在生物课堂教学中
对学生创新思维培养实验终期的调查与报告
辽宁省朝阳市教师进修学院 才兵
一、 问题的提出：
知识经济已初见端倪，知识经济的发展主要依靠新的发现、发明、研究和创造，其核心在于创新，包括知识创新和技术创新。而知识创新、技术创新以及创新人才培养的基础是教育。目前，我们的教育在创新精神培养方面存在明显的缺陷，主要表现在：①对学生的要求上，过分强调整齐划一。实行统一大纲、统一教材、统一考试和单一的课堂授课制。这种模式忽视个体的差异性，不重视学生的个性发展，面临知识经济时代的挑战，它的不足与弊端日益显现。②在课堂教学上，求同思维几乎一统天下，教师很少鼓励学生向自己提出“为什么”，造成学生的知识结构和思想容易雷同，缺乏个性，缺乏创见。③在教育的培养目标上，只面向少数升学有望的学生，而绝大多数富有潜能的学生因为分数上不去，被毫不留情地淘汰与筛选，这就使得提高学生整体素质进而提高民族素质的目标，在学校学习阶段就打了折扣。④在课堂教学的形式上，依然是满堂灌、填鸭式、题海战术和大运动量训练，它使得原本生动活泼，充满人的生命精神的学习过程，变得死气沉沉。使得原本在人的生命历程中充满想象和创造热望的青少年，变得木讷和闭塞。面对上述的种种弊端，寻求创新人才的培养途径，以适应21世纪世界激烈竞争的挑战，是摆在我们每一位教育工作者面前的重要课题。江泽民同志在全国科技大会上反复强调：“一个没有创新能力的民族，难于屹立于世界民族之林”。因此，培养创新型新一代应当成为时代教学的主旋律。本课题将根据初中学生的身心特点来探究创新思维能力的培养途径。
二、 理论依据与基本假设：
（一） 本实验的理论基础，一是马克思主义关于人的全面发展学说，二是脑科学理论，三是创新教育理论。
1、马克思主义关于人的全面发展学说是本实验的哲学基础。
马克思主义关于人的全面发展学说的基本观点是：劳动创造了人，人是在劳动基础上形成的社会化的高级动物，是社会历史活动的主体。人具有主动性、自主性、社会性、抽象思维能力以及高度创造性等基本属性。马克思对人的本质的分析，突出了人的社会历史性的自觉能动性的基本特点。主体性是人的本质的最高表现，而创造性是主体性的最高层次，是全面发展的人的根本特征和最高目标。
然而，自然历史进程赋予人的创造潜能素质，只是人自身的自然中沉睡的力量，他们若不被唤醒，就会萎缩乃至泯灭。若得到开发，则表现为现实的创造能力。创新教育的本质就是充分尊重人的主体性，充分开发人的本质力量---------创造力。
2、现代脑科学对人的潜能的研究是本实验的生理学依据。
现代脑科学研究认为，人一生中储存的信息量可达1千万亿个信息单位，而人类至今大概只利用了自己的潜能的很少一部分，有的科学估计仅为十分之一。此外采用先进的正电子放射层面X光照相术，能使人清楚的看到：当一个人在进行创造性思维的时候，他的左右半球同时都在积极地活动着。它另人信服地证实了创造性思维乃是大脑两半球功能的整合。这些研究成果为开发人的创造思维潜能提供了充分的生理学依据。
3、创新教育理论是本实验的教学依据。
创新教育理论认为创新性思维具有五个明显的特征，即积极的求异性、敏锐的观察力、创造性的想象、独特的知识结构以及活跃的灵感。这种创新性思维能保证学生顺利解决对他们来说是新的问题，能深刻地、高水平地掌握知识，并能把这些知识广泛地迁移到学习新知识的过程中，使学习活动顺利完成。可以说，创新性思维是整个创新活动的智能结构的关键，是创新能力的核心，创新教育与教学必须着力培养这种可贵的思维品质。
（二） 基本假设：
1、 确立学生在课堂教学中的主体地位，有助于培养创新思维能力。
2、 在教学中注重对学生左右脑的并用，有助于创新思维的提高。
3、 根据生物学科的特点，采用不同的创造教育策略，会使学生创造能力得到提高。
三、实验的研究目标：
确立以创新为核心的教育思想，突破旧的教育模式，以培养人的创新思维能力为基本价值取向的教育实践，为将来成为创新型人才奠定全面的素质基础。
四、实验过程：
（一） 实验对象的选取：选用朝阳市第五中学初一学生。市第五中学初一学生有10个平行班，选1-----5班为实验班，6-----10班为对比班。
（二） 实验步骤：
研究时间：2000年6月---------2001年6月
包括以下几个阶段：
第一阶段：搜集资料，学习研究，提高认识
第二阶段：提出假设
第三阶段：验证假设
第四阶段：实验---调整---实验
第五阶段：总结验收
（三） 预期成果提供形式：研究报告
（四） 实验内容：
1、探索确立学生主体地位的途径。
尊重学生的学习尝试，保护学生创新的火花，激励学生创新的激情，从而创造出民主、和谐、安全、热烈的探索知识的学习氛围。
2、探索有助于创新思维培养的教学模式。
即以学科知识为载体，以创新思维为常规目标，以主体活动为中心，以问题的创造性解决为重点的教学模式。
3、探索全脑并用，重视直观，突出实践，强化实践环节教学设计的新思路。
4、探索以问题的提出为前提，以问题的解决为归宿的课堂提问方式。
注重在学生已有的知识经验为基础，注重教材体系的知识性，突出问题本身的开放性和思考问题的发散性。
5、探索鼓励学生大胆质疑，勇于创新的多种渠道。
鼓励学生对已有的结论质疑，对教材体系质疑，对老师的教学活动质疑。、、
五、实验结果与分析：
1、实验结果：实验过程中，在学生掌握知识方面，我们共计组织进行四次测验，学生成绩对比如下：
第一次测验成绩对比（实验前1个月）
|
|
人 数 |
总 分 |
平均分 |
及格人数 |
及格率 |
优秀人数 |
优秀率 |
|
实验班 |
274 |
13826 |
50.5 |
103 |
38% |
40 |
15% |
|
对比班 |
262 |
12762 |
48.7 |
95 |
36% |
36 |
14% |
第二次测验成绩对比（实验进行4个月）
|
|
人 数 |
总 分 |
平均分 |
及格人数 |
及格率 |
优秀人数 |
优秀率 |
|
实验班 |
279 |
19438 |
70 |
198 |
71% |
82 |
29% |
|
对比班 |
263 |
17621 |
67 |
158 |
60% |
59 |
22% |
第三次测验成绩对比（实验进行6个月）
|
|
人 数 |
总 分 |
平均分 |
及格人数 |
及格率 |
优秀人数 |
优秀率 |
|
实验班 |
279 |
18996 |
68 |
218 |
78% |
27 |
10% |
|
对比班 |
264 |
15887 |
60 |
148 |
56% |
7 |
3% |
第四次测验成绩对比（实验进行10个月）
|
|
人 数 |
总 分 |
平均分 |
及格人数 |
及格率 |
优秀人数 |
优秀率 |
|
实验班 |
275 |
20492 |
75 |
224 |
81% |
119 |
43% |
|
对比班 |
266 |
16145 |
61 |
143 |
54% |
56 |
21% |
2、数据性的结果统计。
上述四组数据说明，经过一年的实验，实验班和对比班的成绩对比，进步是相当明显的，尽管由于当时的考试试题本身的开放性不够，考察学生的独创性的问题不多，但我们确从中看到了一点，那就是实验班的总体成绩要优于对比班。
3、为了检验学生的成绩是否与学生的创新思维能力相关，我们又选取美国心理学家拉克塞尔设计的创造力自我测验试题两组（选自创新学生培养全书，总主编：柳斌、周明星、董家彪）。分基础测试题和综合测试题（测试内容附后），对学生进行了问卷调查，结果如下：
创新能力测试比较--------基础测试题（实验进行10个月）
|
|
人 数 |
答20个“是”以上人数 |
20个“是”以上所占比率 |
|
实验班 |
275 |
132 |
48% |
|
对比班 |
266 |
89 |
33.5% |
创新能力测试比较-------综合测试题（实验进行10个月）
|
|
人数 |
创造力很强 （85-109） |
创造性强 （56-84） |
创造性一般 （30-55） |
创造性弱 （15-29） |
||||
|
人数 |
比率 |
人数 |
比率 |
人数 |
比率 |
人数 |
比率 |
||
|
实验班 |
275 |
3 |
1.1% |
165 |
60% |
106 |
38.5% |
1 |
0.4% |
|
对比班 |
266 |
0 |
0 |
110 |
41.4% |
154 |
57.8% |
2 |
0.8% |
4、问卷调查的分析：通过问卷调查结果，可以明显看出，实验班的创造性强和创造性很强的比率明显高于对比班。也就是说实验班创造能力明显优于对比班。
六、关于几个假设的讨论
1、
学生主体地位的确立是不是有助于学生思维能力的提高问题。
在实验过程中，我们始终把如何确立学生的主体地位当成一件根本性的大事来抓。我们认为，主体地位确立的程度如何，直接涉及到学生学习和创造的主动性和积极性，这是一个根本性的前提。失去了这个前提，任何创造也无从谈起。在实验过程中，我们强化了一个措施，就是放胆让学生去探索，尽管有时的探索耽误一些时间，甚至找不到一个正确的结论，但我们看重的是学生获取知识的过程。因为只有这样一个探索的过程，才充分体现了学生的主体地位，而在这个探索的过程中，也恰恰是学生思维能力提高的过程。
例如我们将验证性的实验改变成探索性的实验。在“验证种子的成分”实验中，很多教师认为内容较简单，先组织学生学习基础知识-------种子的成分，再指导学生进行实验验证。而我们的处理是让学生在预习的基础上，先利用实验进行探索，让学生自己获取知识，既认识了种子的成分，还非常容易的解决了什么是有机物和无机物这一难点。教材上安排两节课完成的任务，我们一节就解决了，学生们课后反映知识记得牢。
再例如，在鲫鱼的解剖中，按照书上提供的方法解剖时一般难以观察到鱼的尿殖孔，我们将此不足介绍给学生，让他们设计解剖方案，结果有不少学生选择从腹鳍前后开始解剖，收到较好的效果。
一年的实验说明，因为我们把确立主体地位看作是创新的动力，也就是提高创新思维的一个途径和过程。所以，我们最初的实验宁可教学进度慢一些，也必须让学生主体地位体现的充分。这样小步加速来逐步推进这个实践，最终的结果表明，我们的探索是有益的。
2、 在教学中全脑并用，有助于创新思维提高的问题。
生物教学虽然是理科教学，但它与数学、物理有着明显的不同。数学和物理是将客观世界中的某一方面抽象出来作为自己的对象，这些对象已经和自然客体失去直接的关联，它的特点在于间接的分析和推理。而生物教学时时和自然客体保持着密切的联系，它的特点在于实际的观察、分析到抽象，这就为培养学生的直觉思维、形象思维、逻辑思维提供了特殊的学科环境，也为全脑并用式的思维训练提供了得天独厚的优势。因此，我们在教学中，始终注意到由物到理、由个别到类的具像与抽象的思维培养。这样既注意了左脑的逻辑思维功能，又始终不忘记右脑的形象思维功能。在教学中，我们主要的措施是：突出直观、强调实验、强化实践，使教学设计尽可能做到左右脑并用。
例如，我们克服困难，采集材料，将教材中的实验和演示实验全部开设，在没有实验的课程中，为了增加直观性，我们课题组成员利用现代多媒体技术制作课件，课上放映给学生，并号召学生课外多查资料，有助于对知识的理解。一年来，课题组成员共制作课件70余个，将其用于课堂教学，收到较好的效果。
3、
关于培养创新思维的教学模式的探索。
不同的教学策略会出现不同的教学结果，相同的教学结果或许来自不同的教学策略，这恐怕是定论。结论是同一的，产生结果的原因未必同一。
我们的实验试图根据生物学课的本身特点，来揭示出生物学科培养创新思维的独特的教学形式。
在这方面，我们突出强调了这样几点：
第一， 创新思维目标的常规性。即每一节课都要注意创新思维这个大方向。并以这节课所涉及到的生物知识为载体来进行，不是为某种创新而思维，而是为研究、掌握本学科的知识来思维。在思维的过程中注意到创新即见自己或他人所未见、想自己或他人所未想、做自己或他人所未做。认识一个事物，多角度去观察，认识一个道理，多角度去质疑，为什么会是这样而不是那样，能不能变成那样。就是说让学生在课堂上想象开去、发散开去，又力争达到认同，保护的是创新的火花，沉淀的是知识的本身，这样逐步养成学生的善于发现、敢于质疑、勇于创新的学习精神。
例如在做水分和无机盐通过导管向上运输的演示实验后，有的学生则突发奇想，提出质疑，说能否将染料直接注入观赏植物的茎里，提高观赏的价值。对于学生的“一闪之念”，我们不是一笑置之，而是因势利导，鼓励学生大胆做实验。结果多数草本观赏植物可通过茎部注入染料，使茎和叶脉染上所需的颜色。
再例如在做“观察根毛、根尖的结构”实验时，按照课本上的方法培养的小麦幼根弯曲散乱并交结在一起，很难分开。在切取幼根分发给学生观察时，往往占用时间较多。我引导学生：根据种子萌发的条件和根生长的特性，怎样改进实验方法才能得到整齐的幼根和容易观察的根毛呢？学生们跃跃欲试，想方设法设计了多种实验方法。三天后，带来了他们的“杰作”。其中有一位学生的实验设计较好。他的做法是：⑴把选好的种子放在清水中浸泡，使其吸足水分；⑵把吸足水分的种子单层摆在纱布中间，并在种子上盖上一块浸足水的薄木板；⑶将种子周围的纱布提起，用线系在竹棍的中央，悬吊在盛有水的广口罐头瓶中，以底部不接触水为宜。这位学生的实验方法，既考虑到了种子萌发的条件和根的向水性，又得到了很好的实验效果，别有新意。3天后就看到一条条幼根整齐地从纱布的孔眼中向水中伸出，根毛区长出了密密的白色根毛，观察十分方便，切取幼根也十分容易。
第二， 突出强调创造性问题的设计。我们把观察与发现、想象与创造作为问题的重点，把基础性（以学生的知识经验和可能出现的学习增长为基础）、多维性（问题没有单一的答案或解决问题不局限一种方法）、开放性（问题的答案来自于教材，又不仅仅局限于教材）作为提出问题的原则，让学生围绕一个问题搞风暴式的讨论，以求得学生创新思维的发展。
例如讲环境保护的知识，向学生提出沙尘暴对人类的危害极大，也给国家造成巨大的经济损失，谈谈治理沙尘暴你有哪些方法？再例如讲植物细胞可以吸水，也可以失水。然后问学生在生活中，你看到有哪些属于细胞吸水或失水的现象？讲叶的形态时，问学生你看到的叶都是什么形态的？等等。
第三， 突出强调学生大胆质疑。给学生指出质疑的渠道，让学生对前人已有的结论质疑；对教材体系中所涉及到的某些疑问质疑；对自身的学习和研究方法质疑；对老师的教学活动质疑。我们不强调质疑会产生怎样有质量的学习成果，而把问题放在质疑本身，即让学生学会生疑、贵在有疑、找到途径去解疑，从而培养学生的求异思维。
例如在“人类的神经调节”一课中，对于“人类神经调节的特征”这一问题上，学生就会对于“语言中枢是人类所特有的”提出疑问。为此，我们专门举办了一次辩论课，课上学生用收集来的证据阐明自己的观点，各抒己见，在这样的氛围下，不仅得到了正确的知识，还使学生的能力得到提高，同时也激发了大家的兴趣。针对有的学生不敢发问或不会发问这一环节，我们在对实验班的教学中采用了教师有意的设置疑点和给学生创造宽松的环境的方法，来引导学生进行辨析，循序渐进的培养学生这方面的能力。
从这几点出发，我们初步探索出了--------以创新为常规目标；以主体活动为中心；以学科知识为载体；以问题的创造性解决为重点的教学模式。（简称四以教学模式）
4、学生处理问题的多向思维水平得到提高。
多向思维是指学生运用发散与集中、直觉与分析、正向与逆向等思维方法来分析、判断事物。当教师把一个综合性的问题交给学生时，学生能从多角度、多维度对问题进行分析、处理。敢于跳出思维定势，让智慧光芒四射。不崇拜权威，不盲从教材。
5、教师的素质不断提高。
俗话说：“打铁先得本身硬”教师自身素质不高，还谈培养学生，那就是一句空话。为此，课题组成员在研究过程中，大量查找资料。首先进行观念上的更新、转变，充分认识到培养学生创新能力的必要性。认真学习现代教育理论，提高自身的理论素养。学习现代教育技术，为教学服务，一年来，张慧杰、王永刚老师在全市生物课堂教学比赛上获一等奖，王新风老师代表朝阳市参加辽宁省生物教学比赛获一等奖。同时每位教师都把自己所获得的点滴经验撰写成论文。我自己也先后撰写五篇文章，在《朝阳日报》发表。
附表1：创造力自我测试题1---------基础测试题
基础测试题
这是美国心理学家拉克塞尔经多年考察精心设计的一套最简单却颇有科学性的创造力自我测试题。
1、 我的兴趣总比别人发生慢？
2、 我有相当的审美能力？
3、 有时我对事情过于热心？
4、 我喜欢客观而有理性的人？
5、 “天才”与成功无关？
6、 我喜欢有强烈个性的人？
7、 我很注重别人对我的看法和议论？
8、 我喜欢一个人独自深思熟虑？
9、 我从不害怕时间紧迫，困难重重？
10、我很讲究自信？
11、我认为既然提出问题，也就要彻底解决？
12、对我来说，作家使用艳词只是为了自我表现？
13、我尊重现实，不轻想那些预言中的事情？
14、我喜欢埋头苦干的人？
15、我喜欢收藏家的性格？
16、有时，我的意见常常令别人厌恶？
17、无聊时节，正是我某个主意产生之时？
18、我坚决反对无的放矢？
19、我的工作毫不带有任何的私欲？
20、我常常在生活中碰到一些不能单存以是或否来决断的问题？
21、挫折或不幸并不会使我对热衷的工作有所放弃？
22、一旦责任在肩，我会排除困难争取完成？
23、我知道保持内心镇静是关键的一步棋？
24、幻想常给我提出许多新问题、新计划？
25、我只有权提出新建议，而不是说服别人接受我的这种建议？
答完这25道题，如果答“是”的题目有20道，那么你是一个富有创造力的青年。
附表2：创造力自我测试题2-------综合测试题
综合测试题
下面共列50道试题，每道题为一句话。你如表示同意，请在后面记下一个“A”；不同意,记下一个“C”；吃不准，记下一个“B”。但是回答必须准确，忠实，不要猜测。
1、我不做盲目的事，也就是我总是有的放矢，用正确的步骤解决每一个具体问题。
2、我认为，只提出问题而不想获得答案，无疑是浪费时间。
3、无论什么事情，要我发生兴趣，总比别人困难。
4我认为，合乎逻辑的、循序渐进的方法，是解决问题的最好方法。
5有时，我在小组里发表的意见，似乎使一些人感到厌烦。
6我花费大量时间来考虑别人是怎样看待我的。
7做自认为是正确的事情，比力求博得别人的赞同要重要的多。
8我不尊重那些做事似乎没有把握的人。
9我需要的刺激和兴趣比别人多。
10我知道如在考验面前，保持自己的内心镇静。
11我能坚持很长一段时间解决难题。
12有时我对事情过于热心。
13在特别无事可做时，我倒常常想出好主意。
14在解决问题时，我常常单凭直觉来判断“正确”或“错误”。
15在解决问题时，我分析问题较快，而综合所收集的资料较慢。
16有时我打破常规去做我原来并未想到要做的事。
17我有收集东西的癖好。
18幻想促进了我许多重要计划的提出。
19我喜欢客观而又有理性的人。
20如果要我在本职工作之外的两种职业中选择一样，我宁愿当一个实际工作者，而不当探索者。
21我能与自己的同事或同行们很好地相处。
22我有较高的审美感。
23在我的一生中，我一直在追求着名利和地位。
24我喜欢坚信自己的结论的人。
25灵感与获得成功无关。
26争论时，使我感到最高兴的是，原来与我观点不一的人变成我的朋友，即使牺牲我原来的观点也在所不惜。
27我更大的兴趣在于提出新的建议，而不在于设法说服别人接受这些建议。
28我乐意独自一人整天“深思熟虑”。
29我往往避免做那种使我感到低下的工作。
30在评价资料时，我觉得资料的来源比其内容更为重要。
31我不满意那些不确定和不可预言的事。
32我喜欢一门心思苦干的人。
33一个人的自尊比得到他人敬慕更为重要。
34我觉得那些力求完美的人是不明智的。
35我宁愿和大家一起努力工作，而不愿意单独工作。
36我喜欢那种对别人产生影响的工作。
37在生活中，我经常碰到不能用“正确”或“错误”来加以判断的问题。
38对我来说，“各得其所”、“各在其位”，是很重要的。39
那些使用古怪和不常用的语词的作家，纯粹是为了炫耀自己。
40许多人之所以感到苦恼，是因为他们把事情看得太认真了。
41即使遭到不幸、挫折和反对，我仍然能够对我的工作保持原来的精神状态和热情。
42想入非非的人是不切实际的。
43我对“我不知道的事”比“我知道的事”印象更深刻。
44我对“这可能是什么”比“这是什么”更感兴趣。
45我经常为自己在无意之中说话伤人而闷闷不乐。
46纵使没有报答，我也乐意为新颖的想法而花费大量时间。
47我认为，“出主意无甚了不起”这种说法是中肯的。
48我不喜欢提出那种显得无知的问题。
49一旦任务在肩，即使受到挫折，我也要坚决完成之。
50从下面描述人物性格的形容词中，挑选出10个你认为最能说明性格的词。
精神饱满的 有说服力的 实事求是的 虚心的
观察力敏锐的 谨慎的 束手束脚的 足智多谋的
自高自大的 有主见的 有献身精神的 有独创性的
性急的 高效的 乐意助人的 坚强的
老练了 有克制力的 热情的 时髦的
自信的 不屈不挠的 有远见的 机灵的
好奇的 组织力的 铁石心肠的 思路清晰的
脾气温顺的 可预言的 拘泥形式的 不拘礼节的
有理解力的 有朝气的 严于律己的 精干的
讲实惠的 感觉灵敏的 无畏的 严格的
一丝不苟的 谦逊的 复杂的 漫不经心的
柔顺的 创新的 泰然自若的 渴求知识的
实干的 好交际的 善良的 孤独的
不满足的 易动感情的
答案及自我评价：
A B C A B C
1 0 1 2 25 0 1 3
2 0 1 2 26 －1 0 2
3 4 1 0 27 2 1 0
4 －2 0 3 28 2 0 －1
5 2 1 0 29 0 1 －2
6 －1 0 3 30 －2 0 3
7 3 0 －1 31 0 1 2
8 0 1 2 32 0 1 2
9 3 0 －1 33 3 0 －1
10 1 0 3 34 －1 0 2
11 4 1 0 35 0 1 2
12 3 0 －1 36 1 2 3
13 2 1 0 37 2 1 0
14 4 0 －2 38 0 1 2
15 －1 0 2 39 －1 0 2
16 2 1 0 40 2 1 0
17 0 1 2 41 3 1 0
18 3 0 －1 42 －1 0 2
19 0 1 2 43 2 1 0
20 0 1 2 44 2 1 0
21 0 1 2 45 －1 0 2
22 3 0 －1 46 3 2 0
23 0 1 2 47 0 1 2
24 －1 0 2 48 0 1 3
49 3 1 0
50下列每个形容词得2分：
精神饱满的 观察力敏锐的 不屈不挠的 柔顺的 足智多谋的 有主见的 有献身精神的 有独创性的 感觉灵敏的 无畏的 创新的 好奇的 有朝气的 热情的 严于律己的
下列每个形容词得1分：
自信的 有远见的 不拘礼节的 不满足的 一丝不苟的 虚心的 机灵的 坚强的
其余得0分
将分数累计起来，分数在：110-----140 创造性非凡 85------109 创造性很强
56-----84 创造性强 30-----55 创造性一般 15-----29 创造性弱
－21-----14 无创造性