高中生物實驗教學中如何強化創新能力的培養

摘 要：文章結合實際教學，就生物實驗教學中如何培養學生的創新能力，從讓學生再次進行實驗的嘗試、拓展教材實驗的內容、由對實驗步驟的講解改為實驗過程的設計三方面進行了簡要的闡述。

關鍵詞：創新能力 培養

高中生物教學實施素質教育的目標是培養具有較高的科學素養、具有科學的思維和研究方法、具有創新意識和創新能力的人才。所謂創新能力，是指人們運用已有的科學知識和實踐經驗，按照客觀規律分析問題和解決問題的思維能力；是創造者以敏銳的感覺，從平凡的事物中發現矛盾，提出問題，產生強烈的探索動機，經過創造想象、推理判斷，獲得新的、獨特的認識的能力。創新精神、創新能力人皆有之，不同年齡階段的人有各自不同程度的創新能力和創新精神。對高中學生來說，把創新教育定位在“通過教學使學生創造出前所未有的新成果”是不切合實際的。然而，教師問學生答，或略加討論式的那種所謂的“以學生為主體”的課堂教學方式絕不是真正的創新教育。因此，注重對學生潛能的開發，努力為學生創設一種激發創新思維的教學情境，模擬科學家的思維方式，培養學生探索精神和創新能力是非常有意義的。

實驗是學生掌握知識的手段，也是發展學生科學創新思維能力的重要途徑。學生在學習實驗以及教師在教實驗的過程中往往存在一個誤區：重結果輕過程。課標認為：在教學中如果只告訴結果，就等于剝奪了學生體驗過程的權利。“過程”是相對于結果而言的，反對以結果為中心，注重思考和活動的過程。經歷過程能增強記憶，感受過程能領會方法，創設過程能有效教學，體會過程能有效學習。在生物學實驗教學實踐中，引導學生主動參與教學活動，落實“過程式教學”是促進學生學習方式的改變，培養創新精神和實踐能力的有效方法之一。

本人根據近幾年來在課堂教學實踐中對生物實驗教學的嘗試和摸索，談談自己在高中生物實驗教學中培養學生創新能力的一點做法。

一、讓學生進行再次實驗的嘗試，培養學生做科學的能力

我們知道：恩格爾曼選擇水綿做實驗材料，確定了光合作用放氧的部位是葉綠體；而孟德爾選擇豌豆做實驗材料，發現了遺傳的基本規律。選擇適當的實驗材料，是一個認真觀察、比較、分析及反復實驗的過程。通過這個過程，可以培養學生分析、判斷等科學思維能力。

教材中的實驗所用的實驗材料一般只列舉了一種，但并不表明這是唯一的實驗材料，也不代表這是最好的實驗材料，這恰好給教師及學生提供了自由創造的空間。教師在教實驗的過程中，可結合自己的實際情況，在選取適當的實驗材料的探索中，培養學生做科學的能力。例如：在做“植物細胞質壁分離和復原”的實驗時，除了書上提供的用洋蔥的鱗片葉外，學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，結果發現用洋蔥的鱗片葉和美人蕉花瓣效果不錯，因為兩者都有顏色鮮明的大液泡；女貞葉的表皮死細胞多，葉肉細胞重疊，不好觀察；天竺葵葉細胞內淀粉粒多，細胞體積相對較小，效果不理想；而小白菜葉細胞氣孔多，也不好觀察。可見，在選取不同實驗材料的過程中，學生經歷了尋找多種實驗材料→試驗材料→實驗結果→根據結果分析材料性質→得出結論的過程。在發動學生選取多種實驗材料的過程中，培養了學生的發散性思維；學生在用多種材料反復的實驗中，熟練了實驗操作的基本技能；在面對不同實驗材料出現的實驗結果時，學生學會了從不同的角度去分析與歸納；更重要的是讓學生體驗到了科學離他們并不遙遠，自己也會做科學。

對課本實驗材料的再次探索，可激活學生的求異思維觀，培養創新精神。我們還可以從對課本實驗的實驗結果等方面讓學生進行再次實驗的嘗試，培養學生做科學的能力。

二、拓展教材實驗的內容，培養學生創新能力

根據教科書中的實驗，進行拓展實驗，讓學生舉一反三，將所學的實驗技能、原理恰當地用于實際實驗設計中，培養學生實驗拓展應用的能力。

1. 根據書中常規實驗進行拓展實驗

我在教學生物必修1分子與細胞（普通高中課程標準實驗教科書）P18“實驗——檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質”的實驗后，讓學生自己設計實驗達到以下目標：鑒定：①種子萌發時淀粉轉變為還原糖。②尿液中是否含有還原糖、蛋白質。③某一奶粉是否是劣質奶粉。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. 書中科學結論拓展的隱含實驗

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

3. 根據書中經典實驗進行拓展實驗

如在學完光合作用的探究過程后，讓學生設計實驗驗證:①淀粉（氧氣）是光合作用的產物。②CO2是光合作用的原料。③光照強度（光質、溫度、Mg）影響光合作用。

三、由對實驗步驟的講解改為實驗過程的設計，培養學生設計實驗能力

近年來，對設計和完成實驗能力的考查一直是高考的重點內容，也是學生失分最多的一項。由此反映出學生對實驗技能的掌握還是個薄弱環節。近幾年的高考試題中，基本上已沒有教材中原樣的實驗題。理解實驗過程，解釋實驗現象，完成題目所給條件的實驗設計，得出正確結論，已成為高考的主要考查形式。過去背實驗的學習方法難以適應目前和以后的高考形勢。因此的實驗教學中培養學生設計實驗能力尤其重要。

例如，生物必修1分子與細胞（普通高中課程標準實驗教科書）P115實驗《觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂》，在進行這一實驗的教學過程中，我是這樣處理的：改結構式教學為過程式教學，充分開發和利用課程。

在平時的教學中，這個實驗一般都是先介紹實驗步驟，然后學生動手完成的方式，若實驗效果不好，則用有絲分裂的永久裝片進行觀察。這對學生加深理解、鞏固知識以及培養一定的動手能力確有好處。但我覺得生物課程的目的應該是培養學生一定的科學態度、觀念，運用智力能力和操作能力，以幫助學生理解和解決自己所遇到的問題，所以對于生物實驗而言知識的驗證、鞏固只是一個次要的目標了，更重要的是培養學生的實驗能力。除了能按照實驗指導精確完成實驗之外，“實驗能力”的核心應該是指運用智力，尋找嚴密的、簡單而又可操作的方法去解決問題的能力。基于這樣一個認識，我在處理這節內容時，做了較大的改動，將對實驗步驟的講解改為以觀察有絲分裂為目標的實驗設計，讓學生在教師引導下制定實驗計劃，再動手按自己的計劃完成實驗。

我在這一節教學中注意引導，把學生的注意力吸引到設計實驗并得出實驗計劃上來，這樣就沖破了實驗在教學中僅僅起到使學生接受知識的局限作用。同時，重視科學方法，注意科學家們是怎樣發現和提出問題的，是怎樣實驗，怎樣思考，怎樣解決問題的，用了比較多的時間引導學生選擇實驗材料，說明選擇好的材料是實驗成功的開始。然后引導學生得出“解離”，再通過染色體的性質引導得出“漂洗”、“染色”等過程。將物理和化學方法有機地結合起來，再通過實驗觀察，完成過程式教學的全過程。

在傳授生物知識的過程中有機地把科學方法論的教育滲透進去，巧妙地組織教材，畫龍點睛地講述科學方法，課堂氣氛活躍，學生學習興趣得到激發，智能潛力得到開發。同時學生的積極思維又促進了教師的教學，形成了良性的循環。

總之，隨著教育、教學改革的不斷深入，改變生物教學觀念，改變學生的學習方式，倡導過程式教學，無疑是信息時代對學校教育要求的體現，是培養學生創新精神和創新能力的一種新的嘗試和實踐。教師要多給學生創設主動參與、體會過程的機會。學生只有注重過程并積極地參與到過程中，才能在理解的基礎上構建起自己頭腦中的知識體系，并發揮自己的聰明才智，逐步形成創新精神和實踐能力。在教學的潛移默化中，實現學生學習方式的轉變，把“還學生以主體地位”真正落實在生物教學中。學生在這種過程式學習過程中，既學到了生物科學知識，學會了基本技能，又培養了探究新知識的科學求索精神。進行科學方法論的教學培養學生科學思維能力，不僅是急需的，而且是可行的。它是發展方向，是造就人才的有力措施，也是對我們傳統教育的一種挑戰。