高中生物實驗創新和實驗創新能力的培養

崔建強 鄭冬云 劉利利 賈慶輝 余淑萍

摘? 要：創新一直是生物學科乃至社會進步的基礎，高中階段的學生要學習許多科學的知識，為日后的改革創新打下基礎。但筆者認為教師更應該在此階段幫助學生建立創新精神，簡單的實驗創新或者是思維創新均能為培養學生的創新能力做出貢獻。本文將從如何激發學生對實驗的興趣、強調實驗操作、鼓勵學生分析這三方面進行展開。

關鍵詞：高中生物;實驗創新;能力培養

當今社會非常缺乏創新型人才，學校本就是為了培養社會后備人才的地方，因此作為生物教師更應該將創新實驗和創新教學當成教育的一大目標。雖然高考制度制約著高中教師的創新發展，但筆者相信若是教師能夠在高中階段將學生的創新能力進行培養，那么我們社會的未來將會顯著改變。

一、激發學生對實驗的興趣

興趣是學生學習的導師，激發學生對生物實驗的興趣，可以讓教師的實驗教學變得省力。因此教師可以通過激發學生對實驗的興趣的方式來培養學生的創新能力。

（一）結合當下研究熱點

很多教材上的資料和學生實際生活相距甚遠，但若是教師能夠結合當下熱點，那么學生就會認為生物和我們的生活息息相關，也會更主動地參與到生物學習中來。

今年注定是不平凡的一年，從開年的豬瘟、國外的蝗災到影響至今的疫情都和生物知識密切相關。教師可以結合疫情讓學生提出和本次新冠病毒有關的問題。在課堂上不少學生會提出“病毒的感染途徑有哪些？人類又是如何抵抗病毒感染的？”等問題，這個時候教師就可以鼓勵學生翻閱資料來解決問題。學生的創新能力就是應該從發現問題到解決問題中不斷提高。

（二）轉變思維，獲取新的知識

生物實驗的每一個步驟都是至關重要的，每個過程都可能成為失敗的原因。在課堂上總是會有學生因為種種原因而導致實驗失敗，學生從而喪失對實驗的興趣，乃至排斥生物學科，這就是教師的引導不正確導致的。因此教師要讓學生學會轉變思維，并不是一帆風順便是成功，在失敗中總結經驗反而能比一開始就成功學習到更多的知識。

例如在“葉綠體色素的提取和分離”實驗中，就有不少學生發現自己的條帶和別人相比會少，或者是和書上的不一致，這個時候教師讓學生仔細對比一下少的到底是什么色素，就可以引出新的思考問題。例如少的胡蘿卜素的話，那么就可能是因為分離色素時間過長導致胡蘿卜素已經跑離了濾紙。若是沒有了條帶則有可能是加色素的時候不小心溶解在層析液中了。學生通過自己的思考解決了實驗中出現的問題，不僅能夠提高學生的成就感，還能增長學生生物實驗的興趣。

二、提高實驗過程的地位

當今的學生和家長逐漸變得唯結果論，認為成績是最重要的，實驗的成功與否才是參與實驗的主要目的。但實際上在高中的學習過程中，實驗過程才是學生更需要掌握的。只有當學生了解每一個實驗步驟背后的含義，學生才有可能創新實驗，提升自己的綜合實力。

例如以“葉綠體色素的提取和分離”這個實驗作為例子，在生物教材上所選擇的實驗材料是菠菜，但是并不是只有菠菜才能夠提取出葉綠素來，這個時候教師就可以讓學生選擇自己最喜歡的植物來當作實驗材料，提取葉綠素。在這個過程中，肯定會出現不少學生難以提取葉綠素的情況，這個時候教師就可以讓學生從材料出發，思考自己所帶來的植物是否含有實驗中所需要的四種色素。例如有些學生帶來了紅蘋果，那么在提取葉綠素的時候就沒有辦法提取到和書本上一致的色素。這個時候教師就可以要求學生來思考哪些植物沒有葉綠素，哪些有，含有葉綠素的植物又會有怎么樣的表現形式。通過這樣改變實驗材料來做實驗，有時候能夠激發起學生的創新思維，提高學生的創新能力。傳統的實驗教學教師會要求學生按照教材上的準備材料以及按部就班的操作，雖然會得到和教材上一致的結果，但對學生而言沒有太大的意義。這個時候教師可以鼓勵學生創新實驗步驟，留一組學生按照課本步驟進行實驗，其他小組根據自己查閱到的資料利用實驗室中的材料對實驗進行創新，并寫出自己創新的原因和結論。這樣的方法不僅能夠拓展學生的課外知識，還能提高學生的學習和創新能力。

除了通過改變實驗材料的方式之外，其實為了驗證同一個問題可以有很多實驗方法。例如對于植物向光性運動的實驗，除了將植物置于紙盒中并投射一個光源觀察植物的生長情況之外，教師還可以讓學生定期去觀察向日葵等典型向光植物的生長狀態和陽光之間的關系。教師應該鼓勵學生擴展思維，將一個實驗目的用多種實驗方法來解決。在這個過程中，學生的實驗創新能力才會有所提升。

三、學會讓學生自主分析

只注重實驗結果并不能給學生帶來提升。學生掌握了實驗流程和實驗操作，雖然在一定程度上可以提高學生的觀察能力，但是學生不會主動分析問題，那么這個實驗就可以算的上是失敗的教學。因此教師在實驗教學中應該要鼓勵學生進行思考，只有思考才有可能獲得進步，只有思考才有可能創新。

例如在實驗開始前，教師就應該鼓勵學生剖析這次實驗為什么要有這個實驗步驟，這個實驗步驟的背后有著什么樣的深意。例如“植物細胞質壁分離和復原”這個實驗，為什么要求學生拿的是紫色洋蔥呢？為什么要求學生撕下薄薄的一層？等等，只有當學生能夠想到這其中的含義時，學生重新做這樣的實驗時，就可能會選擇其他有顏色的植物來進行實驗。或者是在實驗結束后，教師也應該要求學生反思實驗失敗的可能原因，以及若是自己是實驗設計者，會如何進行改進。以“葉綠素提取和分離”為例，學生發現自己的色素過淺，和其他小組交流經驗之后，學生就會發現可能是自己選用的材料不夠深，或者是滴在濾紙上的液體過少。只有當學生親身經歷過，學生才會將問題記得更加深刻。

結束語：

隨著教學改革的推進，創新能力逐漸成為學生和他人個性化的標志，生物教師應該主動改變對于生物實驗教學的傳統觀念，積極主動地開展創新實驗，帶領學生質疑一切。只有保持懷疑的態度，才會有可能獲取新的靈感;只有保持認真嚴謹的態度，才有可能將實驗成功完成。這樣的教學環境中，學生才會有可能既學到知識，又養成探索求索的精神。

參考文獻：

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★ 平頂山市基礎教育教學研究項目《高中生物實驗教學改進與創新的研究》，課題編號JYKT2020028。