题目：中学生物教学利用CAI培养学生创造思维能力的研究

　　20世纪90年代，随着视听技术数字化的出现，以CAI为代表的现代化教育技术走进中学生的课堂，如何应用现代教育媒体培养学生创新思维能力是当前素质教育解决的难点之一。该文针对中学生生物教学中存在的使用IT就是进行CAI教学的观念，以及仅关注教学形式，而对CAI的教学本质问题(如CAI如何促进学生认知能力的发展，如何使思维能力提高)缺乏足够的定性研究和定量分析等现实问题，提出建立CAI生物教学系统，通过以CAI作为学生学习工具实现培养学生能力，尤其是创造思维能力为教学核心的观点。此研究旨在利用CAI的图文声并茂优势作为学生的认知工具，以及人机交互的功能，创设教学情景，引导学生自主性学习，达到在课堂教学中充分发挥学生的主体性，实现培养学生创造思维能力的目的，通过该研究，可以明确CAI的教学效果，以及利用CAI培养创造思维能力，优化课堂结构，促进教育手段现代化的教学方式来扩展生物教育研究的新领域。 1.实验研究 1.1　实验对象、材料 1.1.1　实验对象 　　2000年9月选择西安市三中高2002级2个班（普通班）每班45人为实验对象（考虑年龄和遗传因素），按自然班分为试验班和对照班。 1.1.2　实验材料 　　（1）课件：生物教学咨询网（http://bioedu.126.com）下载的课件；武汉华软研制的CD-ROM；科利华家庭教师光盘（高二生物）；自制的课件。 　　（2）工具软件：PowerPoint;flash5.o;WinZip6.3。 　　（3）硬件：小院教学网 　　（4）评价工具： 　　①我国学者制定的创造力测量量表。 　　②有关问题研究的测试题目（自制）。 　　③碑林区重点学校期末考试测试题。 1.2　实验内容 　　根据教材内容中是否有非常典型的历史创造背景、学生现实生活中很难见到，建立形象思维有一定困难和课件的实用性强为选择依据，确立了高二生物必修本四章中的八节课，共用13个课时来完成。 1.3　实验方法 　（1）采用黑箱辨识法研究创造思维 　（2）采用有控制组的事前——事后测验方法设计实验 1.4　评价指标 　　实验针对创造思维的流畅性、新颖性（对中学生而言是独创性）、敏感性这三个特征进行测试，测量标为《我国学者综合修订的一套创造力测试题》。量表着重测量发散思维，强调测试思维的流畅性，变通性和超乎寻常的独特性。量表共20道题，评价标准：每作对一题得一分。 1.5　实验设计 1.5.1　CAI教学系统设计 　　CAI教学系统包括五个部分，他们是教学要素、教学子系统、教学途径、教学原则、教学策略。系统建立的核心目的是使学生创造思维能力提高。该部分以图解式来表示利用CAI培养创造思维能力的教学系统。 1.5.2　教学系统建立的理论依据 　　建构主义学习理论为该实验的学习理论，脑科学理论、信息论中的信息传递理论、格式塔派的顿悟学说，动机理论为CAI作为创造思维认知工具的理论依据。 1.6　实验过程 1.6.1　总设计 　　●教师系统是教学系统的设计和操作者。教师确立培养创造思维能力的作用点，并以此为教学出发点进行教学设计。在课堂上，教师将教学设计依次输出、指导、帮助学习者完成学习，同时根据课堂反馈合作也反馈调节教学行为。 　　●学生系统是教学系统的主题。学生在教师的指导下执行各种学习活动；搜集信息、观察、听讲、讨论、综合、分析、联系等，通过各种学习活动是指对学习内容进行意义建构；并通过反馈迁移，是创造思维能力提高。 　　●信息系统是学习者的认知客体。CAI在教学中成为构建情景的工具，引导学习者通过自主学习、会话、协作等形式完成意义建构的认知工具。 1.6.2　学习过程 　　在建构主义学习理论指导下，利用CAI的基本学习程序为：创设情景——自主学习、协作、会话——意义建构——反馈迁移四个步骤。 　　●创设情景这是创造思维活动的准备阶段。情景分“发现问题”和原型启发的学习情景，其目的是引发探索动机。 　　●自主学习、协作、会话这是创新学习的主要阶段。通过协作式学习和协作式会话两个步骤完成。 　　●意义建构利用CAI具有线性和非线性连接特点，合理的组织知识。 　　●反馈迁移通过反馈迁移、CAI教学图片与教师描述性语言的有机结合启发学生思维以及问题解决这三种教学形式来强化创造技能。 1.7　实验步骤 　　研究分为三个阶段; 　　1、2000年7月——2000年10月为准备阶段 　　这一阶段主要完成确定试验目的、实验内容和实验变量；查阅相关文献，对创造思维进行分解剖析，编制培养创造思维能力的教学系统和教学设计，编辑制作从internet下载和自己制作有关的教学课件。9月进行创造力和认知能力的前测，确定试验班和对照班。 　　2、2000年10月——2001年3月进行教学实践 　　这一阶段主要工作为初步筛选，归纳总结，在建构主义教学理论的指导下，努力使教学结构和教学方法更趋合理，进行试验班和对照班的对比试验，总结利用CAI教学的基本规律，撰写实验报告。 　　3、2001年1月——2001年4月为总结阶段 　　经过近一年的试验后，利用我国学者制定的创造力测试量表对两个班级的学生进行后测，并对实验结果进行统计数据分析，总结教学经验，形成科学的实验报告。 2、结果分析与讨论 　　评价创造思维的结果统计结果可以看出，实验班和对照班之间的创造思维的新颖性、流畅性方面有显著差异，敏感性为达到显著差异。2000年试验班和对照班的前测差异不显著，2001年试验班和对照班的后测差异显著。我们还可以看到，2001年试验班和对照班创造力树枝均有所提高，实验班增加了2.27个数值，对照班增长了0.35个数值。就实验班比对照班创造力增长是否有意义，进行统一被试在不同条件下，相关样板平均数差异显著性T检验，其结果是试验班学生创造力达到差异及其显著的水平，这就揭示出排除创造力自然增长的可能性后，利用CAI培养创造思维能力的试验是有益的。通过对实验结果的分析，可以看出实验产生了以下的效果： 　　首先，利用CAI可以发展创造思维能力。 　　该文认为创造思维能力提高的原因是： 　　1、教学设计符合学生的认知规律 　　原型启发与探索活动相结合可以使学生进行创造的模仿学习，问题解决可以使学生感受创造的完整过程，通过模仿、运用、发展创造方法，逐步获得创造技能，实现创造思维能力的提高，发散思维不仅可以寻找新的问题解决的方向，并训练联想、灵感、直觉等半逻辑思维。 　　2、教学环境有利于激发创造思维的学习 　　CAI的教学环境被设计成为开放的教学环境，课堂教学系统内存在丰富的信息交流，师生之间的关系和谐而平等，学生没有了传统教学中存在的心理压力。 　　3、创造更多训练创造思维能力的时机 　　CAI发挥其图文声并茂优势，可以把看不见、听不着、摸不到的事务表现出来形成学生头脑中的表象；训练他们进行想象思维、形象思维、直觉思维、灵感思维，把半逻辑思维与逻辑思维结合起来形成新的创造产品。 　　其次，优化课堂教学，提高教学效果。 　　CAI对试验班学生认知结构的稳定性和可靠性有正价效果。我们也从三个方面揭示这种现象的原因： 　　1、CAI教学变革了传统的教学思想、教学目标、教学内容、教学环境。本实验的教学思想为学习使学生通过主动参与学习过程来理解科学思维方式、掌握科学概念，强调探索学习过程；教学目标为培养有创新能力的、能适应未来社会发展的人才；教学方法已强调要让学习的主题有充分的参与性；教学内容则是CAI为认知工具来丰富认知客体，为用探究式的表达来代替结论式的解释创造外部条件；教学环境注重信息的交流和师生的平等和谐。 　　2、记忆的生理规律和人脑对信息的处理机制支持学习成绩出现差异的现象。从人脑对信息的处理的过程来看，CAI教学使多感官活动，因此必然引起多个神经中枢的兴奋，在不同神经元之间形成更多的神经回路，对信息处理的次数多、质量好，促进学生获取、掌握知识的稳定性和可靠性增加。 　　3、优化学生的认知结构。CAI是学生有更多机会进行发散思维，灵感思维、直观思维和逻辑思维，即多种思维综合运用，有利于科学概念的形成。 3、结论与思考 　　通过在中学生物教学利用CAI这种新的教育手段，以及利用CAI培养学生创造思维能力的实验研究，可以得出以下结论： 　　1、在建构主义学习理论指导下，以CAI为技术支持的学习活动可以提高学生创造思维能力。 　　2、CAI教学系统的创建是有效的。此系统是一个开放的系统，通过信息的交流实现培养学生创造能力的功效。 　　3、CAI主要的功能是为了学生提供认知工具。 　　实验中一些现实问题也引起思考： 　　学生原有的认知结构不尽相同，其认知结构的质量有分层现象，引起一定程度组织教学的困难。还有，如何处理大容量、高速度学习与学生接受能力匹配的高效学习间的关系是有待于认真探索的问题。在有，教学软件丰富而教学课件相对贫乏，没有更多的选择余地是实验中的主要矛盾之一。本实验主要通过思维的流畅性、新颖性、敏感性来考察学习者的创造思维能力，这三点还不能充分体现创造思维的全貌，如何准确测定高中学生的创造思维是需要进一步探索的课题。