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分析生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力
二十一世紀(jì)是科技高度發(fā)達(dá)的世紀(jì)，本世紀(jì)最大的特點(diǎn)是科學(xué)技術(shù)的日新月異，社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)異常激烈。為迎接知識(shí)經(jīng)濟(jì)的挑戰(zhàn)，培養(yǎng)跨世紀(jì)人才，教育在培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)造型人才方面肩負(fù)著特殊的使命。目前，實(shí)施素質(zhì)教育的要義是：面向全體，全面發(fā)展，主動(dòng)發(fā)展，它的核心是以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為重點(diǎn)。新課程的基本理念是：提高生物科學(xué)素養(yǎng)、面向全體學(xué)生、倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)。
偉大的教育家孔子說(shuō)過(guò)：“知之者不如好知者，好知者不如樂(lè)知者”。生物學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。實(shí)驗(yàn)不僅是鍛煉學(xué)生實(shí)踐能力的重要途徑，更是激發(fā)學(xué)生探索興趣，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神的切入點(diǎn)。而且，生物科學(xué)應(yīng)把培養(yǎng)學(xué)生探索創(chuàng)新能力作為教學(xué)的主要任務(wù)。在教學(xué)中，結(jié)合生物學(xué)科的特點(diǎn)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行探索創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)造潛能，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)探索——獲取新知。其宗旨是：“變教為誘，變學(xué)為思，以誘達(dá)思，促其發(fā)展”的目的。要想激發(fā)學(xué)生的強(qiáng)烈的探索創(chuàng)新意識(shí)，使學(xué)生主動(dòng)探索生物科學(xué)知識(shí)的奧妙，除了課堂教學(xué)培養(yǎng)外，還需加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，激發(fā)探索興趣，培養(yǎng)學(xué)生的探索創(chuàng)新能力。
一、新大綱的要求：
新的高中生物教學(xué)大綱規(guī)定生物教學(xué)應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�、自學(xué)能力與初步的研究能力和創(chuàng)造能力。這個(gè)規(guī)定符合學(xué)生的學(xué)習(xí)心理，也符合生物學(xué)科的特點(diǎn)和社會(huì)發(fā)展的需要。這六種能力反映在教材中并不是同一層次。有的是基本能力，有的是具體能力，有的是綜合能力。我們根據(jù)高中學(xué)生的心理發(fā)展特點(diǎn)，運(yùn)用層次結(jié)構(gòu)論與認(rèn)知結(jié)構(gòu)論對(duì)這六種能力進(jìn)行分析，把教材的能力培養(yǎng)分成三個(gè)層次。
第一層次 學(xué)生的學(xué)習(xí)首先是對(duì)教材中科學(xué)概念的認(rèn)識(shí)、理解、運(yùn)用和評(píng)價(jià)，所以認(rèn)識(shí)、理解、運(yùn)用和評(píng)價(jià)概念的能力就是教材中能力培養(yǎng)結(jié)構(gòu)的基本要素。具體由觀察力、記憶力、想象力、思維力四種能力構(gòu)成。其中思維力的培養(yǎng)是核心。
第二層次 由教材能力培養(yǎng)結(jié)構(gòu)基本要素組合形成第二層次的具體能力。也就是對(duì)由一個(gè)基本概念為中心的部分概念組合的生物知識(shí)子系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)、理解、運(yùn)用與評(píng)價(jià)的能力。具體包括：１．觀察、分析生物現(xiàn)象與生物結(jié)構(gòu)特征的能力；２．閱讀、理解生物課課文與資料的能力；３．應(yīng)用生物理論于實(shí)踐的能力；４．進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作的能力（包括實(shí)驗(yàn)與實(shí)習(xí)）；５．獲得生物科學(xué)研究方法的能力。
第三層次 在第二層次基礎(chǔ)上，形成了對(duì)生物知識(shí)整體的分析、概括、評(píng)價(jià)與研究的能力。包括：１．建立生物知識(shí)體系的能力；２．總結(jié)和運(yùn)用生物科學(xué)規(guī)律的能力；３．評(píng)價(jià)人與生物科學(xué)關(guān)系的能力；４．參加生物科學(xué)研究的能力；５．解決問(wèn)題的創(chuàng)造能力。
二、：
1、增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的趣味性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探索創(chuàng)新能力
“興趣”是最好的老師，興趣是在一種好奇的情景和需要的基礎(chǔ)上萌發(fā)的，并在實(shí)踐過(guò)程中形成和發(fā)展起來(lái)的。是學(xué)生萌生創(chuàng)新意識(shí)和展開(kāi)創(chuàng)新思維最原始、最直接、最強(qiáng)勁的動(dòng)力。在這種動(dòng)力的驅(qū)使下，學(xué)生的自主性、學(xué)習(xí)與實(shí)踐的熱情才會(huì)被充分的激發(fā)。
實(shí)驗(yàn)是學(xué)生探究自然科學(xué)知識(shí)的重要方法。實(shí)驗(yàn)以其豐富多彩、直觀形象博得了學(xué)生的喜愛(ài)。探索性實(shí)驗(yàn)是激發(fā)學(xué)生求知心理狀態(tài)，讓學(xué)生參與重演科學(xué)事實(shí)的產(chǎn)生過(guò)程。教師要適時(shí)抓住學(xué)生的心理，創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最佳情境，必將激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的探究興趣。
在平時(shí)的生物教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，一個(gè)小實(shí)驗(yàn)就能把學(xué)生引入探索的情境。如：教學(xué)《葉的蒸騰作用》時(shí)，教師首先出示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，再介紹實(shí)驗(yàn)裝置要求，然后問(wèn)學(xué)生“干燥塑料袋里的水是從哪里來(lái)的？可能從下面的瓶里上去嗎？可能從外界的空氣中進(jìn)去嗎？那么，它是從哪里來(lái)的呢？”學(xué)生根據(jù)教師的提問(wèn)，進(jìn)行思考，做出大膽的猜想并回答，也就是開(kāi)始了探索創(chuàng)新。
鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)趣味性實(shí)驗(yàn)：利用植物的向性運(yùn)動(dòng)原理，使幼苗的主根呈多種幾何圖形；用光合作用原理在一片葉子上印出自己的頭像。當(dāng)有人問(wèn)他們苦不苦時(shí)，他們卻回答“一點(diǎn)不苦，正相反，我很快活，因?yàn)槲矣信d趣�！钡拇_，興趣能讓學(xué)生廢寢忘食。濃厚的興趣，激發(fā)了探索的欲望和創(chuàng)新的動(dòng)力。
2、創(chuàng)設(shè)創(chuàng)新的情境，培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)
創(chuàng)新從問(wèn)題開(kāi)始。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，首先要培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)。教師不論課上、課下都要?jiǎng)?chuàng)設(shè)民-主、和-諧、平等和寬松的氛圍與情境，自始至終鼓勵(lì)學(xué)生不斷地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題和解決問(wèn)題，使學(xué)生在寬松的情境中敢疑，并引導(dǎo)學(xué)生會(huì)疑、善疑和釋疑。在質(zhì)疑和釋疑及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維。在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，為學(xué)生提供民-主、寬松的氛圍，激發(fā)學(xué)生的思維，尤其是發(fā)散思維與逆向思維，并培養(yǎng)學(xué)生勇于創(chuàng)新的心理素質(zhì)，如不懈的進(jìn)取精神，對(duì)現(xiàn)有知識(shí)的不滿足，對(duì)已有結(jié)論的不輕信，富與好奇，善于幻想，勇于探索以及實(shí)事求是的態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的作風(fēng)和堅(jiān)忍不拔的意志都是非常積極可貴的。
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例如，在做實(shí)驗(yàn)“向澄清的石灰水中吹氣”時(shí)，就有學(xué)生提出：甲試管沒(méi)有吹入任何氣體，所以沒(méi)有變化，而乙試管吹入co2氣體，肯定變渾濁。我馬上肯定這個(gè)學(xué)生的問(wèn)題提的很好，并說(shuō)明在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，甲試管是用來(lái)做對(duì)照的，但沒(méi)有對(duì)比性，應(yīng)當(dāng)改進(jìn)。如何改進(jìn)呢？讓學(xué)生討論，最后得出，可用打氣針或注射器向甲試管中反復(fù)注入空氣。這樣在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)了學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)和思維的新穎性與獨(dú)特性等創(chuàng)新思維的品質(zhì)。
在實(shí)驗(yàn)課中，除必要的實(shí)驗(yàn)方法和步驟外，盡量減少束縛性條件，鼓勵(lì)學(xué)生大膽思考和嘗試，并對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出推測(cè)和解釋。讓學(xué)生親自動(dòng)手去做，動(dòng)腦去想，然后發(fā)表自己的認(rèn)識(shí)和看法。最后教師在充分肯定每位學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)，包括探索精神的基礎(chǔ)上，對(duì)其實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出正確的分析總結(jié)。一般以問(wèn)題為指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生去細(xì)心觀察身邊的事物，使學(xué)生觀察時(shí)逐步提出設(shè)想，明確探索研究的方向，激發(fā)學(xué)生探索創(chuàng)新的熱情。如：介紹種子萌發(fā)時(shí)，課前向?qū)W生提出問(wèn)題：種子萌發(fā)時(shí)是否需要光和氧氣？萌發(fā)時(shí)是先發(fā)芽，還是先出根？學(xué)生平時(shí)沒(méi)有注意這些現(xiàn)象，不清楚，便爭(zhēng)論起來(lái)，誰(shuí)也不服輸。我趁熱打鐵，要學(xué)生回去設(shè)置幾個(gè)種子萌發(fā)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，親自動(dòng)手做，并觀察做好記錄�？凑l(shuí)設(shè)置的實(shí)驗(yàn)最合理，結(jié)果最準(zhǔn)確。學(xué)生都想爭(zhēng)做最好，肯動(dòng)腦筋，積極思考。
3、引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的探索創(chuàng)新能力
探索創(chuàng)新能力的主要因素是觀察力、想象力、動(dòng)手操作能力和創(chuàng)造力。在活躍的思維下、認(rèn)真地觀察和積極的動(dòng)手操作中，不僅加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，也使學(xué)生的創(chuàng)造性思維得到了培養(yǎng)。觀察力、想象力和動(dòng)手操作能力實(shí)質(zhì)上也是一種智力，也就是說(shuō)，探索創(chuàng)新活動(dòng)總是同智力活動(dòng)相聯(lián)系的，并且要把各個(gè)因素協(xié)調(diào)起來(lái)，才能提高探索科學(xué)的能力。
觀察力是探索活動(dòng)的門戶，又是探索活動(dòng)的起點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察力，需要教師在指導(dǎo)學(xué)生觀察時(shí)傳授好方法。如：《種子萌發(fā)的外界條件》一節(jié)中，學(xué)生在沒(méi)有教師指導(dǎo)時(shí)，可能得出：“種子萌發(fā)需要水分、空氣、溫度”的結(jié)論，而忽略了“溫度要適宜”。這時(shí)教師應(yīng)及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生把結(jié)論補(bǔ)充全面，最后總結(jié)出：“種子萌發(fā)的外界條件是：空氣、水分、適宜的溫度”的正確結(jié)論。在《觀察蚯蚓》的實(shí)驗(yàn)時(shí)，有學(xué)生提出：我?guī)У尿球緵](méi)有環(huán)帶，難道是個(gè)怪種？對(duì)此情形，教師應(yīng)及時(shí)表?yè)P(yáng)這個(gè)學(xué)生觀察仔細(xì)，善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并要求全體學(xué)生仔細(xì)觀察，是否是幼小的蚯蚓沒(méi)有環(huán)帶，而大的蚯蚓呢？最后學(xué)生通過(guò)觀察比較，得出結(jié)論：成熟的蚯蚓才有環(huán)帶。
4、學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)分析，加強(qiáng)學(xué)生的探索創(chuàng)新能力：
在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)不少學(xué)生只重視實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不重視分析結(jié)果；只滿足于實(shí)驗(yàn)的成功，而不愿對(duì)實(shí)驗(yàn)失敗的原因進(jìn)行分析。造成這種現(xiàn)象的原因，除了是學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的根本目的缺乏深刻的認(rèn)識(shí)而外，不懂得如何分析實(shí)驗(yàn)、沒(méi)有掌握實(shí)驗(yàn)分析的一般方法是非常重要的因素。生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程是，會(huì)有多種因素影響、干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果，致使實(shí)驗(yàn)失敗。此時(shí)，實(shí)驗(yàn)分析就顯得很重要：一方面，可以找出并排除影響因素，使實(shí)驗(yàn)重做晨能獲得成功；另一方面，還可以總結(jié)出經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，甚至可能還有意外的收獲、新的發(fā)現(xiàn)，這在科學(xué)史上是不乏其例的。因此，盡管現(xiàn)行高中生物教學(xué)大沒(méi)有明確實(shí)驗(yàn)分析這一目的，而且實(shí)驗(yàn)也比較簡(jiǎn)單，但是在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，除了使學(xué)生達(dá)到提高動(dòng)手能力、了解實(shí)驗(yàn)原理和方法、驗(yàn)證所學(xué)知識(shí)這些目的以外，教育學(xué)生辯證地看待實(shí)驗(yàn)的成功與失敗、教給學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析的一般方法、初步培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)分析的能力還是必要的，能很好的培養(yǎng)學(xué)生的探索創(chuàng)新能力！
（１）取材分析
正確取材是實(shí)驗(yàn)成功的第一步。有的學(xué)生實(shí)驗(yàn)失敗的原因，往往是取材不正確而引起的，因而在實(shí)驗(yàn)分析時(shí)，要首先考慮取材是否正確。例如，實(shí)驗(yàn)“觀察植物細(xì)胞的有絲分-裂”中，準(zhǔn)確切取洋蔥根尖生長(zhǎng)點(diǎn)部位，是實(shí)驗(yàn)成功的前提。一些學(xué)生制成的裝片中往往看不到或看到很少的分-裂相細(xì)胞，就是因?yàn)榍腥〔课徽_導(dǎo)致的，即沒(méi)有選準(zhǔn)根尖的生長(zhǎng)點(diǎn)部位。實(shí)驗(yàn)“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原”中，取材部位應(yīng)該是在新鮮的洋蔥鱗片葉外表皮的紫色較深處。而在內(nèi)表皮或紫色很淺的部位取材，往往觀察不到或僅有很少紫色液泡。實(shí)驗(yàn)“葉綠體色素的提取和分離”中，選取的葉片要肥厚、色濃，而老葉、發(fā)黃的葉子則不能選取。
（ 2 ）藥品與試劑分析
藥品與試劑的量、濃度、純度等都是影響實(shí)驗(yàn)正確結(jié)果的重要因素，要逐一檢查，不能忽視。
①關(guān)于量的問(wèn)題。有些實(shí)驗(yàn)對(duì)藥品與試劑的量有一定的要求，如“葉綠體色素的提取和分離”中，丙酮、層析液的量就要按規(guī)定使用：提取５ｇ葉片中的色素，用２ｍｌ丙酮是適中的，若丙酮過(guò)多，會(huì)使色素濃度降低，減少濾紙條上色素的量，使分離效果不明顯；若丙酮少了，色素提取又不充分。色素分離時(shí)，向燒杯中例入層析液時(shí)，其量的標(biāo)準(zhǔn)是液面不能超過(guò)１ｃｍ（距燒杯底），否則將沒(méi)及濾紙條上的濾液細(xì)線，色素就迅速溶解到層析液中去了，結(jié)果在濾紙條上得不到相應(yīng)的色素分離圖譜。
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②關(guān)天濃度問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)中，規(guī)定的濃度，都是人們經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)后，認(rèn)為最適合的。實(shí)驗(yàn)員在實(shí)驗(yàn)前配制藥品與試劑時(shí)，濃度要配準(zhǔn)，否則將會(huì)影響學(xué)生實(shí)驗(yàn)。如蔗糖溶液濃度較高時(shí)（高于３０％），會(huì)使細(xì)胞因發(fā)生強(qiáng)烈質(zhì)壁分離而失水過(guò)多，細(xì)胞死亡，不能復(fù)原。亞甲基藍(lán)溶液在配制時(shí)，要求更高，濃度高一點(diǎn)點(diǎn)，就會(huì)影響根的活性。
③關(guān)于純度問(wèn)題。有的實(shí)驗(yàn)如“探索淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的作用”，對(duì)蔗糖的純度有一定的要求，要盡量避免混有果糖等，否則會(huì)和斐林試劑發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生相同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
（ 3 ）步驟及操作分析
步驟及操作是否正確是影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的主要因素，故應(yīng)重點(diǎn)分析，主要有以下三種情況。
①漏做某個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟。②操作方法錯(cuò)誤。③操作不嚴(yán)格。
（４）顯微鏡的使用分析
需用顯微鏡的實(shí)驗(yàn)，有時(shí)會(huì)因?yàn)轱@微鏡的操作，鏡頭污染等問(wèn)題，而影響觀察，看不到已經(jīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象或結(jié)果。顯微鏡的操作要按一定的程序進(jìn)行，如對(duì)光程序、高倍鏡觀察程序等。有的學(xué)生不按程序操作，結(jié)果既耽誤了時(shí)間，又觀察不到相應(yīng)的結(jié)果，而且易損壞顯微鏡。此外，目鏡或物鏡頭被嚴(yán)重污染、焦距沒(méi)有調(diào)好、放大倍數(shù)不夠、視野較暗、標(biāo)本不在通光孔的中心位置等諸多因素，都會(huì)直接影響觀察。
5、加強(qiáng)探究學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的探索創(chuàng)新能力
探究學(xué)習(xí)是美國(guó)生物學(xué)家、課程專家、芝加哥大學(xué)教授施瓦布（j.schwab）首倡的，她作為現(xiàn)代教學(xué)的一種學(xué)習(xí)和教學(xué)模式，注重的是學(xué)生各種潛能的發(fā)揮和創(chuàng)新能力的發(fā)展，體現(xiàn)一種參與性和體驗(yàn)性并存且具有嚴(yán)密學(xué)術(shù)性的創(chuàng)造活動(dòng)。學(xué)生通過(guò)自主參與來(lái)獲得知識(shí)，從而激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣，養(yǎng)成探索奧妙世界的積極態(tài)度。
生物學(xué)作為一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中占主要的地位。而新課程將以往的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn)，這無(wú)論從傳統(tǒng)知識(shí)的繼承到新知識(shí)的探索，還是從以往知識(shí)的被動(dòng)接受到現(xiàn)在的主動(dòng)探究知識(shí)都起著十分重要的作用；同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、自主參與的意識(shí)，養(yǎng)成“不惟師、不惟書”的積極活躍的思維習(xí)慣。將探究學(xué)習(xí)應(yīng)用于生物教學(xué)，不僅使學(xué)生獲得科學(xué)知識(shí)、科學(xué)觀念，掌握科學(xué)本領(lǐng)的一種重要途徑和方法，而且還能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，從而推動(dòng)新課程的教學(xué)順利進(jìn)行。
正如陶行知所說(shuō)：“要?jiǎng)?chuàng)造，你在用腦的時(shí)候，同時(shí)用手實(shí)驗(yàn)；用手的時(shí)候，同時(shí)非用腦不可，手和腦在一起干是創(chuàng)造教育的開(kāi)始；手腦雙全是創(chuàng)造教育的目的�！�
實(shí)驗(yàn)教學(xué)中深入持久地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)陶行知“處處是創(chuàng)造天地，天天是創(chuàng)造之時(shí)，人人是創(chuàng)造之人”的偉大理想，才能造就一批適應(yīng)時(shí)代發(fā)展需求的創(chuàng)新型人才。
生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力2017-03-21 06:03 | #2樓
生物科學(xué)是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基本研究方法的科學(xué)，許多知識(shí)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)來(lái)的。生物實(shí)驗(yàn)不僅能培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)生物這門學(xué)科的興趣，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，并轉(zhuǎn)化為一種熱愛(ài)科學(xué)的素養(yǎng)和志向，同時(shí)，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑。因此教師在日常的教學(xué)活動(dòng)中應(yīng)當(dāng)積極創(chuàng)造各種條件開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，將學(xué)生獲得的知識(shí)技能與培養(yǎng)創(chuàng)新能力統(tǒng)一起來(lái)。
一、通過(guò)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)
高中生物教材中的一些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)教學(xué)很值得教師重視。經(jīng)典實(shí)驗(yàn)蘊(yùn)藏了很重要的科學(xué)實(shí)驗(yàn)思想和巧妙的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，在教學(xué)過(guò)程中可以作為培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和科學(xué)素養(yǎng)的載體。例如“基因的分離定律”一節(jié)中，孟德?tīng)栐诎l(fā)現(xiàn)基因的分離定律的過(guò)程中，不僅體現(xiàn)了科學(xué)家探索自然、追求真理鍥而不舍、無(wú)私奉獻(xiàn)的科學(xué)精神，而且實(shí)驗(yàn)中所展現(xiàn)出來(lái)的科學(xué)素養(yǎng)和技巧更是令人嘆服。正是由于他的這種鍥而不舍精神才為遺傳學(xué)的誕生和發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，這也正是孟德?tīng)柮购笫赖闹匾颉?/p>
在經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的的引入方面一般有兩種教學(xué)形式：一是使經(jīng)典實(shí)驗(yàn)融入教學(xué)過(guò)程中。有選擇性的選用一些與課程有關(guān)的典型事例進(jìn)行講述。例如，介紹科學(xué)家的故事，可以感染和教育學(xué)生。二是讓學(xué)生自己進(jìn)行研究性的學(xué)習(xí)。通過(guò)資料的查閱，專題討論等方式了解一些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)背后科學(xué)家所展現(xiàn)出來(lái)的人格魅力和科學(xué)精神，提高意志力和認(rèn)知水平，從而提高自身的科學(xué)素養(yǎng)。
二、使用多種實(shí)驗(yàn)方法來(lái)增強(qiáng)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)
實(shí)驗(yàn)貫穿生物教材，由“演示實(shí)驗(yàn)”、“學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)”、“模型建構(gòu)”、“實(shí)踐活動(dòng)”等組成。教師可以通過(guò)多種實(shí)驗(yàn)方法的組合來(lái)增強(qiáng)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)。
例如，通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)與學(xué)生實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式，來(lái)加深對(duì)概念的理解。在高中生物教材必修二《dna分子的結(jié)構(gòu)》一節(jié)中，教師就可以先通過(guò)模型演示dna分子的空間結(jié)構(gòu)讓學(xué)生形成dna分子結(jié)構(gòu)的初步印象，再通過(guò)模型建構(gòu)讓學(xué)生參與到制作dna雙螺旋結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，使學(xué)生在思考與動(dòng)手實(shí)驗(yàn)中獲取、理解知識(shí)，將更有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的鞏固和提高。
通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)和課外實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式，來(lái)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的深化理解。如在高中生物教材必修三《生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性》一節(jié)中教師可以通過(guò)視頻演示各種生態(tài)系統(tǒng)在遭受破壞的情況下如何自身恢復(fù)的過(guò)程，使學(xué)生對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力有了直觀的體驗(yàn)。再通過(guò)讓學(xué)生課后設(shè)計(jì)并制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性，并對(duì)生態(tài)缸里的生物種類和數(shù)量進(jìn)行追蹤記錄，不僅鍛煉了學(xué)生的觀察能力和操作能力，又體現(xiàn)了學(xué)生的主體性，使對(duì)知識(shí)的理解更加深刻。
另外結(jié)合實(shí)驗(yàn)，老師可以鼓勵(lì)學(xué)生自制教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，有助于增強(qiáng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，還可以用于一些探究實(shí)驗(yàn)。通過(guò)師生共同參與，可以把學(xué)生自制的儀器作為實(shí)驗(yàn)室儀器的有益補(bǔ)充。不僅培養(yǎng)了師生的動(dòng)手技能，又將學(xué)生所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到解決實(shí)際問(wèn)題方面。更能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
三、使用系統(tǒng)的科學(xué)方法來(lái)激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維
創(chuàng)新思維，即不受固有模式束縛而進(jìn)行的有創(chuàng)見(jiàn)性的心理反應(yīng)，就是教師鼓勵(lì)學(xué)生以創(chuàng)新的態(tài)度來(lái)對(duì)待學(xué)習(xí)，促使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中想得多、想得新、想得巧。教學(xué)方法的改變，便是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的策略之一。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師應(yīng)以實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練為切入口來(lái)指導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法。這包括實(shí)驗(yàn)之前的準(zhǔn)備工作，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中的指導(dǎo)工作和實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的總結(jié)工作。
實(shí)驗(yàn)之前的準(zhǔn)備工作使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)的基本內(nèi)容、目的、原理和步驟及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的注意事項(xiàng)。對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中涉及到的重點(diǎn)和難點(diǎn)以及一些關(guān)系到實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵之處，教師應(yīng)做規(guī)范化的演示操作，給學(xué)生講解操作要領(lǐng)并示范。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中的指導(dǎo)作用，教師對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所遇到的一些問(wèn)題，如顯微鏡操作中有的學(xué)生觀察裝片時(shí)看不清晰，老師就要引導(dǎo)學(xué)生去思考為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢？可能有哪些方面的問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致這個(gè)問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)操作中可能有哪些失誤，通過(guò)什么方法去解決等等。讓學(xué)生思考這些問(wèn)題，不僅使學(xué)生的觀察更加細(xì)致深入，而且使學(xué)生的思維能力得到好的訓(xùn)練。教師在學(xué)生遇到困難和問(wèn)題時(shí)候，要能夠做到啟發(fā)學(xué)生去思考，引導(dǎo)學(xué)生自己克服困難，獨(dú)立解決問(wèn)題，調(diào)動(dòng)起實(shí)驗(yàn)的各方面因素，提高實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的總結(jié)工作，就是通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程、現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的記錄，將實(shí)驗(yàn)獲得的感性認(rèn)識(shí)上升為理性認(rèn)識(shí)的過(guò)程。這就要求學(xué)生撰寫詳實(shí)和科學(xué)的實(shí)驗(yàn)記錄，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和處理問(wèn)題的能力，嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的作風(fēng)和態(tài)度。
四、通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力
創(chuàng)新的根源在于基礎(chǔ)，而扎實(shí)的基礎(chǔ)不僅來(lái)源于牢固的知識(shí)基礎(chǔ)，更來(lái)源于知識(shí)所體現(xiàn)的基本研究方法和思考方法，這些都為創(chuàng)造性地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不僅要求明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康�、原理、�?shí)驗(yàn)方法和步驟。還要能夠選用合適的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這需要學(xué)生有良好的知識(shí)遷移能力和高品質(zhì)的觀察、分析、判斷、處理能力，能對(duì)實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題要有良好的預(yù)見(jiàn)性http://emrowgh.com，并有相應(yīng)的對(duì)策。教材中的實(shí)驗(yàn)大多是驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，所以實(shí)驗(yàn)的目的、原理、方法、步驟、結(jié)論都非常清楚。但是在日常實(shí)際中很難遇到這種相同的情境，這就需要教師能從其他方面來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證，從而提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神。
設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生而言具有相當(dāng)?shù)碾y度，學(xué)生在完成過(guò)程由于認(rèn)知和能力水平的限制通常會(huì)中途而止。所以，教師不能把“充分發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性”理解為“完全放縱”，應(yīng)當(dāng)充分理解學(xué)生有限的認(rèn)知水平和知識(shí)遷移能力，有的放矢地給予必要的啟發(fā)和點(diǎn)化。同時(shí)，要鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行大膽實(shí)踐，允許學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中走彎路，走錯(cuò)路，但老師要及時(shí)予以指出并糾正，這樣，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力才能獲得穩(wěn)步提高。
例如在高中生物教材必修一“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生有可能會(huì)提出很多問(wèn)題來(lái)進(jìn)行探究，然而究竟針對(duì)哪個(gè)問(wèn)題來(lái)探究，這就需要教師去引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行篩選，確定探究的問(wèn)題。例如，課本上要求用30％的蔗糖溶液作為實(shí)驗(yàn)材料，教師可提出能不能改用不同濃度的蔗糖溶液或同濃度的其他溶液（如30％nac1溶液、30%酒精溶液）來(lái)替代？在學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生也會(huì)有很多問(wèn)題。如細(xì)胞失水時(shí)間過(guò)長(zhǎng)為什么會(huì)導(dǎo)致質(zhì)壁分離不能自動(dòng)復(fù)原，如何來(lái)驗(yàn)證。如果出現(xiàn)了這樣的疑問(wèn)，教師就要鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)解決問(wèn)題，同時(shí)學(xué)生也會(huì)自然而然聯(lián)想到什么方法來(lái)測(cè)定植物細(xì)胞液的濃度，以及如何判斷植物細(xì)胞生死的方法等等。通過(guò)這一探索過(guò)程，不僅滿足了學(xué)生的好奇心和求知欲，也培養(yǎng)了學(xué)生的主體意識(shí)和科學(xué)思維的能力。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的不斷改進(jìn)和優(yōu)化，在討論、比較方案的過(guò)程中不斷優(yōu)化思維方式，培養(yǎng)思維的發(fā)散性和創(chuàng)造性。
實(shí)驗(yàn)不僅能培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)生物這門學(xué)科的興趣，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，并轉(zhuǎn)化為熱愛(ài)科學(xué)的素養(yǎng)和志向。同時(shí)也為發(fā)展學(xué)生的能力和使學(xué)生得到系統(tǒng)的科學(xué)方法訓(xùn)練提供了一種途徑，更是學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要途徑。
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