科学素质与实验室的开放:100个科学小实验

　　科学素质是青少年科学创造之本。科学素质有以下7个方面的表现内容： 　　第一：青少年对科学的强烈的爱好、浓厚的兴趣和迷恋的感情，是青少年科学素质的“原动力”。 　　第二：永无止境的好奇心和永不满足的求知欲，是青少年科学素质的“触角”。
　　第三：孜孜以求的精神和永不疲倦的实干性格是青少年科学素质的“躯干”。
　　第四：丰富而奇特的想象力和见微知著的直觉敏感性是青少年科学素质的“双翼”。
　　第五：百折不挠的顽强意志是青少年科学素质的“韧带”。
　　第六：坚持真理、不怕牺牲的大无畏精神是青少年科学素质的“傲骨”。
　　第七：终生造福人类的理想是青少年科学素质的“灵魂”。
　　因此，在教学过程中，教师要融汇以上各方面的内容，才能有效地培养学生的科学素质。
　　教育的目的是为了不教，即教的最终目的是让学生能够离开教师独立地去研究、探索新问题。知识是教不完学不完的，教师应当教给学生独立研究问题的方法，培养他们的观察能力、思维能力、动手能力、创造力以及百折不挠的毅力，严谨细致的科学态度和实事求是的科学作风。青少年只要掌握了思维方法，有了吸收知识、捕捉信息、提高能力的手段，那么对他们将来从事工作是大有裨益的。
　　从目前形势对人才的要求及教育实践来看，科学素质可分为两个方面即智力因素和非智力因素。它是将来人们从事科学技术活动所必须的基本条件和品格。智力因素是指人们认识和观察事物，并运用知识解决实际问题的能力。它集中表现为人们运用知识解决问题的速度和质量，反映了人们观察、思维、学习和创造等能力的总体特征。非智力因素包含兴趣、情感、意志、性格、气质和信念等，它虽然不介入学生的认识过程，但是，它起着以动机作用为核心的始动、定向、维持、调节等动力功能。如不重视非智力因素的培养，智力因素的培养就无法实现或不能继续和持久。
　　初中阶段是一个过渡阶段：初中一、二年级还保留儿童期性格，但少年期已开始；初三又逐步过渡到青春发育期。这个阶段是青少年成长过程中一个比较关键的阶段，是神经系统最活跃的时期，教师抓住这个大好时期，开展课外科技活动，引导他们“玩”，使他们在“玩”中有学，学而有趣，不断长进是很重要的。从初中阶段的学科内容上说，某些学科进入了科学探索的启蒙阶段，特别是实验性很强的化学、物理、生物等。因此，要使青少年学习的知识能最快地转化为能力，改变传统的教学思维模式，开展课外科技活动已势在必行。
　　教师要充分利用学生学习过的科学原理，去解决某些较为简单的实际问题，广泛地开展科技活动，尽可能地向他们传输最新的科技信息和研究手段，不失时机地引导爱好者们了解并关心各学科的前沿发展状况。这样才能不断缩小教学内容与现代科学发展间的距离，真正激发青少年的求知欲望和探索精神，最大限度地诱发学生的潜在能力，从而达到提高青少年智力和非智力因素的目的。科技活动也在早期发现和培养有特殊才能的青少年的作用中起到了课堂教学所不能代替的作用。
　　开展课外科技活动，做好实验室的开放工作是极其重要的一环。
　　(1)确立开放实验室的目的。
　　实验室的开放，从原则上出发是培养学生对事物的思维能力、观察能力、动手能力、创造能力以及科学素质，锻炼学生的意志。而从实际情况出发是为了提高物品的使用率，物尽其用，不至造成浪费。同时也激发了学生的一些朦胧的科学研究的意识，形成良好的研究交流习惯，让有意义的科技活动代替学生无聊的业余生活，让学生有去处，让学生有个调节紧张学习的自由度，让学生在科技活动中寻找回自信，让科学走进学生的生活。
　　(2)实验室开放的形式。
　　实验室开放的形式可根据实际情况加以变化。可采用“密集型”的：如上理论课时，可让学生在实验室里，让实验室的环境与气氛影响学生，从而使投入生物学习中去；或利用业余时间将实验室按一定的活动类别向学生开放。也可采用“松散型”的：即允许学生。借用实验室的用具，回家进行实验与探索。这种类型比较灵活，可使科技活动不受时间、空间、人为的限制(有些父母还可帮助孩子进行实验)，让科学的种子散播到每个角落。这两种形式，在笔者所在学校开展得错落有致，学生也比较踊跃参加。久而久之，学生的兴趣也在不知不觉中培养了起来。随着生物学习的深入和生物活动的参加，有的本来认为生物没有什么学习意义的学生，也逐渐改变了看法，从被动学习的状态转为主动学习的状态。随着生物活动的不断开展。许多学生的好奇心、求知欲增加，想锻炼自己的动手能力，开阔自己的眼界等各种心理需求都得到了满足。
　　(3)在活动内容上根据学生与学校条件作相应安排。
　　针对学以致用的原则，开设了观察类、展览类、实践类、制作类、信息收集类、经验总结类、交流、参观、考察、科技讲座、社会调查及信息反馈等活动。
　　观察类：主要锻炼学生的观察能力。采用的方法可多样。在上理论课或实验课或活动课时可采用重复观察法、记录观察法和借用仪器观察法；在利用业余时间而进行的活动中，可采用随时随地观察法、群议观察法。
　　通过这些观察活动，学生可以从不同的角度加深对课堂内容的理解，如“细胞”这节的内容，由于课堂时间有限，没能将现有实验所有“细胞的形态”的切片给学生观察，因此学生可通过在实验室开放日(利用休息日开放的实验室)，借用一台显微镜，再借用想看的切片，进行显微镜使用的练习及对各种细胞的观察比较，使学生发自内心地得出“生物多样性”的结论。通过他们亲自的观察，得到了结论的认同，这样的学习能对原有知识进行消化，并可在原有知识内容基础上加以延伸。
　　在观察的同时，还会出现与教科书内容有出入的地方或一些意外的情况，这样更能锻炼学生的探索精神、思维方式以及解决问题的能力，为以后的学习打下基础。这样的学习过程才是有效的过程、灵活的过程。
　　展览类：可展出学生制作的生物方面的标本、模型及带有工艺形式的叶形标本、花的结构标本、叶脉书签、蝗虫口器模型、昆虫模型(平面，供针插练习用)、蝗虫立体模型、螳螂立体纸编模型……这些内容与课上知识紧密相连。有的学生通过对其他同学作品的欣赏，也得到一些启发与制作的灵感，因而激发了他们的兴趣，从而带动了更多学生进行制作活动。在教学上也达到了面向全体学生而实施素质教育的目的。
　　实践类：包括重复课本实验及课外的实验，学生仿效性实验，自己做模型、标本、切片、搞小发明、小创造等。
　　在实验方面，教师要求学生列出实验用具、材料清单，并制定出实验步骤与安排，然后借用工具。学生可在实验开放日时做，也可借回家进行，如涉及较贵重的仪器如显微镜等，则必须在学校实验开放日完成。对此，初中生有很高的热情，但有些实验还是有难度的，可学生们很有信心，他们在一次次的不成功后，最后终于取得了成功。通过这样的活动，学生理解了 科学研究的过程与艰辛，提高了科学素质。
　　至于制作模型、标本、切片等活动，可因人而异，并达到寓教于乐的效果。在学生制作过程中，必定牵涉许多方面的问题，如材料的来源、材料的组合、版面的安排、大小比例、实物情况等，对此要在对制作对象充分了解的基础上，协调统一地安排。这就为培养学生解决问题的能力和创新意识打下了一个良好的基础。这种制作活动对初中生学习相关知识尤为有效，也为素质教育的全面实施提供了一个良好的途径。
　　此外，组织兴趣小组的学生，在苏州商厦进行了与生物有关物品的统计调查活动，证明生物与人们生活的密切关系；参观苏州卫校、苏州医学院、苏州铁师标本室和实验室；组织学生去农村实践，进行化石采集等社会实践活动；开办水仙雕刻等有关讲座，在实验室开放日还开设随意交流场，可进行思想交流等。这些都从不同的角度，培养学生的意志、品质及科学素质。
　　信息收集类：人们只有具备了感知，才能有创造力的发挥，如何扩大自己的视野，除了通过实践活动外，还必须注意前人的研究成果，了解更多的信息，这些信息的来源自然就是古今通用的书籍及现代化的技术设备及资料。书籍是人们信息的来源，也是感知获得的重要来源之一，为了解决学生借书难的问题，笔者将学校闲置的有关生物及相关学科的书籍，借至生物实验室，采用松散型活动形式，借给学生阅读，学生表现得很踊跃，每月都有上百人次。同时为了了解生物的最新信息，借助兴趣小组成员订阅杂志的力量，解决杂志品种少的问题，规定每人订一种或多人合订一种杂志，但又不能重复，这样，既考虑了学生的经济承受力，又满足了学生的需要。　经验总结类：做好总结，才能端正自己的行为，给自己正确的发展方向。学生参与了这些活动，也总会有许多的体会和感受，因此教师带领学生创办了校园生物报，让学生将自己的所见所闻所思，用自己的语言表达出来，在报上进行交流。在报上可以设问，并让学生去寻找答案，让爱探索的学生发挥他们的特长。从多次办报的过程来看，学生的编排能力、组织能力逐步提高。学生看到自己的报纸，就有一种亲切感，同时就激发了他们积极参与学习的兴趣。
　　(4)实验开放的准备工作。
　　在做好实验物品的登记、造册工作的前提下，教师还须做好实验室开放日内容的安排、服务者的确定、登记本的预备。同时布置好实验的环境，创造良好的学习与研究气氛也是很重要的。“荀子劝学篇”所云：“蓬生麻中，不扶而直”就是这个道理。
　　(5)生物实验室开放的对象。
　　除生物活动课面向部分群体之外，其他都是面向全体，各取所需。
　　通过一个阶段的运转，一些原本无所事事、非常调皮的学生，在一次次的活动后，他们的行为也悄悄发生了变化，把精力集中在了活动上，并表现出对生物的兴趣或有加入生物兴趣小组的愿望。从学生的作品上看，许多学生的制作、思维、运用的能力得到了提高；从学生的活动总结上看，许多学生也从不会写逐渐走上了会写的道路，锻炼了他们总结概括的能力，折射了语文学科的内容，渗透了素质教育中各学科综合能力的培养内容；从学生的反馈条上看，学生们希望此类活动能多开展些，来拓展他们的视野等；从家长的反应上看，也希望有更多类似的活动让学生参加，锻炼他们的能力，扩宽他们的视野。
　　开放实验室是人们学习认识阶段中理论到实践的一个重要环节，也是人们学习阶段中从实践回到理论的重要活动过程，是人们学习生物，培养兴趣的一个重要的调节部分，是学生创造、发明的一个出发地。
　　开放实验室能培养学生的主动阅读的能力、独立思考能力、自练自检能力，自治能力、自我控制能力，自觉探究能力、加速形成概括能力、能动地应变能力、创新思维的能力。实验室开放的教育面是大的，影响是广的，能给生物教注入活力。
　　教师要大力提倡实验室的开放，揭开科学探索的神秘面纱，拉近教学者与受教育者之间的距离，缩短理论与实践的差距。