浅谈生物实验探究与学生创新能力培养

来源:用户上传      作者: 余德学

　　生物学是以实验为基础的自然科学,许多生物学知识是通过实验获得确定结果,许多技能、能力是通过实验得以培养。生物实验对于培养学生学习生物学的兴趣、加深理解生物学的基础知识或直接获取生物学知识、掌握生物实验基本技能、培养学生的能力都有重要作用。因此,生物学实验在中学教育中有非常重要的地位,是我们教学中必不可少的一个重要环节。它不仅使学生对知识有明晰认识,对准确理解有很大帮助,还可以培养学生观察、思维、综合分析等能力。
　　生物学实验探究不同于科学家的研究活动,对学生来说“探究”不是发明创造,它是在老师指导下有的放矢地进行探究,让学生在主动参与的过程中进行学习,让学生在探究问题的活动中获取知识,了解科学家的工作方法和思维方法,学会科学研究所需要的各种技能,领悟科学观念,培养科学精神。教师在教学中不仅要讲好知识,更重要的是把主动权交给学生,发挥他们的主观能动性,启发他们思维活动,让学生主动探索新知识,而不致成为消极、被动地接受知识。生动有趣的实验,可使学生认识能力、思维能力发挥到最佳状态,创新能力得以培养。因此,生物学实验的探究就要侧重于创新能力培养,只有围绕创新能力培养这个中心,生物学实验才能真正达到探究的目的。怎样利用实验教学达到探究的目的呢?
　　(1)变演示实验为学生实验进行探究,培养学生的创新能力。教学过程的主体是学生,教学的功能就是通过施教外因,激发、完善、促进学生主体的内因。在一般的实验教学中,往往都是由老师演示说明,学生被动地接受。如果改演示实验为学生实验,学生就会主动地探索试剂的选择、仪器的选择、实验方案的选择,通过这一系列的选择,学生就会从中体会到它们之间的差异和选择的依据。此外,同学之间的相互交流可强化知识理解,达到合理互补,获得新的实验设计方案。将演示实验改为探究性实验,引导学生充分动脑、动手、动口,发挥学生的主体作用,有利于学生创造性思维的激发。例如,我在讲解《生物学》(人教版)七年级上册第四章第二节中的 “种子在呼吸作用中释放二氧化碳”的演示实验时,将其改为学生实验,大部分学生按照课本上的装置及方法,验证了萌发的种子在呼吸时使澄清的石灰水变浑浊,但作为七年级的学生,他们没有这方面的知识基础,因此我就引导学生能否用已知道的二氧化碳气体使澄清的石灰水变浑浊现象来探究呢?学生的兴趣一下子被调动起来,积极思考后,有同学想到用口吹气的方法,通过比较,自然地理解了种子呼吸时,放出了与人呼出的气体中一样的成分,即二氧化碳。学生们通过分析,推理及探究,达到了由现象到本质的深入,真正领悟到实验的内涵,对概念的理解、深化起到演示本身达不到的作用和目的。从而培养了思维能力、观察能力和实验能力。
　　(2)重选实验材料,培养学生创新能力。教材中的一些经典实验所用的实验材料一般只列举一种,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。教师在教授实验的过程中,可结合自己的实际情况,把课本上一些经典实验转化为探究性实验,根据教学目标,明确实验的作用、目的,引导学生有目的地观察、认识实验所验证的内容、原理、方法后,要求学生自由选择替换材料进行尝试,学生在选取适当实验材料的探索中,无形中培养了学生的创新能力。例如,我在讲解《生物学》(人教版)七年级上册第一章第二节中“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、桂花叶等做实验材料,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;桂花叶的表皮死细胞多,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。学生在用多种材料反复尝试的过程中,对课本实验材料的再次探索,激活了学生的求异思维观,培养了他们的创新精神。这个实验经过这一番探究,学生由被动学习变为主动学习,创新能力的培养也得到实施。
　　(3)设计探究实验,培养学生的创新能力。对实验的制作设计,不仅使学生动手能力得到锻炼,同时在动手过程中,新的创意、新的认识在此萌发,对很多知识也富予了更多的内涵。我讲解《生物学》(人教版)八年级上册第二章第二节中探究“菜青虫的取食行为”后,安排学生分组设计“蚂蚁的觅食行为”探究实验,各小组学生积极收集相关蚂蚁知识的资料,观察寻找蚂蚁活动出没的地点,找到“蚁穴”所在地,认真做好观察记录,并参考教材的要求,提出自己探究关于蚂蚁觅食的相关问题,做出假设,制定具体的实施方案。围绕深究“蚂蚁觅食行为”,学生设计实验的创意之妙,完全出乎我的意料。学生设计的食物品种不仅有甜类食物红糖、白糖、水果糖、饼干,还有苦、辣、咸、酸的苦瓜、红辣椒、盐、醋等,此外还有昆虫、蚯蚓、小鱼等动物。虽然个别学生的设计中,也有不够科学严谨的地方,但在我没有提示对照实验的情况下,有学生设计了对照实验,说明了八年级学生对科学探究的理解较七年级学生已经有了新的发展。在不同的处理办法中,通过学生的“自主设计→探究实施→表达交流”等有效参与,又充分反映了学生自主、探究学习时所迸发的创造性。比起教师的刻板说教更有趣、更有效。实验的制作设计,促进了学生学习方式的改变,使学生能主动地获取知识,体验科学过程与科学方法,形成一定的科学探究能力和科学态度与价值观,培养了学生的创新精神。
　　在实验探究中,不仅能培养学生对问题常规的思维能力,而且还能善于利用现象来找特点、求差异,逐步培养他们求异的思维能力。实验探究是思维深化、创新培养的教学,是符合学生认知规律的教学方式。教师只要处理好“导演”和“演员”的关系,就能有效地培养学生创新能力,提高生物学教学质量。

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