如何利用生物實驗教學培養學生的探究能力與創新精神

生物是一門以實驗為基礎的學科，實驗教學可以激發學生學習生物的興趣，幫助學生形成生物概念。在生物實驗教學中，恰當地使驗證實驗變為探索實驗，能夠更有效地培養學生思維的探究與創新能力，使學生在實驗中探索，探索中實驗，養成實事求是、嚴肅認真的科學態度。如何利用生物實驗教學培養和提高學生的探究能力與創新精神呢？

1.在實驗教學中要創設科學探究情境，讓全體參與探究過程

讓學生了解科學家規范的探究過程對學生的探究性學習有榜樣示范作用，但如果只讓學生瀏覽科學探究的大致過程，而不將學生置身于探究學習的真實情境之中，讓學生動手“做”，則是難以實現探究目的的。生物實驗教學中，筆者以教材中的學生實驗為依托，盡量提供不同的實驗材料，讓學生不局限于課本的實驗方法，展開充分想象，靈活運用所給材料，全員動手自行設計實驗。一種設計方案失敗了，再去探索新的方案；一種方案成功了，再去探索最佳方案。生物學實驗不應該只是一個驗證生物學結論的過程，而更應該是一個探索、嘗試、體驗的過程。在實驗教學中，筆者大膽改革，變驗證性實驗為探究性實驗。以觀察植物細胞質壁分離與復原實驗為例，由學生自己配制不同濃度的蔗糖溶液，通過不同的實驗方案探索出能使細胞發生質壁分離和復原的濃度范圍，沒有簡單地按照教材中所給的濃度進行驗證。學生通過動手、動腦的親身體驗，不僅豐富了感性認識，還發展了理性認識；既提高了動手實踐的能力，又增強了觀察、記憶、思維等多種能力。學生通過探究，增強了對學習的興趣，增強了自信，改善了師生間的關系，學習互動更加協調，提高了學生的學習效率和效果。

2.實驗教學更要滲透思維的探索

2.1提出問題，引發思維。

在實驗前，教師根據實驗內容和教學目標，通過生產、生活中的實例，學生明確本節實驗的目標后，教師提出假設，學生產生好奇，帶著問題閱讀教材，了解實驗原理，熟悉操作步驟和方法；在教師的誘導下，提出某種假設和某種預言；對實驗中應注意問題和可能出現的意外，做到心中有數。

2.2實驗操作，發展思維。

學生進行實驗操作。教師巡視指導學生實驗的方法，幫助思考實驗現象產生的原因。該程序是實驗教學的中心環節。操作時應注意以下幾點：教師要及時解答學生的疑問和糾正學生的錯誤操作；注意發揮骨干學生的“小先生”作用，讓他們在小組內做好示范；鼓勵中后生，多動手、動口、動腦，開發其非智力因素。

2.3設計實驗，探索創新。

首先讓學生重溫教材實驗，整理完成實驗報告。然后教師進一步引導學生從多方面掌握實驗方法，鼓勵學生運用所學過的知識技能，獨立設計類似的實驗。這樣不僅能活躍課堂氣氛，而且能培養學生的發散思維和創新能力。最后教師對學生的實驗方案進行評比、表彰。

3.實驗教學中要貫徹思維的創新

3.1鼓勵學生質疑，激活創新思維。

為了防止和克服學生在實驗中存在的滿足于簡單的機械操作或缺乏應有的思維廣度和深度等現象，教師要努力創設情景，激活學生的創造性思維。

3.1.1讓創新擁有適宜的“土壤”。生物實驗教學要有效地培養學生的創造能力，必須建立起一種民主、寬松、信任的教學氛圍，營造創新的“土壤”和“氣候”。在這樣的教學氛圍中，學生消除了膽怯和依賴的心理，不怕出錯和失敗，積極動手動腦，大膽嘗試，從而為培養創造性思維開辟了廣闊天地。為了使學生能自由自在地發表意見，課堂上筆者常說的一句話就是“大家七嘴八舌地說”。這樣有利于消除學生的心理障礙，學生在輕松自由的氛圍中就能無拘無束，各抒己見；在實驗過程中，有些學生因操作錯誤等導致觀察不到正確的實驗現象，教師應幫助學生進行分析，找出問題的癥結所在；同時要以寬容的態度允許學生犯錯誤。

3.1.2讓猜想充滿實驗過程。正如牛頓所說：“沒有大膽的猜想，就作不出偉大的發現。”在實驗教學中，鼓勵學生對實驗中可能出現的實驗現象和結果進行猜想和預測，并讓學生在此基礎上自己設計實驗方案，選擇實驗器材，再通過實驗去驗證自己的預測和猜想，這對于激活學生的思維，培養創新能力是非常有益的。例如，在學習水分的散失時，讓學生猜想植物吸收的水分主要用于哪些方面?有的學生認為絕大多數水分用于參與植物體內的各項生命活動；有的認為主要是通過蒸騰作用散失到大氣中。學生經過思考討論，設計出了“稱重法”實驗：剪取一根帶葉的健壯枝條，插入密封、盛有水的錐形瓶內，用一個透明塑料帶套扎在枝葉上，預先將塑料帶、盛水的錐形瓶分別在天平上稱重記錄。然后放到陽光下照射一段時間，再將兩者稱重，計算出錐形瓶內減少的重量即植物吸收的水與蒸騰作用散失的水（塑料帶增加的重量）兩者之間的比值。實驗驗證了學生的猜想，提高了他們的創新能力。

3.1.3創設科學探究情境，全體參與探究過程。讓學生了解科學家規范的探究過程固然對學生的探究性學習有榜樣示范作用，但如果只讓學生瀏覽科學探究的大致過程，而不將學生置身于探究學習的真實情境之中，讓學生動手“做”，則是難以實現探究目的的。生物實驗教學中，筆者以教材中的學生實驗為依托，盡量提供不同的實驗材料，讓學生不局限于課本的實驗方法，展開充分想象，靈活運用所給材料，全員動手自行設計實驗。一種設計方案失敗了，再去探索新的方案；一種方案成功了，再去探索最佳方案。生物學實驗不應該只是一個驗證生物學結論的過程，而更應該是一個探索、嘗試、體驗的過程。在實驗教學中，筆者大膽改革，變驗證性實驗為探究性實驗。以觀察植物細胞質壁分離與復原實驗為例，由學生自己配制不同濃度的蔗糖溶液，通過不同的試驗方案探索出能使細胞發生質壁分離和復原的濃度范圍，沒有簡單地按照教材中所給的濃度進行驗證。學生通過動手、動腦的親身體驗，不僅豐富了感性認識，還發展了理性認識；既提高了動手實踐的能力，又增強了觀察、記憶、思維等多種能力。學生通過探究，增強了對學習的興趣，增強了自信，改善了師生間的關系，學習互動更加協調，提高了學生的學習效率和效果。

3.2引導學生求知，培養創新品質。

3.2.1探索實驗代替驗證實驗，發展學生的創新思維能力。在中學生物實驗教學中，設計一些可行的探索性實驗是培養學生創新思維能力的有效措施，如“探究種子的成分”的實驗。關于探索種子是否含有水的問題，教師可以先讓學生進行預測，然后讓學生取一些曬干的小麥種子，裝進干燥的試管里，放在火上均勻加熱，然后烘烤試管底部。接著提問：“試管內壁出現了什么現象？這個實驗檢驗了關于種子是否含有水分的哪一種預測。”在探索實驗過程中，學習氣氛非常活躍，一環扣一環的問題使學生不斷思考，不斷探索，他們通過觀察分析，加深了對知識的理解和掌握。

3.2.2營造寬松氛圍，培養學生的創新思維。在實驗教學中，教師應當調動各種教學資源，營造一種濃厚的創新情境，激發學生的創新意識。如在“觀察小魚尾鰭內的血液流動”時，如果小魚活動頻繁就會影響實驗的進行，筆者就啟發學生，如何使小魚處于昏迷狀態。其中有一個學生由人醉酒得到啟示，想出這樣一個辦法：先用濕紗布包裹小魚，然后用鑷子把蘸足白酒的小棉球送入魚口中，3分鐘后，魚就會安靜下來，這樣就有利于觀察。由此可見，學生的創新思維能力只有在創造性活動中才能被充分激發。

總之，作為教師，我們應該充分利用生物試驗課，充分挖掘學生的潛力，大力培養學生的各項綜合素質，為素質教育服務。

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（作者系安徽師范大學生命科學院2006級教育碩士）