如何利用生物实验教学培养学生的探究能力与创新精神

来源:用户上传      作者: 张静静

　　生物是一门以实验为基础的学科，实验教学可以激发学生学习生物的兴趣，帮助学生形成生物概念。在生物实验教学中，恰当地使验证实验变为探索实验，能够更有效地培养学生思维的探究与创新能力，使学生在实验中探索，探索中实验，养成实事求是、严肃认真的科学态度。如何利用生物实验教学培养和提高学生的探究能力与创新精神呢？
　　1.在实验教学中要创设科学探究情境，让全体参与探究过程
　　让学生了解科学家规范的探究过程对学生的探究性学习有榜样示范作用，但如果只让学生浏览科学探究的大致过程，而不将学生置身于探究学习的真实情境之中，让学生动手“做”，则是难以实现探究目的的。生物实验教学中，笔者以教材中的学生实验为依托，尽量提供不同的实验材料，让学生不局限于课本的实验方法，展开充分想象，灵活运用所给材料，全员动手自行设计实验。一种设计方案失败了，再去探索新的方案；一种方案成功了，再去探索最佳方案。生物学实验不应该只是一个验证生物学结论的过程，而更应该是一个探索、尝试、体验的过程。在实验教学中，笔者大胆改革，变验证性实验为探究性实验。以观察植物细胞质壁分离与复原实验为例，由学生自己配制不同浓度的蔗糖溶液，通过不同的实验方案探索出能使细胞发生质壁分离和复原的浓度范围，没有简单地按照教材中所给的浓度进行验证。学生通过动手、动脑的亲身体验，不仅丰富了感性认识，还发展了理性认识；既提高了动手实践的能力，又增强了观察、记忆、思维等多种能力。学生通过探究，增强了对学习的兴趣，增强了自信，改善了师生间的关系，学习互动更加协调，提高了学生的学习效率和效果。
　　2.实验教学更要渗透思维的探索
　　2.1提出问题，引发思维。
　　在实验前，教师根据实验内容和教学目标，通过生产、生活中的实例，学生明确本节实验的目标后，教师提出假设，学生产生好奇，带着问题阅读教材，了解实验原理，熟悉操作步骤和方法；在教师的诱导下，提出某种假设和某种预言；对实验中应注意问题和可能出现的意外，做到心中有数。
　　2.2实验操作，发展思维。
　　学生进行实验操作。教师巡视指导学生实验的方法，帮助思考实验现象产生的原因。该程序是实验教学的中心环节。操作时应注意以下几点：教师要及时解答学生的疑问和纠正学生的错误操作；注意发挥骨干学生的“小先生”作用，让他们在小组内做好示范；鼓励中后生，多动手、动口、动脑，开发其非智力因素。
　　2.3设计实验，探索创新。
　　首先让学生重温教材实验，整理完成实验报告。然后教师进一步引导学生从多方面掌握实验方法，鼓励学生运用所学过的知识技能，独立设计类似的实验。这样不仅能活跃课堂气氛，而且能培养学生的发散思维和创新能力。最后教师对学生的实验方案进行评比、表彰。
　　3.实验教学中要贯彻思维的创新
　　3.1鼓励学生质疑，激活创新思维。
　　为了防止和克服学生在实验中存在的满足于简单的机械操作或缺乏应有的思维广度和深度等现象，教师要努力创设情景，激活学生的创造性思维。
　　3.1.1让创新拥有适宜的“土壤”。生物实验教学要有效地培养学生的创造能力，必须建立起一种民主、宽松、信任的教学氛围，营造创新的“土壤”和“气候”。在这样的教学氛围中，学生消除了胆怯和依赖的心理，不怕出错和失败，积极动手动脑，大胆尝试，从而为培养创造性思维开辟了广阔天地。为了使学生能自由自在地发表意见，课堂上笔者常说的一句话就是“大家七嘴八舌地说”。这样有利于消除学生的心理障碍，学生在轻松自由的氛围中就能无拘无束，各抒己见；在实验过程中，有些学生因操作错误等导致观察不到正确的实验现象，教师应帮助学生进行分析，找出问题的症结所在；同时要以宽容的态度允许学生犯错误。
　　3.1.2让猜想充满实验过程。正如牛顿所说：“没有大胆的猜想，就作不出伟大的发现。”在实验教学中，鼓励学生对实验中可能出现的实验现象和结果进行猜想和预测，并让学生在此基础上自己设计实验方案，选择实验器材，再通过实验去验证自己的预测和猜想，这对于激活学生的思维，培养创新能力是非常有益的。例如，在学习水分的散失时，让学生猜想植物吸收的水分主要用于哪些方面?有的学生认为绝大多数水分用于参与植物体内的各项生命活动；有的认为主要是通过蒸腾作用散失到大气中。学生经过思考讨论，设计出了“称重法”实验：剪取一根带叶的健壮枝条，插入密封、盛有水的锥形瓶内，用一个透明塑料带套扎在枝叶上，预先将塑料带、盛水的锥形瓶分别在天平上称重记录。然后放到阳光下照射一段时间，再将两者称重，计算出锥形瓶内减少的重量即植物吸收的水与蒸腾作用散失的水（塑料带增加的重量）两者之间的比值。实验验证了学生的猜想，提高了他们的创新能力。
　　3.1.3创设科学探究情境，全体参与探究过程。让学生了解科学家规范的探究过程固然对学生的探究性学习有榜样示范作用，但如果只让学生浏览科学探究的大致过程，而不将学生置身于探究学习的真实情境之中，让学生动手“做”，则是难以实现探究目的的。生物实验教学中，笔者以教材中的学生实验为依托，尽量提供不同的实验材料，让学生不局限于课本的实验方法，展开充分想象，灵活运用所给材料，全员动手自行设计实验。一种设计方案失败了，再去探索新的方案；一种方案成功了，再去探索最佳方案。生物学实验不应该只是一个验证生物学结论的过程，而更应该是一个探索、尝试、体验的过程。在实验教学中，笔者大胆改革，变验证性实验为探究性实验。以观察植物细胞质壁分离与复原实验为例，由学生自己配制不同浓度的蔗糖溶液，通过不同的试验方案探索出能使细胞发生质壁分离和复原的浓度范围，没有简单地按照教材中所给的浓度进行验证。学生通过动手、动脑的亲身体验，不仅丰富了感性认识，还发展了理性认识；既提高了动手实践的能力，又增强了观察、记忆、思维等多种能力。学生通过探究，增强了对学习的兴趣，增强了自信，改善了师生间的关系，学习互动更加协调，提高了学生的学习效率和效果。
　　3.2引导学生求知，培养创新品质。
　　3.2.1探索实验代替验证实验，发展学生的创新思维能力。在中学生物实验教学中，设计一些可行的探索性实验是培养学生创新思维能力的有效措施，如“探究种子的成分”的实验。关于探索种子是否含有水的问题，教师可以先让学生进行预测，然后让学生取一些晒干的小麦种子，装进干燥的试管里，放在火上均匀加热，然后烘烤试管底部。接着提问：“试管内壁出现了什么现象？这个实验检验了关于种子是否含有水分的哪一种预测。”在探索实验过程中，学习气氛非常活跃，一环扣一环的问题使学生不断思考，不断探索，他们通过观察分析，加深了对知识的理解和掌握。
　　3.2.2营造宽松氛围，培养学生的创新思维。在实验教学中，教师应当调动各种教学资源，营造一种浓厚的创新情境，激发学生的创新意识。如在“观察小鱼尾鳍内的血液流动”时，如果小鱼活动频繁就会影响实验的进行，笔者就启发学生，如何使小鱼处于昏迷状态。其中有一个学生由人醉酒得到启示，想出这样一个办法：先用湿纱布包裹小鱼，然后用镊子把蘸足白酒的小棉球送入鱼口中，3分钟后，鱼就会安静下来，这样就有利于观察。由此可见，学生的创新思维能力只有在创造性活动中才能被充分激发。
　　总之，作为教师，我们应该充分利用生物试验课，充分挖掘学生的潜力，大力培养学生的各项综合素质，为素质教育服务。
　　
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　　（作者系安徽师范大学生命科学院2006级教育硕士）

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