生物實(shí)驗(yàn)中學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

新課標(biāo)倡導(dǎo)探究式學(xué)習(xí)，歸根到底是通過(guò)探究式學(xué)習(xí)提高學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。在人教版教材中，《分子與細(xì)胞》模塊集中了必修模塊中大多數(shù)的高中生物實(shí)驗(yàn)，在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的同時(shí)，教師也要利用實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，有意識(shí)地讓學(xué)生大膽探究，勇于創(chuàng)新。如在探究酵母菌的細(xì)胞呼吸實(shí)驗(yàn)中，充分激發(fā)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，鼓勵(lì)學(xué)生克服困難，在完成實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

1.教學(xué)設(shè)計(jì)思路

必修一第五章第三節(jié)“ATP的主要來(lái)源——細(xì)胞呼吸”一節(jié)，計(jì)劃2課時(shí)，第一課時(shí)在學(xué)生預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上先學(xué)習(xí)細(xì)胞呼吸的概念，并與學(xué)生一起建立細(xì)胞呼吸的概念模型。在介紹完酵母菌的特點(diǎn)之后，開(kāi)始讓學(xué)生根據(jù)教材的提示，分組討論如何進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，在課堂中完成探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。課后學(xué)生分組準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，要求在第二節(jié)課的課前完成實(shí)驗(yàn)裝置并開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。第二課時(shí)中，各組分別檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。檢測(cè)結(jié)束后，以實(shí)驗(yàn)結(jié)果為依托共同討論學(xué)習(xí)酵母菌的有氧呼吸和無(wú)氧呼吸，之后教師組織學(xué)生進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸概念模型的構(gòu)建，最后分組討論分析細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用。

2.組織學(xué)生進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)

由于筆者所在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)不完善，實(shí)驗(yàn)器材短缺，教材中使用的器材如錐形瓶、玻璃管、帶孔的橡皮塞等工具無(wú)法為學(xué)生提供，但器材缺乏不能作為無(wú)法開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的借口。因此，教師先告訴學(xué)生實(shí)際情況，同時(shí)也激勵(lì)他們想辦法，尋求替代方案。要求如下：

（1）要自己準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料和用具：食用酵母（超市有售），葡萄糖或白砂糖；反應(yīng)瓶（可密封的塑料瓶、玻璃瓶均可）；如果要檢測(cè)CO₂則需準(zhǔn)備氣體收集和檢測(cè)裝置。

（2）實(shí)驗(yàn)室可提供以下物品：溶有重鉻酸鉀的濃硫酸溶液，澄清石灰水，燒杯，滴管等。

（3）探究要求：以四人小組為單位，組長(zhǎng)負(fù)責(zé)組織討論和分工，提出探究問(wèn)題并寫(xiě)出探究方案，探究不局限于僅探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式，可以提出自己想探究的問(wèn)題。在第二節(jié)課前8-10h開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。課堂中只進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果的檢測(cè)與討論。

之后，學(xué)生們開(kāi)始了熱烈的討論，提出了很多問(wèn)題和對(duì)問(wèn)題的探究思路，并和筆者進(jìn)行交流。在交流中，筆者對(duì)他們的設(shè)計(jì)進(jìn)行了肯定和論證，引導(dǎo)他們完善設(shè)計(jì)，課堂結(jié)束時(shí)，每一組都有了自己的探究題目和方案。

3.實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果

第二課時(shí)的教學(xué)地點(diǎn)選在實(shí)驗(yàn)室中，每組都帶來(lái)了自己準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)裝置，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了檢測(cè)，收到了意想不到的效果。

3.1實(shí)驗(yàn)結(jié)果

部分實(shí)驗(yàn)小組只是將酵母菌和葡萄糖混合在塑料瓶或玻璃瓶中，在課堂中用重鉻酸鉀檢測(cè)到了酒精的產(chǎn)生，并且通過(guò)放出的氣泡和帶火星的木條熄滅來(lái)判斷有CO₂產(chǎn)生，最后的結(jié)論是酵母菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)生了酒精和CO₂。

有些實(shí)驗(yàn)小組按照教科書(shū)中提供的實(shí)驗(yàn)方案，用醫(yī)用的輸液瓶和輸液器連接出了與教科書(shū)類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)裝置。因?yàn)獒t(yī)用輸液瓶有橡皮塞，解決了氣密性的問(wèn)題，而輸液器剪下來(lái)的小塑料管，很好的代替了玻璃管。這樣既探究了酵母菌的有氧呼吸也探究了酵母菌的無(wú)氧呼吸。

還有一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組非常有創(chuàng)意，設(shè)計(jì)了自己的探究實(shí)驗(yàn)，他們因?yàn)橄氲桨l(fā)面用的是酵母菌，因此提出了這樣一個(gè)問(wèn)題：酵母菌可以利用哪些有機(jī)物進(jìn)行細(xì)胞呼吸？他們分別探究了葡萄糖、白砂糖、淀粉和雞蛋清做為酵母菌的營(yíng)養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)分了4個(gè)組：一組中加了葡萄糖溶液和酵母菌；二組中加了白砂糖溶液和酵母菌；三組中加了淀粉溶液和酵母菌；四組中加了雞蛋清溶液和酵母菌。課堂中檢測(cè)的結(jié)果是除第i組（淀粉組）未檢測(cè)到酒精外，其他各組均檢測(cè)到了有酒精產(chǎn)生。

3.2對(duì)實(shí)驗(yàn)的總結(jié)和點(diǎn)評(píng)

各組有不同程度的收獲，筆者先對(duì)他們的努力克服困難積極實(shí)驗(yàn)的態(tài)度進(jìn)行了肯定，也指出了他們實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的不科學(xué)不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡胤剑岢隽烁倪M(jìn)意見(jiàn)，尤其表?yè)P(yáng)了探究酵母菌可以用哪些有機(jī)物進(jìn)行細(xì)胞呼吸的組。并且，把他們組的實(shí)驗(yàn)做為教學(xué)資源，請(qǐng)他們組將自己的實(shí)驗(yàn)給全班匯報(bào)。然后，請(qǐng)全班學(xué)生討論這個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程是否嚴(yán)謹(jǐn)，結(jié)果是否有說(shuō)服力，部分學(xué)生對(duì)淀粉組出現(xiàn)的結(jié)果產(chǎn)生了質(zhì)疑，理由是如果酵母菌不能利用淀粉，如何發(fā)面呢？最后，筆者建議重復(fù)實(shí)驗(yàn)，如果多次重復(fù)仍然得出同樣的結(jié)果，才能證明結(jié)論是正確的。

4.對(duì)探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)的啟發(fā)

在教學(xué)中，教師要調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，不能因?yàn)閷?shí)驗(yàn)條件的限制而不做實(shí)驗(yàn)或不讓學(xué)生探究，學(xué)生是有能力、有思想的，如果適當(dāng)引導(dǎo)，他們能克服困難找到解決問(wèn)題的途徑。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要目的是提高學(xué)生的探究能力，教學(xué)時(shí)教師要有意識(shí)地讓學(xué)生自己提出問(wèn)題，進(jìn)行探究。因此，教師不能囿于課本上提供的材料和實(shí)驗(yàn)方案，可以讓學(xué)生探究不同的問(wèn)題，在開(kāi)放性的探究問(wèn)題中，學(xué)生才能發(fā)揮出更大的創(chuàng)造性，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力會(huì)更有幫助。學(xué)生實(shí)驗(yàn)難免會(huì)有不科學(xué)的地方，而他們所表現(xiàn)出的不完美的地方，不正是教師很好的教學(xué)資源嗎？在錯(cuò)誤中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，才能更好的培養(yǎng)他們的科學(xué)素養(yǎng)。