高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何強(qiáng)化創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

摘 要：文章結(jié)合實(shí)際教學(xué)，就生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，從讓學(xué)生再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的嘗試、拓展教材實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、由對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟的講解改為實(shí)驗(yàn)過(guò)程的設(shè)計(jì)三方面進(jìn)行了簡(jiǎn)要的闡述。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新能力 培養(yǎng)

高中生物教學(xué)實(shí)施素質(zhì)教育的目標(biāo)是培養(yǎng)具有較高的科學(xué)素養(yǎng)、具有科學(xué)的思維和研究方法、具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的人才。所謂創(chuàng)新能力，是指人們運(yùn)用已有的科學(xué)知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，按照客觀規(guī)律分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的思維能力；是創(chuàng)造者以敏銳的感覺(jué)，從平凡的事物中發(fā)現(xiàn)矛盾，提出問(wèn)題，產(chǎn)生強(qiáng)烈的探索動(dòng)機(jī)，經(jīng)過(guò)創(chuàng)造想象、推理判斷，獲得新的、獨(dú)特的認(rèn)識(shí)的能力。創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力人皆有之，不同年齡階段的人有各自不同程度的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神。對(duì)高中學(xué)生來(lái)說(shuō)，把創(chuàng)新教育定位在“通過(guò)教學(xué)使學(xué)生創(chuàng)造出前所未有的新成果”是不切合實(shí)際的。然而，教師問(wèn)學(xué)生答，或略加討論式的那種所謂的“以學(xué)生為主體”的課堂教學(xué)方式絕不是真正的創(chuàng)新教育。因此，注重對(duì)學(xué)生潛能的開(kāi)發(fā)，努力為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一種激發(fā)創(chuàng)新思維的教學(xué)情境，模擬科學(xué)家的思維方式，培養(yǎng)學(xué)生探索精神和創(chuàng)新能力是非常有意義的。

實(shí)驗(yàn)是學(xué)生掌握知識(shí)的手段，也是發(fā)展學(xué)生科學(xué)創(chuàng)新思維能力的重要途徑。學(xué)生在學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)以及教師在教實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中往往存在一個(gè)誤區(qū)：重結(jié)果輕過(guò)程。課標(biāo)認(rèn)為：在教學(xué)中如果只告訴結(jié)果，就等于剝奪了學(xué)生體驗(yàn)過(guò)程的權(quán)利。“過(guò)程”是相對(duì)于結(jié)果而言的，反對(duì)以結(jié)果為中心，注重思考和活動(dòng)的過(guò)程。經(jīng)歷過(guò)程能增強(qiáng)記憶，感受過(guò)程能領(lǐng)會(huì)方法，創(chuàng)設(shè)過(guò)程能有效教學(xué)，體會(huì)過(guò)程能有效學(xué)習(xí)。在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)活動(dòng)，落實(shí)“過(guò)程式教學(xué)”是促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的有效方法之一。

本人根據(jù)近幾年來(lái)在課堂教學(xué)實(shí)踐中對(duì)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的嘗試和摸索，談?wù)勛约涸诟咧猩飳?shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的一點(diǎn)做法。

一、讓學(xué)生進(jìn)行再次實(shí)驗(yàn)的嘗試，培養(yǎng)學(xué)生做科學(xué)的能力

我們知道：恩格爾曼選擇水綿做實(shí)驗(yàn)材料，確定了光合作用放氧的部位是葉綠體；而孟德?tīng)栠x擇豌豆做實(shí)驗(yàn)材料，發(fā)現(xiàn)了遺傳的基本規(guī)律。選擇適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)材料，是一個(gè)認(rèn)真觀察、比較、分析及反復(fù)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。通過(guò)這個(gè)過(guò)程，可以培養(yǎng)學(xué)生分析、判斷等科學(xué)思維能力。

教材中的實(shí)驗(yàn)所用的實(shí)驗(yàn)材料一般只列舉了一種，但并不表明這是唯一的實(shí)驗(yàn)材料，也不代表這是最好的實(shí)驗(yàn)材料，這恰好給教師及學(xué)生提供了自由創(chuàng)造的空間。教師在教實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，可結(jié)合自己的實(shí)際情況，在選取適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)材料的探索中，培養(yǎng)學(xué)生做科學(xué)的能力。例如：在做“植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，除了書上提供的用洋蔥的鱗片葉外，學(xué)生們嘗試了用美人蕉花瓣、小白菜葉、天竺葵葉，甚至將校園里木本植物女貞的葉也做了嘗試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)用洋蔥的鱗片葉和美人蕉花瓣效果不錯(cuò)，因?yàn)閮烧叨加蓄伾r明的大液泡；女貞葉的表皮死細(xì)胞多，葉肉細(xì)胞重疊，不好觀察；天竺葵葉細(xì)胞內(nèi)淀粉粒多，細(xì)胞體積相對(duì)較小，效果不理想；而小白菜葉細(xì)胞氣孔多，也不好觀察。可見(jiàn)，在選取不同實(shí)驗(yàn)材料的過(guò)程中，學(xué)生經(jīng)歷了尋找多種實(shí)驗(yàn)材料→試驗(yàn)材料→實(shí)驗(yàn)結(jié)果→根據(jù)結(jié)果分析材料性質(zhì)→得出結(jié)論的過(guò)程。在發(fā)動(dòng)學(xué)生選取多種實(shí)驗(yàn)材料的過(guò)程中，培養(yǎng)了學(xué)生的發(fā)散性思維；學(xué)生在用多種材料反復(fù)的實(shí)驗(yàn)中，熟練了實(shí)驗(yàn)操作的基本技能；在面對(duì)不同實(shí)驗(yàn)材料出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，學(xué)生學(xué)會(huì)了從不同的角度去分析與歸納；更重要的是讓學(xué)生體驗(yàn)到了科學(xué)離他們并不遙遠(yuǎn)，自己也會(huì)做科學(xué)。

對(duì)課本實(shí)驗(yàn)材料的再次探索，可激活學(xué)生的求異思維觀，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。我們還可以從對(duì)課本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果等方面讓學(xué)生進(jìn)行再次實(shí)驗(yàn)的嘗試，培養(yǎng)學(xué)生做科學(xué)的能力。

二、拓展教材實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

根據(jù)教科書中的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行拓展實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生舉一反三，將所學(xué)的實(shí)驗(yàn)技能、原理恰當(dāng)?shù)赜糜趯?shí)際實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)拓展應(yīng)用的能力。

1. 根據(jù)書中常規(guī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行拓展實(shí)驗(yàn)

我在教學(xué)生物必修1分子與細(xì)胞（普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書）P18“實(shí)驗(yàn)——檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”的實(shí)驗(yàn)后，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)達(dá)到以下目標(biāo)：鑒定：①種子萌發(fā)時(shí)淀粉轉(zhuǎn)變?yōu)檫€原糖。②尿液中是否含有還原糖、蛋白質(zhì)。③某一奶粉是否是劣質(zhì)奶粉。④鑒定某一水果的含糖量，從而確定糖尿病患者能否食用。

2. 書中科學(xué)結(jié)論拓展的隱含實(shí)驗(yàn)

證明：①B元素（溫度、蔗糖溶液濃度）影響花粉管的萌發(fā)。②細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。③細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性的功能特性。

3. 根據(jù)書中經(jīng)典實(shí)驗(yàn)進(jìn)行拓展實(shí)驗(yàn)

如在學(xué)完光合作用的探究過(guò)程后，讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:①淀粉（氧氣）是光合作用的產(chǎn)物。②CO2是光合作用的原料。③光照強(qiáng)度（光質(zhì)、溫度、Mg）影響光合作用。

三、由對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟的講解改為實(shí)驗(yàn)過(guò)程的設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>

近年來(lái)，對(duì)設(shè)計(jì)和完成實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾橐恢笔歉呖嫉闹攸c(diǎn)內(nèi)容，也是學(xué)生失分最多的一項(xiàng)。由此反映出學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)技能的掌握還是個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。近幾年的高考試題中，基本上已沒(méi)有教材中原樣的實(shí)驗(yàn)題。理解實(shí)驗(yàn)過(guò)程，解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，完成題目所給條件的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，得出正確結(jié)論，已成為高考的主要考查形式。過(guò)去背實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)方法難以適應(yīng)目前和以后的高考形勢(shì)。因此的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ绕渲匾?/p>

例如，生物必修1分子與細(xì)胞（普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書）P115實(shí)驗(yàn)《觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂》，在進(jìn)行這一實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過(guò)程中，我是這樣處理的：改結(jié)構(gòu)式教學(xué)為過(guò)程式教學(xué)，充分開(kāi)發(fā)和利用課程。

在平時(shí)的教學(xué)中，這個(gè)實(shí)驗(yàn)一般都是先介紹實(shí)驗(yàn)步驟，然后學(xué)生動(dòng)手完成的方式，若實(shí)驗(yàn)效果不好，則用有絲分裂的永久裝片進(jìn)行觀察。這對(duì)學(xué)生加深理解、鞏固知識(shí)以及培養(yǎng)一定的動(dòng)手能力確有好處。但我覺(jué)得生物課程的目的應(yīng)該是培養(yǎng)學(xué)生一定的科學(xué)態(tài)度、觀念，運(yùn)用智力能力和操作能力，以幫助學(xué)生理解和解決自己所遇到的問(wèn)題，所以對(duì)于生物實(shí)驗(yàn)而言知識(shí)的驗(yàn)證、鞏固只是一個(gè)次要的目標(biāo)了，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α３四馨凑諏?shí)驗(yàn)指導(dǎo)精確完成實(shí)驗(yàn)之外，“實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α钡暮诵膽?yīng)該是指運(yùn)用智力，尋找嚴(yán)密的、簡(jiǎn)單而又可操作的方法去解決問(wèn)題的能力。基于這樣一個(gè)認(rèn)識(shí)，我在處理這節(jié)內(nèi)容時(shí)，做了較大的改動(dòng)，將對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟的講解改為以觀察有絲分裂為目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生在教師引導(dǎo)下制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，再動(dòng)手按自己的計(jì)劃完成實(shí)驗(yàn)。

我在這一節(jié)教學(xué)中注意引導(dǎo)，把學(xué)生的注意力吸引到設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并得出實(shí)驗(yàn)計(jì)劃上來(lái)，這樣就沖破了實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中僅僅起到使學(xué)生接受知識(shí)的局限作用。同時(shí)，重視科學(xué)方法，注意科學(xué)家們是怎樣發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題的，是怎樣實(shí)驗(yàn)，怎樣思考，怎樣解決問(wèn)題的，用了比較多的時(shí)間引導(dǎo)學(xué)生選擇實(shí)驗(yàn)材料，說(shuō)明選擇好的材料是實(shí)驗(yàn)成功的開(kāi)始。然后引導(dǎo)學(xué)生得出“解離”，再通過(guò)染色體的性質(zhì)引導(dǎo)得出“漂洗”、“染色”等過(guò)程。將物理和化學(xué)方法有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察，完成過(guò)程式教學(xué)的全過(guò)程。

在傳授生物知識(shí)的過(guò)程中有機(jī)地把科學(xué)方法論的教育滲透進(jìn)去，巧妙地組織教材，畫龍點(diǎn)睛地講述科學(xué)方法，課堂氣氛活躍，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣得到激發(fā)，智能潛力得到開(kāi)發(fā)。同時(shí)學(xué)生的積極思維又促進(jìn)了教師的教學(xué)，形成了良性的循環(huán)。

總之，隨著教育、教學(xué)改革的不斷深入，改變生物教學(xué)觀念，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，倡導(dǎo)過(guò)程式教學(xué)，無(wú)疑是信息時(shí)代對(duì)學(xué)校教育要求的體現(xiàn)，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的一種新的嘗試和實(shí)踐。教師要多給學(xué)生創(chuàng)設(shè)主動(dòng)參與、體會(huì)過(guò)程的機(jī)會(huì)。學(xué)生只有注重過(guò)程并積極地參與到過(guò)程中，才能在理解的基礎(chǔ)上構(gòu)建起自己頭腦中的知識(shí)體系，并發(fā)揮自己的聰明才智，逐步形成創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。在教學(xué)的潛移默化中，實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，把“還學(xué)生以主體地位”真正落實(shí)在生物教學(xué)中。學(xué)生在這種過(guò)程式學(xué)習(xí)過(guò)程中，既學(xué)到了生物科學(xué)知識(shí)，學(xué)會(huì)了基本技能，又培養(yǎng)了探究新知識(shí)的科學(xué)求索精神。進(jìn)行科學(xué)方法論的教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力，不僅是急需的，而且是可行的。它是發(fā)展方向，是造就人才的有力措施，也是對(duì)我們傳統(tǒng)教育的一種挑戰(zhàn)。