2024年10期
如何在生物实验教学中培养学生的创新精神
【关键词】 ；
【正文】 生物学是新世纪的前沿科学，是以实验为基础的自然科学。实验不仅是锻炼学生实践能力的重要途径，更是激发学生探索兴趣，培养学生创新精神的切入点。下面笔者简要谈几点体会认识和具体做法：
一、增强实验的趣味性，激发学生的创新动力
“兴趣”是最好的老师，是学生萌生创新意识和展开创新思维最原始的、最直接的、最强劲的动力。在这种动力的驱使下，学生的自主性和积极性、学习与实践的热情才被充分地激发。例如笔者鼓励学生设计趣味性实验：利用植物的向性运动原理，使幼苗的主根呈多种几何图形；用光合作用原理在一片叶子上印出自己的头像。在学习完激素对高等动物生命活动的调节后，学生联想到低等动物的行为是否也受激素的调节？于是笔者指导学生从玉米螟雌蛾体内提取了性引诱物——性外激素。夏夜，带领学生到玉米地里做诱杀雄玉米蛾的实验——将雌玉米蛾的性引诱物涂在滤纸上，卷成纸卷，悬在水盆的水面上。学生的热情十分高涨，钻在玉米地里。月光下，他们眼都不眨地盯着水盆。只见从四面八方飞来的雄蛾纷纷扑向滤纸，投入水中，为“爱”牺牲。不一会儿就有几百只雄蛾葬身水中。同学们目睹了这种生物防治的高效性，异常兴奋与激动。当有人问他们苦不苦时，他们却回答：“一点不苦，正相反我很快活，因为我有兴趣。”的确，兴趣能让学生废寝忘食。正是这浓厚的兴趣，诱发了学生探索的欲望和创新的动力。
二、创设问题教学情境，培养学生的问题意识
创新从问题开始。培养学生的创新精神，首先要培养学生的问题意识。教师不论课上、课下都要创设民主、和谐、平等和宽松的氛围与情境，自始至终鼓励学生不断地发现问题、思考问题和解决问题，使学生在宽松的情境中敢疑，并引导学生会疑、善疑和释疑。在质疑和释疑及设计实验的过程中发展学生的创新思维。例如，在研究玉米幼苗的向光性实验中，学生观察到幼苗向单侧光源弯曲的现象产生了如下疑点：究竟是因为幼苗内部的胚芽在向光弯曲，还是因为幼苗外部的胚芽鞘在向光弯曲?或者是因为幼苗内部的胚芽与外部的胚芽鞘同时向光弯曲呢?如何解决这些疑点，学生经过讨论，采取了在玉米幼苗早期环割掉外部的胚芽鞘，只留胚芽，放在单侧光下实验观察。结果发现：环割后一定时间内胚芽既无明显的生长又不向光弯曲。由此推论：幼苗的向光性与胚芽鞘有着直接关系。在实验中培养了学生的问题意识和思维的新颖性与独特性等创新思维的品质。
此外，在生物教学中，我们应当为学生提供民主、宽松的氛围，激发学生的思维，尤其是发散思维与逆向思维，并培养学生创新的心理素质。如不懈的进取精神，对现有知识的不满足，对已有结论的不轻信，富于好奇，善于幻想，勇于探索以及实事求是的态度，严谨细致的作风和坚忍不拔的意志等。如在“生长素的发现”探究实验中，针对科学家做的切胚芽鞘尖端的实验，学生重复时马上提出：何为胚芽鞘尖端?为了搞清这个问题，学生提出了很多方案，在教师的引导下分析比较，选择了最佳方案：在胚芽鞘外画竖线后继续培养。经过多组实验结果的观察，发现尖端的实线依然很清晰，表明尖端没有伸长；尖端以下部位变为虚线，表明其已明显生长，然后联系数学、物理等知识通过“光影放大法”将实线部分尖端的长度测量了出来，其长度为2mm，精确度可达0.1mm。这个实验的设计是对经典实验的补充与完善，是学生创新能力的体现。
三、关注社会热点问题，扩展学生的创新空间
高中生物新教材虽然增加了大量的实验，但同理论部分相比，所占总课时还是偏少。另外，分散的实验课时破坏了某些实验的连续性和完整性，也一定程度地削弱和限制了学生的创新思维的流畅性以及实践和创新的机会，所以开展课外活动，扩展实践和创新的空间势在必行。例如，结合高二新教材中“生长素的发现”这部分内容，带领学生不仅重复达尔文等科学家的经典实验，还在实验过程中引导和鼓励学生发现、解决新问题。如向光性与胚芽鞘的关系，胚芽鞘尖端以下部位明显伸长的划线实验，精确测量出胚芽鞘尖端的长度等，都是对课本知识的突破，培养了学生的创新精神和实践能力。但这不是课堂上所能完成的，而是通过课内外结合实现的。
为探索环境污染与人体健康的关系，学生分组对海河水质、空气中悬浮颗粒及二氧化硫的含量等项目取样、化验，发现某些地区大气中二氧化硫的含量超标十几倍，而肺气肿与肺癌的发病率也成倍地增长，并创造性地提出治理方案。在活动中及时对学生的发现和创新给予肯定和赞扬，让学生体验成功的喜悦，强化自信和对创新的渴望。
在社会实践活动中，我们教师应引导学生用所学知识去创造性地解决实际问题。例如，针对秋天的纷纷落叶，环卫工人的办法是清扫、堆集和燃烧，而燃烧之后带来的却是更严重的空气污染。那么，如何解决落叶问题？引发了学生各种各样的奇想，最后经过对落叶进行化验成分、粉碎、发酵、添加必要元素等处理的多次实验，终于使落叶变废为宝，成为培养食用菌的培养基的主要成分，成功地培育出平菇。这一创新实践，不仅净化了环境，还获得了经济效益和社会效益。再如笔者引导学生做教室细菌监测实验时，让学生自己设计方案、实验操作、观测记录、对比分析、得出结论、提出解决方案和建议，最后改善了环境，同时也培养了学生的实践能力和创新精神。
总之，在高中生物实验教学中，我们教师应鼓励引导学生积极思考，大胆探索，各抒己见，形成一个相互交流、相互促进的良好环境、气氛，克服那种老师牵着学生走的现象。对学生的主动探索精神，教师一定要给予积极的支持与鼓励，要让学生体味到成功的喜悦，从而产生积极的动力，激起更强的创新探索的积极性，培养学生的创新精神，提高学生的实践能力。但在引导学生发展创新精神与实践能力的过程中，我们教师必须要有一个与时俱进的新的教育思想，必须具有与人的发展相协调的教育观念，不能仅局限于实验教学本身，而要着眼于培养学生的独立操作和实践能力，鼓励学生敢于尝试、勇于探索，在失败和挫折面前不气馁，真正成为不断进取，具有创新精神和实践能力的人。
一、增强实验的趣味性，激发学生的创新动力
“兴趣”是最好的老师，是学生萌生创新意识和展开创新思维最原始的、最直接的、最强劲的动力。在这种动力的驱使下，学生的自主性和积极性、学习与实践的热情才被充分地激发。例如笔者鼓励学生设计趣味性实验：利用植物的向性运动原理，使幼苗的主根呈多种几何图形；用光合作用原理在一片叶子上印出自己的头像。在学习完激素对高等动物生命活动的调节后，学生联想到低等动物的行为是否也受激素的调节？于是笔者指导学生从玉米螟雌蛾体内提取了性引诱物——性外激素。夏夜，带领学生到玉米地里做诱杀雄玉米蛾的实验——将雌玉米蛾的性引诱物涂在滤纸上，卷成纸卷，悬在水盆的水面上。学生的热情十分高涨，钻在玉米地里。月光下，他们眼都不眨地盯着水盆。只见从四面八方飞来的雄蛾纷纷扑向滤纸，投入水中，为“爱”牺牲。不一会儿就有几百只雄蛾葬身水中。同学们目睹了这种生物防治的高效性，异常兴奋与激动。当有人问他们苦不苦时，他们却回答：“一点不苦，正相反我很快活，因为我有兴趣。”的确，兴趣能让学生废寝忘食。正是这浓厚的兴趣，诱发了学生探索的欲望和创新的动力。
二、创设问题教学情境，培养学生的问题意识
创新从问题开始。培养学生的创新精神，首先要培养学生的问题意识。教师不论课上、课下都要创设民主、和谐、平等和宽松的氛围与情境，自始至终鼓励学生不断地发现问题、思考问题和解决问题，使学生在宽松的情境中敢疑，并引导学生会疑、善疑和释疑。在质疑和释疑及设计实验的过程中发展学生的创新思维。例如，在研究玉米幼苗的向光性实验中，学生观察到幼苗向单侧光源弯曲的现象产生了如下疑点：究竟是因为幼苗内部的胚芽在向光弯曲，还是因为幼苗外部的胚芽鞘在向光弯曲?或者是因为幼苗内部的胚芽与外部的胚芽鞘同时向光弯曲呢?如何解决这些疑点，学生经过讨论，采取了在玉米幼苗早期环割掉外部的胚芽鞘，只留胚芽，放在单侧光下实验观察。结果发现：环割后一定时间内胚芽既无明显的生长又不向光弯曲。由此推论：幼苗的向光性与胚芽鞘有着直接关系。在实验中培养了学生的问题意识和思维的新颖性与独特性等创新思维的品质。
此外，在生物教学中，我们应当为学生提供民主、宽松的氛围，激发学生的思维，尤其是发散思维与逆向思维，并培养学生创新的心理素质。如不懈的进取精神，对现有知识的不满足，对已有结论的不轻信，富于好奇，善于幻想，勇于探索以及实事求是的态度，严谨细致的作风和坚忍不拔的意志等。如在“生长素的发现”探究实验中，针对科学家做的切胚芽鞘尖端的实验，学生重复时马上提出：何为胚芽鞘尖端?为了搞清这个问题，学生提出了很多方案，在教师的引导下分析比较，选择了最佳方案：在胚芽鞘外画竖线后继续培养。经过多组实验结果的观察，发现尖端的实线依然很清晰，表明尖端没有伸长；尖端以下部位变为虚线，表明其已明显生长，然后联系数学、物理等知识通过“光影放大法”将实线部分尖端的长度测量了出来，其长度为2mm，精确度可达0.1mm。这个实验的设计是对经典实验的补充与完善，是学生创新能力的体现。
三、关注社会热点问题，扩展学生的创新空间
高中生物新教材虽然增加了大量的实验，但同理论部分相比，所占总课时还是偏少。另外，分散的实验课时破坏了某些实验的连续性和完整性，也一定程度地削弱和限制了学生的创新思维的流畅性以及实践和创新的机会，所以开展课外活动，扩展实践和创新的空间势在必行。例如，结合高二新教材中“生长素的发现”这部分内容，带领学生不仅重复达尔文等科学家的经典实验，还在实验过程中引导和鼓励学生发现、解决新问题。如向光性与胚芽鞘的关系，胚芽鞘尖端以下部位明显伸长的划线实验，精确测量出胚芽鞘尖端的长度等，都是对课本知识的突破，培养了学生的创新精神和实践能力。但这不是课堂上所能完成的，而是通过课内外结合实现的。
为探索环境污染与人体健康的关系，学生分组对海河水质、空气中悬浮颗粒及二氧化硫的含量等项目取样、化验，发现某些地区大气中二氧化硫的含量超标十几倍，而肺气肿与肺癌的发病率也成倍地增长，并创造性地提出治理方案。在活动中及时对学生的发现和创新给予肯定和赞扬，让学生体验成功的喜悦，强化自信和对创新的渴望。
在社会实践活动中，我们教师应引导学生用所学知识去创造性地解决实际问题。例如，针对秋天的纷纷落叶，环卫工人的办法是清扫、堆集和燃烧，而燃烧之后带来的却是更严重的空气污染。那么，如何解决落叶问题？引发了学生各种各样的奇想，最后经过对落叶进行化验成分、粉碎、发酵、添加必要元素等处理的多次实验，终于使落叶变废为宝，成为培养食用菌的培养基的主要成分，成功地培育出平菇。这一创新实践，不仅净化了环境，还获得了经济效益和社会效益。再如笔者引导学生做教室细菌监测实验时，让学生自己设计方案、实验操作、观测记录、对比分析、得出结论、提出解决方案和建议，最后改善了环境，同时也培养了学生的实践能力和创新精神。
总之，在高中生物实验教学中，我们教师应鼓励引导学生积极思考，大胆探索，各抒己见，形成一个相互交流、相互促进的良好环境、气氛，克服那种老师牵着学生走的现象。对学生的主动探索精神，教师一定要给予积极的支持与鼓励，要让学生体味到成功的喜悦，从而产生积极的动力，激起更强的创新探索的积极性，培养学生的创新精神，提高学生的实践能力。但在引导学生发展创新精神与实践能力的过程中，我们教师必须要有一个与时俱进的新的教育思想，必须具有与人的发展相协调的教育观念，不能仅局限于实验教学本身，而要着眼于培养学生的独立操作和实践能力，鼓励学生敢于尝试、勇于探索，在失败和挫折面前不气馁，真正成为不断进取，具有创新精神和实践能力的人。
- 【发布时间】2018/5/3 16:25:09
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