優化生物實驗教學 培養學生創新能力

耿麗霞

隨著時代的快速發展，國家需要更多地具備創新能力和實踐經驗豐富的高素質人才。《義務教育生物學課程標準（2011版）》倡導促進學生學習方式的改變，使學生能主動地獲取生物科學知識，體驗科學過程與科學方法，形成一定的科學探究能力和科學態度與價值觀，培養創新精神。學生是充滿活力的人，對新鮮的事物永遠充滿著好奇心。初中生物教材中包含了近50個不同類型的實驗，實驗不僅可以滿足學生的好奇心，激發學習生物學的興趣，使學生掌握基本的實驗技能，更能培養學生的創新能力。然而，如何在實驗教學中培養學生的創新能力也是廣大生物教師面臨的一個難題。因此，筆者根據新課標的要求，對教材中的一些實驗進行了合理優化。實踐表明，優化后的實驗使學生學習興趣大增，思維得到充分發散，對學生創新能力的培養起了重要作用。

1改進實驗方法，培養創新意識

通過引導學生去觀察來培養學生的觀察能力，激發學習興趣是進行科學探究常用的方法之一。在初中生物實驗中，有許多實驗要求學生通過觀察實驗現象或生物結構，掌握一定的原理或特征，在一定程度上保證了教學質量，但學生對很多觀察型實驗類印象不深、甚至會遺忘。因此，為了加深學生對知識的理解，筆者增加了自制生物模型的教學環節，放手讓學生自己去理解、去制作、去創造，培養了學生的創新意識。

[案例1]以蘇教版七年級上冊第五章第一節“觀察大豆種子的結構”的實驗為例。教材中選用清水浸泡24h后的大豆種子來觀察種子結構，要求學生明確胚、種皮、胚根、胚芽、胚軸和子葉的位置。但由于大豆種子相對較小，很多學生會對胚根、胚芽、胚軸等結構的位置和名稱產生混淆。因此，筆者在組織學生觀察大豆種子的結構后，讓學生利用超輕黏土制作大豆種子的結構模型。學生在動手制作種子模型的過程中，明確種子的結構，也保證了后續教學的順利進行。自制簡單的生物模型可以在教學中發揮巨大的作用，不僅讓學生輕松掌握了知識點，更讓學生學會動手去創造、動腦去思考，從而培養創新意識。2改變實驗方式，培養創新思維

“培養學生具備一定的創新思維能力”是新課標倡導的重要目標之一。創新思維不僅有助于揭示客觀事物的內在聯系，更重要的是能產生新穎的、出人意料的教學成果。初中生物學實驗一般分為技能型、驗證型、探究型等類型，其中探究型實驗最能培養學生的創新思維。因此，教師可根據學生學情和教材實際盡可能的將驗證性實驗以探究形式呈現。筆者通過改變實驗模式，很好地解決了學生的困惑，激發了學生的探究興趣，也讓學生學會智慧思考。

[案例2]以蘇教版七年級下冊第八章第三節“骨的特性與骨的成分之間的關系”的驗證性實驗為例。由于學生對有機物和無機物等知識知之甚少，要由教師提前進行補充說明，再通過“骨的煅燒”和“骨的脫鈣”兩個實驗進行進一步驗證。然而，骨在煅燒后剩余的成分是否是無機物呢？骨在脫鈣后剩余的成分是否是有機物呢？教材中沒有進行進一步的驗證，這給學生帶來了困惑，使實驗的教學效果不能最優化。根據骨中的無機物可溶解于鹽酸和有機物可燃燒的特點，筆者增加了“煅燒后骨的脫鈣”和“脫鈣后骨的煅燒”兩個實驗對骨的成分進行進一步的探究，順利地解決了學生的困惑，并加深了學生對骨的成分的理解。實驗方式改變后，使學生由思維固封的“操作者”成為思維發散的發現者、探究者。教師創設新穎、有趣的實驗氛圍。讓學生領悟到科學探究的獨特魅力，能充分發揮學生的主觀能動性和創造性，啟發創新思維。

3改進實驗裝置，培養創新能力

我國著名教育家陶行知先生早在1927年便提出“行是知之始，知是行之成”的著名理論，這說明動手實踐探究的重要性。新課標倡導探究性學習，力圖改變學生的學習方式，引導學生主動參與、勤于動手、樂于交流和合作，注重對學生探究能力的培養。筆者通過實施并改進實驗裝置，關注了學生的學習體驗，在探究過程中逐漸培養了學生的創新能力。

[案例3]以蘇教版八年級下冊第二十三章第一節“釀制酒釀”為例。教材中選用蒸熟的糯米和甜酒曲證明酒釀是酵母菌的發酵產物，酵母菌將糖類轉變為酒精使其具有獨有的香氣。但由于釀制酒釀持續時間較長，溫度不易控制等原因，使學生不能真正獲得學習體驗。此外，該實驗無法證明酵母菌在發酵過程中產生了二氧化碳氣體。筆者將實驗裝置進行了優化設計，取一個干凈的塑料瓶，向內加入25～30℃的清水200mL，并加入適量綿白糖和酵母菌粉，溶解后靜置，在瓶口塞入置有Y型導管的軟木塞，導管一側系上小氣球，另一側連接軟管浸入盛有澄清石灰水的錐形瓶中。該裝置可讓學生直觀地看到小氣球慢慢的脹大，澄清的石灰水變渾濁的現象證明了酵母菌發酵產生了二氧化碳氣體。同時，打開木塞可聞到酒精香氣，也證明了發酵過程中有酒精的產生。優化設計后的實驗裝置效果明顯，且耗時短，十分便于操作，學生可獨立完成實驗。另外，Y型導管可用三根吸管代替，礦泉水瓶較易獲取且攜帶方便，學生也可帶回家進行進一步的實驗探究。經改進后的實驗大大調動了學生的學習興趣，更激發了學生勇于探究、敢于創造的科學熱情，讓學生在不斷的探究過程中逐步具備創新能力。

4改變實驗材料，提高創新能力

新課標倡導探究性學習，倡導面向全體學生。教師應在認真研讀課標的基礎上，結合教材和學校實際，創造性地進行實驗教學，用“創造性地教”為學生“創造性地學”創設條件，讓學生人人動手參與，從而拓展學生的創新能力。筆者通過改變實驗材料，大大提高了實驗的參與度，激發了學生的探究興趣，拓展了學生的創新能力。

[案例4]以蘇教版七年級上冊第六章第三節“綠葉在光下制造淀粉”的實驗為例。教材中選用的實驗材料是天竺葵，該植物一般在春天才會大量上市，而本實驗的教學一般在11月份開展，這就使得實驗材料的獲取較為困難。另外，整個初一年級做分組實驗所需天竺葵的數量較多，全部購買需要的實驗費用較大。據悉，許多學校由于實驗材料的缺乏而放棄了對該實驗的探究或改為教師演示實驗，使學生失去了動手實踐的機會，導致學生喪失了主動探究的熱情。因此，筆者大膽地對實驗材料進行了改變，選用小青菜、大青菜、薺菜、綠蘿等易獲取且價格便宜的植物為實驗材料進行嘗試。結果發現，小青菜和薺菜脫色所需酒精較少且所需時間短、顯色效果明顯，完全可以代替天竺葵作為實驗材料。改進后的實驗很好的解決了材料不足的問題，真正做到了面向全體學生，同時也讓學生體會到“知識源于生活”，引導學生善于發現、樂于探究，拓展了學生的創新能力。

此外，有些學校由于實驗條件簡陋，使得一些課堂實驗開展受阻，但教師不能因陋就簡，安于現狀。教師應結合教學具體內容積極拓展新的課程資源，可帶領學生走出課堂，多開展一些課外實驗為學生創新能力的培養創設條件。初中生物教材中許多課外實驗是探究性實驗，如蘇教版七年級上冊中的“探究種子萌發需要的外界條件”“探究種子萌發過程中根的向地性”“探究韭黃形成與光照的關系”等。這些實驗都較易開展，所用器材簡單或易自制，學生可在課外獨立完成。在探究過程中學生會自己動手操作、觀察、記錄，并動腦去分析和思考，自身主體性得到充分發揮，也在不斷的探究中拓展了創新能力。

初中生物實驗頗多，教師要充分認識到實驗對培養學生觀察、動手、思維等多種能力的重要作用。當然，教師不可完全照搬教材去完成一個個實驗，應充分挖掘自身及學生的潛力，創造性地利用實驗器材和身邊的資源，努力創設新穎、有趣的實驗教學情境，讓學生能夠作智慧的思考，大膽去猜想，放手去創新。