在实验教学中培养学生科技创新能力的实践做法

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　　江泽民同志说:“创新是一个民族的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力。”在信息越来越多,科学知识飞速增长的今天,单纯教给学生知识早已不是一种能适应现实的教育方法了。但相对于科学知识爆炸的现实,科学研究的方法则相对稳定,所以,教给学生科学研究的方法就是教给他们掌握知识的钥匙,就是培养他们的创新能力。正如古人所言“授人以鱼,不如授人以渔”。笔者在近几年生物实验教学工作中,进行了科技创新教育的探索与实践。现介绍如下:
　　
　　一、创新课本实验的操作过程及方法
　　创新教育需要创造性的教与学。教师创新实验,不仅使学生更好地掌握有关生物学知识,更重要的是能培养学生不拘泥于课本,敢于对课本科学方法进行创新的精神,激活创新思维,从而达到培养学生创新能力的目的。如:高中《生物》(必修课)第一册中设置的“观察植物细胞的有丝分裂”实验,按实验手册所述方法,成功率很低。原因是采用整段根尖(2～3mm),染液很少渗入根尖细胞,染色体染色程度很难达到实验要求,制成装片,显微观察效果很差。笔者在实验中采用先捣烂后染色的方法,成功率达80%以上。具体过程为:将洋葱根(1～2cm)进行解离和漂洗后,先直接放在载玻片上,用镊子或刀片截取根尖乳白色部分(生长点),剔除其余部分,用吸水纸吸去根尖周围的水,并用镊子将乳白色部分进行捣烂,然后再滴一滴1%龙胆紫溶液,进行染色,染色4min后盖上盖玻片,其上覆盖吸水纸(至少4张)进行压片。按上述方法制成的装片,清晰透明,染色体染色较深,且细胞分散不重叠,显微镜视野下大都是正方形的生长点细胞。又如:在“叶绿体中色素的提取和分离”实验中,采用粉笔取代滤纸进行叶绿体色素分离,在方法上用滤纸差不多,实验前将粉笔进行烘干处理,在实验中待4种色素完全分开后,取出粉笔,自然风干,不但能非常清晰地看到4种不同颜色的色素带,达到了实验的目的,同时这4种色素曲线宛如一幅风景画,能增加学生实验的兴趣。以上这些实验过程及方法的创新,虽然很不起眼,算不上什么重大发现,但可大大提高学生实验的成功率,有助于提高学生的兴趣,更重要的是能激励学生的创新动机,激活学生的创新思维,利于培养学生的科技创新能力和创造能力。
　　
　　二、课本验证性实验改为探索性实验和实验过程中增加探索过程
　　高中《生物》(必修课)中设置的实验都为验证性实验,往往是先讲结论,再通过实验进行验证,不利于培养学生的探究能力,不利于激活学生的创新思维,而探索性实验是在不告诉实验结论的前提下,通过自己实验去获取结论性知识的过程。这种探索性实验不仅体现了“教为主导,学为主体”的关系,而且有利于增加学生的自信心,激发探索兴趣,同时也培养了学生的创新能力和创造能力。如:“叶绿体中色素的提取和分离实验”,传统做法,一般先讲叶绿体中色素的种类及颜色,然后再通过上述实验进行验证。而笔者在教学中先提出质疑:叶绿体中色素到底有几种?绿色植物叶片为什么是绿色的?然后让学生带着疑问,通过该实验以探索的方式找出答案。为了使学生少走弯路,节省时间,教师要向学生交待实验原理、方法及探索的提纲和注意事项。同时在该实验叶绿体色素的提取过程中增设探索过程,即叶绿体色素提取液能不能用水或酒精代替,让学生通过实验来探索出结论。这样的探索过程,既可以充分发挥学生的主观能动性,又可以使他们的探索才华充分地表现出来,有利于培养学生的创新精神、探究能力和创造能力。
　　
　　三、增加学生设计实验
　　创新精神和创造能力的培养是素质教育的核心。而照方抓药式的实验能提高学生熟练操作的程度,但不能很好地培养学生的创新精神和创造能力,通过引导学生根据实验目的和原理自行设计实验,独立完成有关实验,使他们通过亲身实践,不但可以有效地培养锻炼他们独立实验的能力,并在实验设计和操作过程中,使他们的创造性思维得以发展,培养创造能力,同时,学生们会体会到创新的乐趣,享受到收获的喜悦,利于培养学生科技创新的兴趣。如:在高三复习“酶的特性―高效性”时,笔者先告诉学生用实验验证酶高效性的原理和设计实验的原则(单一变量原则),并提供了新鲜羊肝研磨液(含过氧化氢酶)、FeCl3溶液、过氧化氢溶液、试管、铁架台、滴管、量筒、卫生香、火柴等材料用具,让学生选择部分仪器和药品,设计一个验证酶高效性的实验方案,并尝试着按自己的方案做实验。再如学习植物对矿物质离子吸收的特点―选择性时,给出了生长状况相同的菠菜幼苗3株、精密PH试纸、移液管、烧杯、培养瓶、蒸馏水、0.5mg/ml的(NH4)2SO4溶液、0.5mg/ml的NaNO3溶液等,然后让学生根据所学相关知识进行讨论,设计一套验证这一特性的实验方案,并要求课外实验。在以上实验教学过程中,注意观察各个小组的讨论情况,对一些争论不休,悬而未决的问题进行及时指导,待学生方案设计完成后,教师提供比较合理的实验方案,供学生与自己设计的方案进行对照,寻找不足,并要求学生分析产生不足的原因。这样的教学,一方面使课堂气氛活跃,有利于充分调动每位同学的积极主动性和充分发表每位同学的见解,与素质教育“面对全体”的要求相一致,另一方面使学生通过自己动手设计实验,充分发挥想象力,创造性地应用已有的知识,并在探索的实践中获取了新的知识,同时培养了创新精神和创造能力。
　　以上是笔者在近几年实验教学中培养学生创新精神和创造能力的一些实践性做法,请广大教师批评指正。
　　
　　
　　
　　参考文献
　　[1]洪永清.利用生物实验 培养探究能力[J].中学生物教学,2003,12:18

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