農(nóng)村初中科學(xué)開(kāi)放式自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)

林黃楊

摘要：培養(yǎng)學(xué)生開(kāi)放式自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ强茖W(xué)課程改革關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn)，也是實(shí)施素質(zhì)教育中的一個(gè)深層次問(wèn)題。本文根據(jù)傳統(tǒng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)和學(xué)生以往實(shí)驗(yàn)的實(shí)際情況，就如何多渠道地培養(yǎng)學(xué)生的開(kāi)放式自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ψ鞔譁\的探索。

關(guān)鍵詞：科學(xué)實(shí)驗(yàn)；開(kāi)放式自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?；培養(yǎng)策略

中圖分類(lèi)號(hào)：G632.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711(2014)07-0071

全國(guó)展開(kāi)新教材實(shí)驗(yàn)，玉環(huán)也已成為第三批新教材實(shí)驗(yàn)區(qū)。新教材的設(shè)計(jì)新穎，生活化氣息濃，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)圖文并茂，探索性強(qiáng)。但傳統(tǒng)意義上實(shí)驗(yàn)多為“驗(yàn)證型”的概念，實(shí)驗(yàn)被異化為“照方抓藥”。因而使人產(chǎn)生“實(shí)驗(yàn)僅僅是一種手段”、實(shí)驗(yàn)是為教學(xué)“服務(wù)”的錯(cuò)覺(jué)，而忽視了科學(xué)實(shí)驗(yàn)所蘊(yùn)涵的思想性、發(fā)展性、探索功能。特別是當(dāng)前有些農(nóng)村初級(jí)中學(xué)實(shí)驗(yàn)配備相對(duì)滯后，儀器陳舊。這些因素的存在，也為傳統(tǒng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的生存提供了肥沃的土壤。傳統(tǒng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的存在導(dǎo)致了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生了以大容量、機(jī)械化操作替代了探索性操作的傾向，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)探索性的思維培養(yǎng)、創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)、智力的開(kāi)發(fā)與能力的提高受到了很大的限制。尤其是農(nóng)村初中學(xué)生信息閉塞，實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)設(shè)施簡(jiǎn)陋。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的傳統(tǒng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，更是大大限制了農(nóng)村學(xué)生的創(chuàng)造性和探索性思維，也不適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展和需求。因而在農(nóng)村初中開(kāi)展科學(xué)開(kāi)放式自主實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)和研究具有很重要的意義。

開(kāi)放式自主實(shí)驗(yàn)是指實(shí)驗(yàn)中減少指令，提供學(xué)生獨(dú)立思考，積極探索，從多方面多角度自主探求的實(shí)驗(yàn)。充分發(fā)揮學(xué)生的才智，不斷地進(jìn)行實(shí)踐、創(chuàng)新。另外，開(kāi)放式自主實(shí)驗(yàn)面向每個(gè)學(xué)生的個(gè)性發(fā)展，尊重每個(gè)學(xué)生的特別需要。實(shí)驗(yàn)活動(dòng)方式等多方面都具有開(kāi)放式自主的特點(diǎn)。尤其在農(nóng)村初中研究開(kāi)放式自主實(shí)驗(yàn)，可以在克服農(nóng)村中學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)陋的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)農(nóng)村學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立思考積極探索的能力。開(kāi)放式自主實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生從多角度、多方面的探索實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)自主探索精神、創(chuàng)造性精神。農(nóng)村初中學(xué)生畢業(yè)后，有相當(dāng)一部分學(xué)生回到農(nóng)村第一線，直接為當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)，他們是否具有科學(xué)素養(yǎng)，是否具有創(chuàng)新精神，將直接影響農(nóng)村的發(fā)展進(jìn)程。

為了明確學(xué)生傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中主動(dòng)參與性和思維品質(zhì)情況，采用問(wèn)卷形式調(diào)查傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的情況，下表即為調(diào)查表：

開(kāi)放式自主實(shí)驗(yàn)問(wèn)卷調(diào)查表

1. 對(duì)于科學(xué)課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)阆矚g哪一種實(shí)驗(yàn)方式？()

A. 教師單獨(dú)演示B. 個(gè)別學(xué)生參與演示C. 分組實(shí)驗(yàn)

2. 在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到疑問(wèn)你如何解決？()

A. 查資料B. 問(wèn)老師 C. 通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)解決

3. 在做分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，你喜歡按怎樣方式進(jìn)行？()

A. 照方抓藥(按設(shè)計(jì)好的步驟機(jī)械操作)

B. 自主設(shè)計(jì)，自主完成

4. 請(qǐng)任選一個(gè)任務(wù)進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。(1)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明二氧化碳密度比空氣大。(2)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明如何用水來(lái)做一面凸透鏡。

5. 試一試請(qǐng)把直尺放在桌面上，用一只手按住直尺，并使直尺的大部分伸出桌面，以保證伸出桌面的直尺能夠震動(dòng)。

改變伸出桌面的長(zhǎng)度時(shí)，發(fā)生了什么變化？

當(dāng)你耳朵貼近桌面時(shí)，聲音發(fā)生了什么變化？

通過(guò)本次開(kāi)放式自主實(shí)驗(yàn)問(wèn)卷調(diào)查，在問(wèn)卷第一題中選Ｂ、C的學(xué)生占70%，在問(wèn)卷第三題中，大部分同學(xué)都選擇自主設(shè)計(jì)，自主實(shí)驗(yàn)。這說(shuō)明在學(xué)生的心底有著強(qiáng)烈的自主實(shí)驗(yàn)的愿望。而在第四題和第五題的問(wèn)題的做答中可以發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)的同學(xué)自主實(shí)驗(yàn)的能力是很弱的。因此，在農(nóng)村初中實(shí)行對(duì)科學(xué)開(kāi)放式自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)很有必要。

一、開(kāi)放式自主實(shí)驗(yàn)類(lèi)型

1. 讓學(xué)生參與“演示實(shí)驗(yàn)”

(1)演示實(shí)驗(yàn)是科學(xué)教學(xué)中常用的直觀教學(xué)手段，它能使學(xué)生加深記憶，便于學(xué)生理解和掌握。教學(xué)中教師除了要重視演示實(shí)驗(yàn)的直觀性和操作的規(guī)范外應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作學(xué)完之后，一些簡(jiǎn)單的演示實(shí)驗(yàn)應(yīng)讓學(xué)生參與動(dòng)手操作。初中課本中，多數(shù)演示實(shí)驗(yàn)的操作都不太難，在教師的指導(dǎo)下完全可讓學(xué)生自己去做。如在學(xué)習(xí)二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法時(shí)，，由于學(xué)生已具備了實(shí)驗(yàn)室制取氫氣和氧氣的基礎(chǔ)，在引導(dǎo)學(xué)生分析完實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的方法后，筆者就放手讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，教師細(xì)心觀察學(xué)生的操作并做個(gè)別指導(dǎo)。這堂課學(xué)生學(xué)習(xí)積極性很高，比筆者在講臺(tái)上演示，學(xué)生只觀看的效果要好得多。再如學(xué)習(xí)《溶液》一章時(shí)，概念多，條件多，學(xué)生不易理解和掌握，對(duì)進(jìn)行溶液計(jì)算的教學(xué)造成很大困難。針對(duì)這一點(diǎn)，筆者采用了讓學(xué)生參與演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法：凡有關(guān)概念和計(jì)算的實(shí)驗(yàn)一律讓學(xué)生動(dòng)手去做，教師只是恰當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)學(xué)生分析，使學(xué)生掌握概念的內(nèi)涵和外延及規(guī)律。由于是學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)的規(guī)律，所以理解掌握得比較深刻，產(chǎn)生了良好的教學(xué)效果。

另外，對(duì)一些較難操作或有危險(xiǎn)性的演示實(shí)驗(yàn)，如一氧化碳還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)，由于一氧化碳有毒，又是可燃性氣體，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中如果操作不當(dāng)很容易出現(xiàn)危險(xiǎn)。這種實(shí)驗(yàn)可讓學(xué)生在教師的精心指導(dǎo)下進(jìn)行或不讓學(xué)生進(jìn)行這些操作。但是，為了更好地讓學(xué)生掌握知識(shí)，我們就要?jiǎng)?chuàng)設(shè)條件將實(shí)驗(yàn)改進(jìn)然后讓學(xué)生去做。筆者在講一氧化碳的還原性時(shí)，為了進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)一氧化碳還原性的認(rèn)識(shí)，筆者將一氧化碳和氧化銅反應(yīng)進(jìn)行改進(jìn)并指導(dǎo)學(xué)生做了以下實(shí)驗(yàn)：先說(shuō)明在酒精燈的內(nèi)焰和焰心處，由于酒精跟空氣接觸不充分，酒精發(fā)生不完全燃燒生成一氧化碳。然后指導(dǎo)學(xué)生將鋼絲在酒精燈外焰部位加熱一會(huì)兒后，趁熱移至酒精燈的內(nèi)焰或焰心處，觀察銅絲表面顏色的變化(現(xiàn)象為銅絲在外焰加熱時(shí)表面由亮紅色變?yōu)楹谏?，移至?nèi)焰或焰心處又變成紅色)，并解釋原因。這就使學(xué)生牢固地掌握了一氧化碳的還原性。

(2)要注意做對(duì)比實(shí)驗(yàn)。演示實(shí)驗(yàn)中除了要注意排除干擾因素外，還要注意靈活運(yùn)用對(duì)比的方法，做對(duì)比實(shí)驗(yàn)。如在演示泡沫滅火器原理的實(shí)驗(yàn)時(shí)，筆者先向吸濾瓶中注入1/3體積的水，然后倒轉(zhuǎn)，學(xué)生觀察到：水很難從側(cè)管流出。然后取下瓶塞，將水倒出，再加入碳酸鈉濃溶液，放入盛濃鹽酸的小試管，蓋好瓶塞迅速倒轉(zhuǎn)。學(xué)生觀察到從側(cè)管?chē)姵龃罅康呐菽?。這樣一對(duì)比，學(xué)生自然容易想到：瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)增加了，從而得出“瓶?jī)?nèi)兩種物質(zhì)能相互反應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量氣體”的結(jié)論。另外，氫氣、木炭、一氧化碳的還原性實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)室制取氧氣、氫氣、二氧化碳的實(shí)驗(yàn)等都具有很強(qiáng)的對(duì)比性，在學(xué)完這些內(nèi)容后，應(yīng)重新演示一遍，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行對(duì)比。這樣，不僅能使學(xué)生更加牢固正確地掌握這些內(nèi)容，且在無(wú)形中也學(xué)會(huì)了一種好的學(xué)習(xí)和研究方法——對(duì)比法。

2. 分組實(shí)驗(yàn)和邊講邊實(shí)驗(yàn)

(1)靈活恰當(dāng)?shù)夭捎梅纸M合作實(shí)驗(yàn)。不管哪種教學(xué)形式都有其優(yōu)缺點(diǎn)，必須從實(shí)際出發(fā)，系統(tǒng)地考慮課程的性質(zhì)和內(nèi)容特點(diǎn)，靈活適當(dāng)?shù)牟捎梅纸M合作實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在積極、主動(dòng)、輕松自如的氣氛中學(xué)習(xí)，使學(xué)生的個(gè)性得到充分的發(fā)展。如新實(shí)驗(yàn)，如果內(nèi)容較容易理解的，則可以放手引導(dǎo)學(xué)生自我設(shè)計(jì)，并根據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)盡可能提供實(shí)驗(yàn)器材。小組內(nèi)組員互相合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；相互找出實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤的地方和原因，及時(shí)改正；互相小結(jié)實(shí)驗(yàn)心得，小組長(zhǎng)作總結(jié)。各組派代表發(fā)言，講述了本組中存在的疑問(wèn)或主要錯(cuò)誤的地方。教師則根據(jù)這些信息作指導(dǎo)和總結(jié)。發(fā)揮了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力。如果實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較抽象，難理解，則引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)小組合作，通過(guò)動(dòng)手操作，動(dòng)口討論，動(dòng)腦筋想辦法去解決、理解新實(shí)驗(yàn)。在教師適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)下，讓學(xué)生以小組為單位，發(fā)揮集體的智慧去探索新知。讓每一個(gè)學(xué)生的聰明才智在小組中表現(xiàn)，讓學(xué)生相互學(xué)習(xí)，相互啟發(fā)，最后取得共識(shí)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟。在此基礎(chǔ)上，教師根據(jù)學(xué)生自學(xué)的情況，引導(dǎo)學(xué)生從不同的角度，不同的思維方式去理解實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)。然后再引導(dǎo)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)解決實(shí)際問(wèn)題，進(jìn)一步鞏固了實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中不斷成長(zhǎng)。

(2)推行“開(kāi)放式主題實(shí)驗(yàn)”。很多學(xué)生在做完某個(gè)實(shí)驗(yàn)后還“意猶未盡”，又想新的“名堂”，但苦于常規(guī)安排，不知不覺(jué)中失去了再實(shí)際和再發(fā)展的機(jī)會(huì)。所以有必要推行“同主題擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)”活動(dòng)。具體辦法是：在某一“學(xué)生實(shí)驗(yàn)”做后的一周內(nèi)，圍繞該實(shí)驗(yàn)主題，由學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)擴(kuò)展，并填好《主題實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展申請(qǐng)表》，經(jīng)教師審批后，與實(shí)驗(yàn)室聯(lián)系，安排時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

(3)做好實(shí)驗(yàn)安排，放手讓學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)。做好實(shí)驗(yàn)安排，既要考慮實(shí)驗(yàn)時(shí)間，又要考慮實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，時(shí)間的安排要與實(shí)驗(yàn)冊(cè)上實(shí)驗(yàn)配合，要根據(jù)學(xué)生掌握的知識(shí)和具備的能力的實(shí)際情況來(lái)安排實(shí)驗(yàn)，因?yàn)槌浞譁?zhǔn)備是實(shí)施“自主實(shí)驗(yàn)”的根本保障。

學(xué)生要有熟悉實(shí)驗(yàn)冊(cè)上實(shí)驗(yàn)操作的充分時(shí)間，特別是對(duì)在基本儀器使用更要熟悉。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前要見(jiàn)到儀器，因此教師要一方面通過(guò)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室讓學(xué)生認(rèn)識(shí)儀器，另一方面必須讓學(xué)生事先要求提供的哪些器材實(shí)驗(yàn)做好充分的準(zhǔn)備。如：天平、螺旋測(cè)微器、電表等的使用，經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)的重復(fù)出現(xiàn)，學(xué)生就能逐步熟悉，懂得其中的奧妙，達(dá)到應(yīng)用自如。實(shí)驗(yàn)前要達(dá)到明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?nèi)容、原理、方法以及注意事項(xiàng)等，預(yù)習(xí)做的好，在實(shí)驗(yàn)中獲得的體會(huì)就較為深刻，最關(guān)鍵的、最本質(zhì)的問(wèn)題也才能領(lǐng)會(huì)得更深刻，并且還可能發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題。

自主實(shí)驗(yàn)要注意加強(qiáng)師生之間、學(xué)生之間的合作，在和諧愉快的氣氛中，盡量調(diào)動(dòng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性。愛(ài)因斯坦曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“提出一個(gè)問(wèn)題往往比解決問(wèn)題更重要，因?yàn)榻鉀Q問(wèn)題，也許是一個(gè)數(shù)學(xué)上或?qū)嶒?yàn)上的技能而已，而提出問(wèn)題，新的可能性，從新的角度去看舊的問(wèn)題，都需要有創(chuàng)造想象力，而且標(biāo)志著科學(xué)真正的進(jìn)步?！惫试趯?shí)驗(yàn)中，要學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題與提出問(wèn)題，探索問(wèn)題與解決問(wèn)題。例如：學(xué)生提出改進(jìn)實(shí)驗(yàn)或設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)，以探索新的問(wèn)題；要針對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的情況及提出的問(wèn)題，提出補(bǔ)充問(wèn)題。要求學(xué)生回答或者再做某些補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)操作，要當(dāng)面對(duì)每個(gè)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)講評(píng)以及成績(jī)?cè)u(píng)定，指出學(xué)生掌握知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)修養(yǎng)等方面的優(yōu)缺點(diǎn)。

3. 推行“研究型小組”式的自主實(shí)驗(yàn)

對(duì)于一些有志于科學(xué)學(xué)習(xí)和研究的學(xué)生，上面的實(shí)驗(yàn)難以滿足其要求，因而要結(jié)合“研究性學(xué)習(xí)”和學(xué)生實(shí)踐活動(dòng)，組織“研究小組”，試行“亞研究”式的學(xué)生小組自主實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，實(shí)驗(yàn)活動(dòng)實(shí)行申請(qǐng)審批制，學(xué)生4人一組提出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，填寫(xiě)申請(qǐng)表，教師審批后，每組中分成兩小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)提高報(bào)告。實(shí)驗(yàn)后，由教師組織討論、交流，以共享實(shí)驗(yàn)成果。

“研究性小組”式實(shí)驗(yàn)是一種以小組為單位，通過(guò)分工協(xié)作、互相交流、綜合概括，從而獲得知識(shí)的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，有學(xué)生獨(dú)立思考和操作，而且有學(xué)生之間的信息交流和競(jìng)爭(zhēng)，更有學(xué)生之間的互相幫助，互相學(xué)習(xí)。因此，學(xué)生不僅在知識(shí)上，而且在情感處；在合作技能，互相理解尊重、寬容，以及互相學(xué)習(xí)等方面都得到提高。

由于我們所要研究的問(wèn)題，需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)完成。這就需要在小組合作實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，每個(gè)人每個(gè)小組在自己組內(nèi)都要承擔(dān)一定的任務(wù)，并且要分工明確，目標(biāo)一致。在這個(gè)多元互動(dòng)合作研究過(guò)程中始終有一個(gè)主旋律，那就是個(gè)動(dòng)與小組不斷轉(zhuǎn)換進(jìn)行，個(gè)人與小組不斷共同提高，共同發(fā)展，這就必須體現(xiàn)在一個(gè)項(xiàng)目的小組合作研究中，針對(duì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、探索問(wèn)題、解決問(wèn)題、體驗(yàn)問(wèn)題等。

二、開(kāi)放式自主實(shí)驗(yàn)的意義

1. 學(xué)生對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣得到了提高

經(jīng)過(guò)一年的開(kāi)放式自主實(shí)驗(yàn)的實(shí)施，學(xué)生對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣有了很大的提高。除了科學(xué)實(shí)驗(yàn)本身的特點(diǎn)外，我們所采用的“學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)”，“分組實(shí)驗(yàn)”等形式的實(shí)驗(yàn)，尤其是讓學(xué)生“全權(quán)負(fù)責(zé)”演示實(shí)驗(yàn)的演示。學(xué)生都表示出了很大的興趣，爭(zhēng)先恐后的要求自己來(lái)演示。因?yàn)樵诿看窝菔緯r(shí)教師給予學(xué)生很大的“自由空間”。學(xué)會(huì)上的實(shí)驗(yàn)壓力沒(méi)有了。實(shí)驗(yàn)素質(zhì)得到了很好的培養(yǎng)。即使是成績(jī)差的學(xué)生，也很能積極的參與演示。因?yàn)檫@種形式的實(shí)驗(yàn)對(duì)動(dòng)手能力的也往往大于對(duì)知識(shí)的要求。另外學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)中，“逃脫”了實(shí)驗(yàn)冊(cè)的束縛，可以自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，并能在實(shí)驗(yàn)中很好的滲透自己的思想。無(wú)論最終實(shí)驗(yàn)是否成功，學(xué)生做的是“自己的實(shí)驗(yàn)”。且實(shí)驗(yàn)后不斷反思和總結(jié)，并最終獲得成功。在“任務(wù)型”實(shí)驗(yàn)中，給出一個(gè)需要驗(yàn)證的問(wèn)題，由小組自我設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。小組成員在“自由空間”中，通過(guò)相互合作，不斷探究，最終在實(shí)驗(yàn)中解決了問(wèn)題。體會(huì)到了成功的喜悅，從而也提高了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣。

(1)通過(guò)對(duì)各類(lèi)科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，不斷提高了學(xué)生的思維能力。從科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的特點(diǎn)我們可以看出，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是一個(gè)從認(rèn)識(shí)到實(shí)踐，在實(shí)踐中提高學(xué)生的思維能力的過(guò)程，它具有如下的作用：

①實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可以激發(fā)學(xué)生的探索興趣

學(xué)生根據(jù)所學(xué)的生物知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，獨(dú)立地或在教師的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，成功地解決了問(wèn)題時(shí)，會(huì)產(chǎn)生成功后的喜悅，會(huì)激發(fā)產(chǎn)生對(duì)知識(shí)追求的一種深層次的動(dòng)力，并上升到探究實(shí)驗(yàn)的興趣。

②實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)本身就是一個(gè)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能構(gòu)思解決問(wèn)題方案的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，可以從不同的角度、不同層面，采用不同方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中必然蘊(yùn)涵著對(duì)學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)和訓(xùn)練。如針對(duì)“酶具有催化作用”這個(gè)設(shè)計(jì)主題，由于題目沒(méi)有說(shuō)明使用何種“酶”進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生分別采用熟悉的酶如植物淀粉酶、唾液淀粉酶等來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，形成了不同的設(shè)計(jì)方案而得出相同的結(jié)論——酶具有催化作用。

另外，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不是憑空想象、主觀臆造。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮設(shè)計(jì)方案的可行性和可操作性，從該點(diǎn)上來(lái)看，無(wú)疑也是對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

③實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可以強(qiáng)化學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)

學(xué)生運(yùn)用生物知識(shí)和技能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須對(duì)設(shè)計(jì)問(wèn)題的每一個(gè)環(huán)節(jié)、每一種手段細(xì)致地分析研究和綜合地比較，這有助于學(xué)生形成嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。同時(shí)在進(jìn)行生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，學(xué)生除了應(yīng)具備一定的生物知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能外，還需要掌握各種科學(xué)方法，如觀察、記錄、資料整理、數(shù)據(jù)分析、歸納總結(jié)、形成結(jié)論等，這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)方法解決實(shí)際問(wèn)題有很好的促進(jìn)作用。

④學(xué)生具有了自主實(shí)驗(yàn)的能力和習(xí)慣

通過(guò)開(kāi)放式自主實(shí)驗(yàn)的研究，學(xué)生具有了自主實(shí)驗(yàn)的能力和習(xí)慣，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力提高了，動(dòng)手能力增強(qiáng)了，許多問(wèn)題可以由學(xué)生自己通過(guò)自學(xué)和實(shí)驗(yàn)得到解決，教師則把精力放在重點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題上，引導(dǎo)學(xué)生去攻堅(jiān)。隨著自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣?，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的速度加快了，使教學(xué)進(jìn)度得以加快，“注意創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)”得以進(jìn)一步落實(shí)?？傊?，培養(yǎng)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)的能力，不僅僅是提高教學(xué)質(zhì)量的重要措施之一，更重要的是實(shí)施素質(zhì)教育的問(wèn)題，是培養(yǎng)人才的問(wèn)題，是民族創(chuàng)新的問(wèn)題，理所當(dāng)然應(yīng)該引起我們的重視。

2. 開(kāi)放式自主實(shí)驗(yàn)中教師應(yīng)具備的作用。通過(guò)對(duì)開(kāi)放式自主實(shí)驗(yàn)的研究，我們發(fā)現(xiàn)教師應(yīng)具備以下幾點(diǎn)作用：

(1)教師要協(xié)調(diào)實(shí)驗(yàn)中的各種關(guān)系，創(chuàng)設(shè)良好的實(shí)驗(yàn)氣氛，調(diào)動(dòng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性采用“分組實(shí)驗(yàn)”，教師必須先分配好小組的成員，小組長(zhǎng)，小組組員的分工等，同時(shí)要協(xié)調(diào)好小組內(nèi)學(xué)生之間、小組與小組之間、教師與學(xué)生之間的關(guān)系，必須從有利于學(xué)生全面發(fā)展的著眼點(diǎn)出發(fā)，有目的、合理地分配小組成員，選擇恰當(dāng)?shù)慕M長(zhǎng)。應(yīng)該做到使小組內(nèi)有一種團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神，有一促進(jìn)互相信任，互相學(xué)習(xí)，大膽、公平競(jìng)爭(zhēng)的氣氛。小組與教師之間應(yīng)該有互相信任，平等交往的關(guān)系。前蘇聯(lián)霍姆林斯基曾說(shuō)過(guò)：“只有學(xué)的好，才能好好學(xué)?！币虼?，這要求教師發(fā)揮主導(dǎo)作用，協(xié)調(diào)好實(shí)驗(yàn)中的各種關(guān)系，創(chuàng)設(shè)良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，盡可能提高實(shí)驗(yàn)的效果。

(2)教師必須要具備較高的實(shí)驗(yàn)素質(zhì)。首先，當(dāng)小組設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)方案上交教師審核時(shí)，只有具備了較高實(shí)驗(yàn)素質(zhì)的教師，才能對(duì)各種實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行審核。如哪些小組的實(shí)驗(yàn)方案具備可行性，哪些實(shí)驗(yàn)小組方案可行性較差，哪些實(shí)驗(yàn)小組方案中提到的器材實(shí)驗(yàn)室需補(bǔ)充。哪些實(shí)驗(yàn)小組方案不具備可行性。如有一實(shí)驗(yàn)小組提出如下實(shí)驗(yàn)方案來(lái)研究二氧化碳密度大于空氣密度：

在此申請(qǐng)表中我們發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)步驟中的第二步把二氧化碳注入氣球這一操作，對(duì)于儀器的要求很高。而且操作起來(lái)難度很大，教師應(yīng)給予慎重審核，這就要求教師具備對(duì)實(shí)驗(yàn)操作具有高度把握性，要求教師的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)不斷地更新。

三、存在的問(wèn)題

1. 有些學(xué)生在開(kāi)放式自主實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于意志品質(zhì)不堅(jiān)決，自制能力差，做事有始無(wú)終，丟三落四，在實(shí)驗(yàn)中主要表現(xiàn)為：實(shí)驗(yàn)用品、材料亂放亂丟，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后不清潔整理，實(shí)驗(yàn)報(bào)告不及時(shí)填寫(xiě)，不能養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。對(duì)于這些學(xué)生，在實(shí)驗(yàn)時(shí)要進(jìn)行“人盯人”戰(zhàn)術(shù)，迫使其“循規(guī)蹈矩”；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要適時(shí)提問(wèn)，引起思考，達(dá)到培養(yǎng)分析和解決問(wèn)題能力的目的，養(yǎng)成始終如一的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。

2. 有些學(xué)生往往在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后把完成一個(gè)“實(shí)驗(yàn)報(bào)告”當(dāng)成一個(gè)實(shí)驗(yàn)的終結(jié)，而所謂的“實(shí)驗(yàn)報(bào)告”也僅僅是流于形式，抄抄寫(xiě)寫(xiě)。寫(xiě)一些化學(xué)方程式，寫(xiě)一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象就完事大吉，根本沒(méi)有在實(shí)驗(yàn)中反思和體驗(yàn)。這樣，學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)在短期內(nèi)就會(huì)把實(shí)驗(yàn)原理、操作流程忘得一干二凈，使實(shí)驗(yàn)收效甚微。

3. 實(shí)驗(yàn)器材無(wú)法充分保障。在學(xué)生所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案中涉及到的器材，實(shí)驗(yàn)室往往很難提供。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)所能提供的器材是非?！罢y(tǒng)化”的器材，而開(kāi)放式自主實(shí)驗(yàn)中所需要用到的器材，往往是“邊緣性”的器材。這給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)了很大的難度，時(shí)下還需在器材上進(jìn)行拓展和延伸。