高中生物实验教学中如何强化创新能力的培养

来源:用户上传      作者: 万雪梅

　　摘 要：文章结合实际教学，就生物实验教学中如何培养学生的创新能力，从让学生再次进行实验的尝试、拓展教材实验的内容、由对实验步骤的讲解改为实验过程的设计三方面进行了简要的阐述。
　　关键词：创新能力 培养
　　
　　高中生物教学实施素质教育的目标是培养具有较高的科学素养、具有科学的思维和研究方法、具有创新意识和创新能力的人才。所谓创新能力，是指人们运用已有的科学知识和实践经验，按照客观规律分析问题和解决问题的思维能力；是创造者以敏锐的感觉，从平凡的事物中发现矛盾，提出问题，产生强烈的探索动机，经过创造想象、推理判断，获得新的、独特的认识的能力。创新精神、创新能力人皆有之，不同年龄阶段的人有各自不同程度的创新能力和创新精神。对高中学生来说，把创新教育定位在“通过教学使学生创造出前所未有的新成果”是不切合实际的。然而，教师问学生答，或略加讨论式的那种所谓的“以学生为主体”的课堂教学方式绝不是真正的创新教育。因此，注重对学生潜能的开发，努力为学生创设一种激发创新思维的教学情境，模拟科学家的思维方式，培养学生探索精神和创新能力是非常有意义的。
　　实验是学生掌握知识的手段，也是发展学生科学创新思维能力的重要途径。学生在学习实验以及教师在教实验的过程中往往存在一个误区：重结果轻过程。课标认为：在教学中如果只告诉结果，就等于剥夺了学生体验过程的权利。“过程”是相对于结果而言的，反对以结果为中心，注重思考和活动的过程。经历过程能增强记忆，感受过程能领会方法，创设过程能有效教学，体会过程能有效学习。在生物学实验教学实践中，引导学生主动参与教学活动，落实“过程式教学”是促进学生学习方式的改变，培养创新精神和实践能力的有效方法之一。
　　本人根据近几年来在课堂教学实践中对生物实验教学的尝试和摸索，谈谈自己在高中生物实验教学中培养学生创新能力的一点做法。
　　
　　一、让学生进行再次实验的尝试，培养学生做科学的能力
　　
　　我们知道：恩格尔曼选择水绵做实验材料，确定了光合作用放氧的部位是叶绿体；而孟德尔选择豌豆做实验材料，发现了遗传的基本规律。选择适当的实验材料，是一个认真观察、比较、分析及反复实验的过程。通过这个过程，可以培养学生分析、判断等科学思维能力。
　　教材中的实验所用的实验材料一般只列举了一种，但并不表明这是唯一的实验材料，也不代表这是最好的实验材料，这恰好给教师及学生提供了自由创造的空间。教师在教实验的过程中，可结合自己的实际情况，在选取适当的实验材料的探索中，培养学生做科学的能力。例如：在做“植物细胞质壁分离和复原”的实验时，除了书上提供的用洋葱的鳞片叶外，学生们尝试了用美人蕉花瓣、小白菜叶、天竺葵叶，甚至将校园里木本植物女贞的叶也做了尝试，结果发现用洋葱的鳞片叶和美人蕉花瓣效果不错，因为两者都有颜色鲜明的大液泡；女贞叶的表皮死细胞多，叶肉细胞重叠，不好观察；天竺葵叶细胞内淀粉粒多，细胞体积相对较小，效果不理想；而小白菜叶细胞气孔多，也不好观察。可见，在选取不同实验材料的过程中，学生经历了寻找多种实验材料→试验材料→实验结果→根据结果分析材料性质→得出结论的过程。在发动学生选取多种实验材料的过程中，培养了学生的发散性思维；学生在用多种材料反复的实验中，熟练了实验操作的基本技能；在面对不同实验材料出现的实验结果时，学生学会了从不同的角度去分析与归纳；更重要的是让学生体验到了科学离他们并不遥远，自己也会做科学。
　　对课本实验材料的再次探索，可激活学生的求异思维观，培养创新精神。我们还可以从对课本实验的实验结果等方面让学生进行再次实验的尝试，培养学生做科学的能力。
　　
　　二、拓展教材实验的内容，培养学生创新能力
　　
　　根据教科书中的实验，进行拓展实验，让学生举一反三，将所学的实验技能、原理恰当地用于实际实验设计中，培养学生实验拓展应用的能力。
　　1. 根据书中常规实验进行拓展实验
　　我在教学生物必修1分子与细胞（普通高中课程标准实验教科书）P18“实验――检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”的实验后，让学生自己设计实验达到以下目标：鉴定：①种子萌发时淀粉转变为还原糖。②尿液中是否含有还原糖、蛋白质。③某一奶粉是否是劣质奶粉。④鉴定某一水果的含糖量，从而确定糖尿病患者能否食用。
　　2. 书中科学结论拓展的隐含实验
　　证明：①B元素（温度、蔗糖溶液浓度）影响花粉管的萌发。②细胞膜具有流动性。③细胞膜具有选择透过性的功能特性。
　　3. 根据书中经典实验进行拓展实验
　　如在学完光合作用的探究过程后，让学生设计实验验证:①淀粉（氧气）是光合作用的产物。②CO2是光合作用的原料。③光照强度（光质、温度、Mg）影响光合作用。
　　
　　三、由对实验步骤的讲解改为实验过程的设计，培养学生设计实验能力
　　
　　近年来，对设计和完成实验能力的考查一直是高考的重点内容，也是学生失分最多的一项。由此反映出学生对实验技能的掌握还是个薄弱环节。近几年的高考试题中，基本上已没有教材中原样的实验题。理解实验过程，解释实验现象，完成题目所给条件的实验设计，得出正确结论，已成为高考的主要考查形式。过去背实验的学习方法难以适应目前和以后的高考形势。因此的实验教学中培养学生设计实验能力尤其重要。
　　例如，生物必修1分子与细胞（普通高中课程标准实验教科书）P115实验《观察根尖分生组织细胞的有丝分裂》，在进行这一实验的教学过程中，我是这样处理的：改结构式教学为过程式教学，充分开发和利用课程。
　　在平时的教学中，这个实验一般都是先介绍实验步骤，然后学生动手完成的方式，若实验效果不好，则用有丝分裂的永久装片进行观察。这对学生加深理解、巩固知识以及培养一定的动手能力确有好处。但我觉得生物课程的目的应该是培养学生一定的科学态度、观念，运用智力能力和操作能力，以帮助学生理解和解决自己所遇到的问题，所以对于生物实验而言知识的验证、巩固只是一个次要的目标了，更重要的是培养学生的实验能力。除了能按照实验指导精确完成实验之外，“实验能力”的核心应该是指运用智力，寻找严密的、简单而又可操作的方法去解决问题的能力。基于这样一个认识，我在处理这节内容时，做了较大的改动，将对实验步骤的讲解改为以观察有丝分裂为目标的实验设计，让学生在教师引导下制定实验计划，再动手按自己的计划完成实验。
　　我在这一节教学中注意引导，把学生的注意力吸引到设计实验并得出实验计划上来，这样就冲破了实验在教学中仅仅起到使学生接受知识的局限作用。同时，重视科学方法，注意科学家们是怎样发现和提出问题的，是怎样实验，怎样思考，怎样解决问题的，用了比较多的时间引导学生选择实验材料，说明选择好的材料是实验成功的开始。然后引导学生得出“解离”，再通过染色体的性质引导得出“漂洗”、“染色”等过程。将物理和化学方法有机地结合起来，再通过实验观察，完成过程式教学的全过程。
　　在传授生物知识的过程中有机地把科学方法论的教育渗透进去，巧妙地组织教材，画龙点睛地讲述科学方法，课堂气氛活跃，学生学习兴趣得到激发，智能潜力得到开发。同时学生的积极思维又促进了教师的教学，形成了良性的循环。
　　总之，随着教育、教学改革的不断深入，改变生物教学观念，改变学生的学习方式，倡导过程式教学，无疑是信息时代对学校教育要求的体现，是培养学生创新精神和创新能力的一种新的尝试和实践。教师要多给学生创设主动参与、体会过程的机会。学生只有注重过程并积极地参与到过程中，才能在理解的基础上构建起自己头脑中的知识体系，并发挥自己的聪明才智，逐步形成创新精神和实践能力。在教学的潜移默化中，实现学生学习方式的转变，把“还学生以主体地位”真正落实在生物教学中。学生在这种过程式学习过程中，既学到了生物科学知识，学会了基本技能，又培养了探究新知识的科学求索精神。进行科学方法论的教学培养学生科学思维能力，不仅是急需的，而且是可行的。它是发展方向，是造就人才的有力措施，也是对我们传统教育的一种挑战。

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