量为4050焦耳。忙了大半天，得到这样一个让我们大失所望的数据，学生们一个个垂头丧气、心灰意冷，有了放弃的打算。我及时的告戒他们，失败不是什么大不了的事情，要敢于面对失败，有很多重大发现就是在总结失败的过程中得到的，如果我们也总结经验，说不定也会有新的发现。学生们静下来，开始分析失败的原因，他们发现：实验操作的不规范、实验的不完善会导致热量损失；测量温度时如果改用线系住温度计，而不用手抓温度计会提高测量的精确度；测量时应让温度计悬浮于水中的一定位置；测量温度时没有测量水的初始温度；计算出现误差等导致误差的原因。更可贵的是学生对课本中的“10ML”提出质疑：10ML的水在50ML容量的锥形瓶中太浅，锥形瓶稍一倾斜，温度计的下端就很容易露出水面。另外1ML水每升高10C要吸收42焦耳的能量。100克花生燃烧释放出1247000焦耳能量，那么1克花生燃烧放出12470焦耳能量。如果1克花生燃尽，从理论上说将使10ML水生高到2960C，使用普通温度计无法测到2960C的温度，学生们讨论到这一步我觉得非常困难，尤其是同学能对课本提出置疑，是难能可贵的。1天以后，学生们带来了他们更进一步的研究成果：实验最好选用小花生，将课本中的10ML水改为30ML，在实验的过程中如果温度计的温度超过950C，应停止燃烧并适当添加适量的水以避免温度计的损坏，这样在花生燃尽时水不会沸腾，不再影响测温。

如果说实验前的分析给了我太多的喜悦，那么实验后结果的分析，带给我更多的是震撼。实验完毕，进行全班交流和讨论。并引导他们分析能量可能散失的途径。

问题［一］：我们测得的结果与课本中所给的结果有很大的差别，原因有哪些？学生们在稍愣之后，马上展开了热烈的讨论，“易拉罐吸收了一些热量没有算上”“三角烧瓶原来是凉，现在变热了，这些热量也没有算上”“串花生的铁针也吸收了热量”“花生燃烧放出的光也是能量”“通过三角烧瓶水蒸气放出时也带走一部分热量，这些热量也没有算上”“从酒精灯到加热水的途中热量也没有收集到”分析回答的可谓是滴水不漏。问题［二］：实验只做一次，结果可靠吗？我们用全班各组的数据所得的平均值你认为正确吗？为什么？学生们在迟疑片刻后又议论纷纷。“实验只做一次，实验结果不可靠，偶然性大，应重复实验才行。”“用全班各组的数据所得的平均值不正确。因为他们不是重复实验。”为什么不是重复实验？“因为他们的装置不同，操作过程也存在着差别。”分析回答的可谓是头头是道，处处是理。面对他们充满了哲理的分析，怎么能不让我对他们赞叹不已呢？经过小组短暂地思考和讨论，各小组一起总结以下原因：

（1）锥形瓶吸收了部分能量。

（2）易拉罐吸收了部分能量。

（3）空气吸收了部分能量。

（4）花生的大小、品种各有不同。

（5）花生完全被燃烧时，已经有部分能量被浪费掉了。因为花生要用打火机被点多次才能点着。

（6）温度计、探针也会吸收部分能量。

根据同学们的回答，我把上面的公式做了更改，花生燃烧释放的能量=水吸收的能量+烧杯吸收的能量+空气吸收的能量+其它部分散失的能量。

进而引导各个小组提出改进的方案。最后我做了总结：总而言之，实验操作要更加规范；测量和计算要更准确些；可以多做几次实验，求平均值，以减少误差，才能使我们的实验更加科学。

3教学反思

3.1课改前，对实验探究活动，从实验前的准备到实验的结论，教师包揽了实验的绝大部分过程，甚至全部包办代替，总是自觉或不自觉的寻找各种借口将学生实验改为教师的演示实验，即便是学生实验，也将其中难度较大、存在危险的操作改为教师来做，学生只有当观众的份了。学生对实验的操作过程、实验中的各种现象、实验的结论也只能靠死记硬背了，虽然在考试中也获得了好的成绩，实际上很大程度上限制了学生个性的发展，久而久之学生对实验失去了激情。

课改后，教师的教育理念发生了变化，教师教学一切行为也随之发生了改变，教师不再一味的包揽了，而是放开手脚让学生自己去实践，实验前为学生提供信息，让学生自己准备，实验过程让学生自己设计，实验操作让学生自己动手，实验现象让学生自己去发现，实验中的问题让学生自己思考分析，实验结论让学生自己去总结。课堂更多地出现师生互动、平等参与的生动局面。实验操作让他们充分展示能力和技巧，实验现象让他们感到惊喜和激动，实验分析让他们产生自信和自豪，实验结论让他们充满兴趣和乐趣，课堂气氛在他们的渲染下高涨了,情趣更高了,学习的积极性更强了,对生物学的学习兴趣更加盎然了。

3.2学生的学习过程不仅是一个接受知识的过程，而且也是一个发现问题、分析问题、解决问题的过程。这个过程一方面是暴露学生产生各种疑问、困难、障碍和矛盾的过程，另一方面是展示学生发展聪明才智、形成独特个性与创新成果的过程。正因为如此，教师在教学过程中就应关注学生的情绪生活和情感体验。教学过程应该成为学生一种愉悦的情绪生活和积极情感的体验。

3.3教师是学生能力的培养者。教师再也不能把知识的传授作为自己的主要任务和目的，把主要精力放在检查学生对知识的掌握程度上，而应成为学生学习的激发者、辅导者、各种能力和积极个性的培养者，把教学的中心放在如何促进学生的“学”上，从而真正实现教是为了不教。使学生成为“会学习”的人。

3.4学生是发展的人，是学习的主体，他们有巨大的发展潜能。教师在教学过程中，要注意角色定位的转换，由传统的知识传授者转向现代的学生发展的促进者。只有这样学生的自主性、独立性、能动性和创造性才能得到真正的张扬。学生不仅将成为学习和教育的主人，而且还将成为生活的主人，成为独立的、积极参与社会的、有责任感的人。

新的课程标准，新的教学理念，新的教学形式，无疑不在告诫着我们新时代的每一位教师：放开手，把学习的主动权还给学生，他们能行！学生是学习的主人，只有多做、多动手才能多动脑，才有创新的机遇！给他们一片自由的蓝天，让他们在学习上发挥自己的能力，展开想象的翅膀，创造美好的未来！