高中生物實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新和實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

崔建強(qiáng) 鄭冬云 劉利利 賈慶輝 余淑萍

摘? 要：創(chuàng)新一直是生物學(xué)科乃至社會(huì)進(jìn)步的基礎(chǔ)，高中階段的學(xué)生要學(xué)習(xí)許多科學(xué)的知識(shí)，為日后的改革創(chuàng)新打下基礎(chǔ)。但筆者認(rèn)為教師更應(yīng)該在此階段幫助學(xué)生建立創(chuàng)新精神，簡單的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新或者是思維創(chuàng)新均能為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力做出貢獻(xiàn)。本文將從如何激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣、強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作、鼓勵(lì)學(xué)生分析這三方面進(jìn)行展開。

關(guān)鍵詞：高中生物;實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新;能力培養(yǎng)

當(dāng)今社會(huì)非常缺乏創(chuàng)新型人才，學(xué)校本就是為了培養(yǎng)社會(huì)后備人才的地方，因此作為生物教師更應(yīng)該將創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新教學(xué)當(dāng)成教育的一大目標(biāo)。雖然高考制度制約著高中教師的創(chuàng)新發(fā)展，但筆者相信若是教師能夠在高中階段將學(xué)生的創(chuàng)新能力進(jìn)行培養(yǎng)，那么我們社會(huì)的未來將會(huì)顯著改變。

一、激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣

興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)的導(dǎo)師，激發(fā)學(xué)生對(duì)生物實(shí)驗(yàn)的興趣，可以讓教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)變得省力。因此教師可以通過激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣的方式來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

（一）結(jié)合當(dāng)下研究熱點(diǎn)

很多教材上的資料和學(xué)生實(shí)際生活相距甚遠(yuǎn)，但若是教師能夠結(jié)合當(dāng)下熱點(diǎn)，那么學(xué)生就會(huì)認(rèn)為生物和我們的生活息息相關(guān)，也會(huì)更主動(dòng)地參與到生物學(xué)習(xí)中來。

今年注定是不平凡的一年，從開年的豬瘟、國外的蝗災(zāi)到影響至今的疫情都和生物知識(shí)密切相關(guān)。教師可以結(jié)合疫情讓學(xué)生提出和本次新冠病毒有關(guān)的問題。在課堂上不少學(xué)生會(huì)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(gè)時(shí)候教師就可以鼓勵(lì)學(xué)生翻閱資料來解決問題。學(xué)生的創(chuàng)新能力就是應(yīng)該從發(fā)現(xiàn)問題到解決問題中不斷提高。

（二）轉(zhuǎn)變思維，獲取新的知識(shí)

生物實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)步驟都是至關(guān)重要的，每個(gè)過程都可能成為失敗的原因。在課堂上總是會(huì)有學(xué)生因?yàn)榉N種原因而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，學(xué)生從而喪失對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，乃至排斥生物學(xué)科，這就是教師的引導(dǎo)不正確導(dǎo)致的。因此教師要讓學(xué)生學(xué)會(huì)轉(zhuǎn)變思維，并不是一帆風(fēng)順便是成功，在失敗中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)反而能比一開始就成功學(xué)習(xí)到更多的知識(shí)。

例如在“葉綠體色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)中，就有不少學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的條帶和別人相比會(huì)少，或者是和書上的不一致，這個(gè)時(shí)候教師讓學(xué)生仔細(xì)對(duì)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?yàn)榉蛛x色素時(shí)間過長導(dǎo)致胡蘿卜素已經(jīng)跑離了濾紙。若是沒有了條帶則有可能是加色素的時(shí)候不小心溶解在層析液中了。學(xué)生通過自己的思考解決了實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題，不僅能夠提高學(xué)生的成就感，還能增長學(xué)生生物實(shí)驗(yàn)的興趣。

二、提高實(shí)驗(yàn)過程的地位

當(dāng)今的學(xué)生和家長逐漸變得唯結(jié)果論，認(rèn)為成績是最重要的，實(shí)驗(yàn)的成功與否才是參與實(shí)驗(yàn)的主要目的。但實(shí)際上在高中的學(xué)習(xí)過程中，實(shí)驗(yàn)過程才是學(xué)生更需要掌握的。只有當(dāng)學(xué)生了解每一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟背后的含義，學(xué)生才有可能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，提升自己的綜合實(shí)力。

例如以“葉綠體色素的提取和分離”這個(gè)實(shí)驗(yàn)作為例子，在生物教材上所選擇的實(shí)驗(yàn)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(gè)時(shí)候教師就可以讓學(xué)生選擇自己最喜歡的植物來當(dāng)作實(shí)驗(yàn)材料，提取葉綠素。在這個(gè)過程中，肯定會(huì)出現(xiàn)不少學(xué)生難以提取葉綠素的情況，這個(gè)時(shí)候教師就可以讓學(xué)生從材料出發(fā)，思考自己所帶來的植物是否含有實(shí)驗(yàn)中所需要的四種色素。例如有些學(xué)生帶來了紅蘋果，那么在提取葉綠素的時(shí)候就沒有辦法提取到和書本上一致的色素。這個(gè)時(shí)候教師就可以要求學(xué)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(huì)有怎么樣的表現(xiàn)形式。通過這樣改變實(shí)驗(yàn)材料來做實(shí)驗(yàn)，有時(shí)候能夠激發(fā)起學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)教師會(huì)要求學(xué)生按照教材上的準(zhǔn)備材料以及按部就班的操作，雖然會(huì)得到和教材上一致的結(jié)果，但對(duì)學(xué)生而言沒有太大的意義。這個(gè)時(shí)候教師可以鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)步驟，留一組學(xué)生按照課本步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其他小組根據(jù)自己查閱到的資料利用實(shí)驗(yàn)室中的材料對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新，并寫出自己創(chuàng)新的原因和結(jié)論。這樣的方法不僅能夠拓展學(xué)生的課外知識(shí)，還能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力。

除了通過改變實(shí)驗(yàn)材料的方式之外，其實(shí)為了驗(yàn)證同一個(gè)問題可以有很多實(shí)驗(yàn)方法。例如對(duì)于植物向光性運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，除了將植物置于紙盒中并投射一個(gè)光源觀察植物的生長情況之外，教師還可以讓學(xué)生定期去觀察向日葵等典型向光植物的生長狀態(tài)和陽光之間的關(guān)系。教師應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生擴(kuò)展思維，將一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠枚喾N實(shí)驗(yàn)方法來解決。在這個(gè)過程中，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力才會(huì)有所提升。

三、學(xué)會(huì)讓學(xué)生自主分析

只注重實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不能給學(xué)生帶來提升。學(xué)生掌握了實(shí)驗(yàn)流程和實(shí)驗(yàn)操作，雖然在一定程度上可以提高學(xué)生的觀察能力，但是學(xué)生不會(huì)主動(dòng)分析問題，那么這個(gè)實(shí)驗(yàn)就可以算的上是失敗的教學(xué)。因此教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)該要鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行思考，只有思考才有可能獲得進(jìn)步，只有思考才有可能創(chuàng)新。

例如在實(shí)驗(yàn)開始前，教師就應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生剖析這次實(shí)驗(yàn)為什么要有這個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟，這個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟的背后有著什么樣的深意。例如“植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原”這個(gè)實(shí)驗(yàn)，為什么要求學(xué)生拿的是紫色洋蔥呢？為什么要求學(xué)生撕下薄薄的一層？等等，只有當(dāng)學(xué)生能夠想到這其中的含義時(shí)，學(xué)生重新做這樣的實(shí)驗(yàn)時(shí)，就可能會(huì)選擇其他有顏色的植物來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。或者是在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師也應(yīng)該要求學(xué)生反思實(shí)驗(yàn)失敗的可能原因，以及若是自己是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)者，會(huì)如何進(jìn)行改進(jìn)。以“葉綠素提取和分離”為例，學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的色素過淺，和其他小組交流經(jīng)驗(yàn)之后，學(xué)生就會(huì)發(fā)現(xiàn)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(dāng)學(xué)生親身經(jīng)歷過，學(xué)生才會(huì)將問題記得更加深刻。

結(jié)束語：

隨著教學(xué)改革的推進(jìn)，創(chuàng)新能力逐漸成為學(xué)生和他人個(gè)性化的標(biāo)志，生物教師應(yīng)該主動(dòng)改變對(duì)于生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的傳統(tǒng)觀念，積極主動(dòng)地開展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，帶領(lǐng)學(xué)生質(zhì)疑一切。只有保持懷疑的態(tài)度，才會(huì)有可能獲取新的靈感;只有保持認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，才有可能將實(shí)驗(yàn)成功完成。這樣的教學(xué)環(huán)境中，學(xué)生才會(huì)有可能既學(xué)到知識(shí)，又養(yǎng)成探索求索的精神。

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★ 平頂山市基礎(chǔ)教育教學(xué)研究項(xiàng)目《高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)與創(chuàng)新的研究》，課題編號(hào)JYKT2020028。