生物实验中培养学生的创新意识 王灵梅

生物实验中培养学生的创新意识

庆阳五中王灵梅

摘要:生物实验孕育着大量的培养学生创新素质的各种因素。在实验时,丰富的生物事实作用于感官,为学生创新思维提供了感官刺激;各种需要回答的课题,为学生创新意识提供了源泉;各种实验器材使用功能的改进革新,为学生创新操作活动提供了条件;各种自然生物规律应用于实际,为学生创造想象提供了成功的机会;不断出现的各种错误、失败,为学生创新精神增添了动力。因此,教师应把生物实验教学作为培养每个创新素质的重要目标之一,这样才能使每个学生具有创新意识、创新思维、创新精神和创新操作能力,才能昂首迈入21世纪的知识经济时代,才能成为21世纪的优秀人才。

关键词:生物实验、创新意识、创新思维、创新精神、创新操作能力。

创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的持久动力,没有创新的民族是难以自立于世界民族之林的。我国社会发展史就说明了这一点。中华民族曾创造过灿烂的文明,四大发明有力的显示了中华民族优秀的智慧和卓越的创新才能,但近代中国的创新能力明显逊色于其他一些国家,原因在哪?归根结底还在教育:传统的填鸭式教育严重束缚了创新思想,产生了一大批“高分低能”的所谓“人才”,由这样的人才创造的文明也就可想而知了。只有从教育创新入手,全面提高民族的创新能力,才能提高我国在国际竞争中和世界格局中的地位。

生物学是一门实验性科学,要求学生既要动脑又要动手,在新一轮课程改革中摒弃了以往知识的灌输形式,增加了很多探究性实验,着重培养学生的探究能力,重视实验过程胜于重视实验结果,重视学生是否主动参与,是否具有创新意识,是否具备收集和处理信息的能力,是否能与他人交流并合作,是否能完整、准确的进行表达。因此,生物课,尤其是生物实验课应成为培养学生创新思维和实践能力的主要阵地。如何在生物实验课中培养学生的创新精神和创造欲望,挖掘学生的创新潜能,发展学生的创新技巧呢?以我多年的实验教学经验,探索了以下几点教学方法:

一、培养实验兴趣,激发创新动力

兴趣是学生最好的老师,没有兴趣的强制性学习将扼杀学生的求知欲望和创

造性思维的发展。初中学生首先接触的实验就是生物实验,他们对此有强烈的好奇心,对实验所需的仪器、药品、材料、实验操作过程以及实验的现象都感到新奇,做实验是他们上生物课最高兴的事了。在实验教学中教师应突出学生的主体地位,培养学生的创造兴趣。

具体做法如下:

1.上好第一节生物实验课。第一节学生实验课教师可将学生带到实验室,美观大方的实验室和各种各样的实验器材会吸引住学生,教师可以告诉学生那些他们比较陌生但很感兴趣的实验器材的名称和使用方法;然后有目的地组织学生参观生物标本室和模型室,看人体骨架的标本和胎儿的标本以及多种多样的动、植物标本,学生将会充满好奇心与强烈的求知欲。

2.利用第一节实验课的效应,教会学生制作动植物标本,并开设展览与评比。将优秀作品在年级展出后收藏于标本室供今后教学使用。这会使他们很有成就感,感到学习既快乐又轻松,同时增强了自信心。

3.利用学校实验室开放的机会,鼓励学生加强基本实验技能的训练。然后开展一些小游戏,如在实验课中限定时间操作显微镜,看哪组能够完成任务,或者开展小竞赛,看哪组操作又快又准。最后教师对优秀的小组进行表扬,激发学生的学习兴趣。

4.配合教材内容,补充与生活实际相关的实验;增加实验内涵,拓展实验外延;变演示实验为分组实验;让学生自己设计实验……这些都是行之有效的措施,能打破按部就班进行实验操作的传统观念,充分发挥学生的主观能动性,较好的满足他们的求知欲。

例如:根据初一植物教材中根的向水性、向肥性教学内容,增加了一个设计实验,让学生自己选材,自己设计操作步骤,把植物的根培养成各种几何图形。学生们的积极性被大大地调动起来了。他们绞尽脑汁,展开想象的翅膀,设计实验方案,寻找实验材料,精心护理。各式各样的根培养出来之后,再以小组为单位进行评比,评出最佳设计奖,最佳效果奖,最佳创意奖……。

又如:在光合作用实验的基础上,拓展实验外延,增加了在叶片上印上自己的头像或自己喜欢的照片,在果实上印上自己喜爱的商标或图案的实践;学习了植物分类之后,让学生自己查找资料,动手为校园内的植物挂牌。让学生一走进

校园就能看到自己的劳动成果,一种自豪感由然而生。

通过以上种种努力,学生的创新意识被很好地激发出来,引发了许多奇思妙想,充分展示了他们的创新潜力和聪明才智。

二、创建平等民主的师生关系,构建创新氛围,启发创新思维

传统生物实验课中,教师是课堂的权威和主宰者,学生学习的主动性被忽视,学生的个性受到压抑,学生自觉主动求知的精神、技能和品质得不到培养,导致学生缺乏热情,产生依赖心理。很难培养出有朝气的、具有创新能力和创造力的人才。教学民主是创新教学的重要条件,只有在师生之间架起一座平等、民主、亲切、和谐的桥梁,以保证学生心情舒畅、思维敏捷,才能使各种智力的、非智力的创造性因素都处于最佳状态。“心理自由”和“心理安全”是创新力形成的两个重要条件。因此教师要摒弃师道尊严的旧观念,在发挥主导性的同时,努力使自己成为学生中的一员,进而创造一种民主和谐的、轻松愉快的课堂气氛。要善于激励学生,大胆质疑,欢迎学生与自己争辩,对于敢于发表反驳意见的学生,不要吝啬你的表扬,即使他的意见是错的,也要在肯定他的勇敢精神的前提下,通过讨论加以指导。

例如:初一生物教材涉及光合作用的意义,教师提到“万物生长靠太阳”。一学生立即提出反对意见“万物生长靠月亮”,引来学生的哄笑。对于这一与传统观念明显相悖的观点,教师没有粗暴地加以指责,而是鼓励他说出他自己的想法,与他一起寻找证据,引导学生讨论,得出两者其实不相矛盾,而是角度不同的结论。对这位学生不盲从教师,不盲从传统的精神,教师在很多场合加以褒奖。于是,“并非所有的人都有206块骨,书本上说得太绝对了,有的人有207块骨”“有的人心脏不在左过而在右边。”……等更多质疑教材的观点出现了。

又如,在“鱼鳍的作用”的实验中,同学们检测尾鳍的作用,对怎样固定其它鱼鳍,设计了很多方案,有的用线绑,有的用纱布捆,有的用胶条粘,有的用纸板固定等等,真是五花八门。虽然这些新颖的设计方案不都是可行的,但这些孩子们的创造潜能却是不能忽视的。可见,孩子将来是否可以成为创新性人才,关键看教师是挖掘了他们的创造潜能还是扼杀了他们的创造力。

三、创设情景,培养学生问题意识

我国古代著名教育家朱熹说:“读书应无疑者,先教有疑。”疑是创新的前提,

引导学生质疑和释疑有助于创新能力的培养。

在每堂课的起始阶段,学生对新课的内容和教师在新课中的教学活动或多或少地怀有好奇心,注意力也比较集中。教师就应牢牢地把握这一有利时机,把本节课所要学习的新知识创设成若干问题情境,用新颖的方式、生动的语言提出来,以满足并强化学生的新奇感,激发学生的求知欲。创设良好的问题情境能有效地激发并维持学生的学习兴趣,为课堂教学创设一种紧张、活跃、和谐、生动、张弛有效的理想气氛。

例如:在“观察叶的结构”的实验之前,教师可安排这样两个问题:

(1)叶的颜色为什么上面比下面深些?

(2)许多叶子在落地时为什么往往是腹面朝下?

同时告诉学生,要解决这两个问题,必须首先了解叶的结构。这些问题情境持续地激发着学生的学习热情,为课堂实验教学能顺利地开展提供了可靠的保证。

四、在生物实验过程中不断培养学生的创新精神和思维

通过开展生物实验,让学生在真实的结论中理解记忆新知识;在生物实验过程中体验创新获得知识的乐趣;在实验过程中理解实践出真知的道理;在实验中体验科学家从实验中创造巨大发现的过程;特别强调在实验过程中不要过分盲从权威,在实验教学中让学生发现了一些书上安排的不恰当的地方,通过认真细致观察、分析、理解和判断,勇于怀疑前人和书本提出结论,敢于创新的精神。

例如:在学习科学家是怎样进行科学探究的时,首先介绍19世纪中叶,人们仍不知道细菌是从哪里来的。当时一些著名的科学家认为细菌是自然发生的,例如,肉汤里就会自然形成细菌,使肉汤变质。法国科学家巴斯德(Louis Pasteur,1821—1895)设计了一个巧妙的实验,证明了肉汤的腐败是来自空气中的细菌造成的。1864年7月14日,在法国科学院的报告厅中,巴斯德演示了他的实验,作了精彩的说明,向世人证实了细菌不是自然发生的,而是由原来已经存在的细菌产生的。巴斯德对肉汤腐败的原因解释是:桌上瓶中的肉汤,因为空气中的细菌可以进去,几天就腐败了。而鹅颈瓶中的肉汤虽然与空气相通,但细菌只落在鹅颈瓶的弯曲处,因此四年都没有腐败,细菌是由原已存在

的细菌产生的。巴斯德还发现了乳酸菌、酵母菌(真菌的一种),提出了保存酒和牛奶的巴氏消毒法以及防止手术感染的方法,后人称他为“微生物学之父”。我接着分析巴斯德进行科学探究的过程,最后分析说:“同学们要想把其中一个烧瓶的瓶颈用高温拉制成鹅颈状弯曲是非常困难的,那么你还有什么更好的方法来探究这个问题呢?”学生们想烧瓶的瓶颈用高温拉制成鹅颈状弯曲的目的就是让空气中的细菌无法进入瓶中的肉汤中,那么我们选择两个带盖子且能耐高温的瓶子即可,实验的其它过程都相同,这个问题不就很好的解决了吗。通过著名科学家的故事让所有的学生在实验过程中不要过分盲从权威,在实验教学中让学生发现了一些书上安排的不恰当的地方,通过认真细致观察、分析、理解和判断,勇于怀疑前人和书本提出的结论,培养了每个学生创新的精神和思维。

五、课内外结合,拓展创新空间

生物新课程提倡着眼于学生的全面发展和终身发展需要,满足不同学生的发展需要。因此,为那些特别喜爱生物,不满足于课上做实验的学生们开展校外、课外观察实践活动。给他们提供展示自我的舞台,发挥他们的特长和个性,提高学生的动手能力,帮助学生更好地理解并掌握书本知识。培养他们的实践能力和创造力。

例如:结合生物教材和一些实验的特点,我们给学生设置了一些可在家庭做的很有趣的小实验:①探究种子萌发的条件;②用家养小动物建立条件反射;③培养青霉和曲霉;④制作酸奶、酿酒;⑤植物标本制作……学生每完成一个家庭小实验,不仅领略到了成功的喜悦,而且体会到了生物学的实用价值。

又如:带领学生走出教室,走进校园,认识校内动植物,认识每种植物的叶脉类型,叶的类型,叶序类型。指导学生进行植物栽培,练习植物的繁殖技术。在青蛙的繁殖季节,捉些小蝌蚪带进教室,观察它的身体变化,从而了解它的发育史。

此外,我们还组织学生利用开放实验室的机会进入实验室搞课题研究,如酒精对水蚤心跳的影响、烟对水蚤的影响等。不但培养了学生的动手能力、创新精神,也培养了他们的合作意识和与人交往的能力,并且有的小组利用自己的调查资料和实验结果向家庭成员讲述烟、酒对身体的危害,并从自身做起,养成健康生活的习惯。这一系列活动,不仅使学生的个性、特长得到了发挥,而且着重培养

了学生的应用知识服务社会的实践能力,也充分体现了现代生物教育的价值观。

这些措施不仅能够培养操作技能,还能增强学生对生物的浓厚兴趣,把理论知识应用到实践中去,又通过实践丰富了课堂上所学的理论知识。只有积极开展校外、课外活动,才能弥补学校教学的不足,才能更好地进行生物学教学。

六、关注生物学成就,培养学生创新使命感

教学中结合教材,介绍生物科学、农业、医药方面的成就。如:华佗的“麻弗散”,“开颅术”;李时珍的《本草纲目》;袁隆平的杂交水稻;1965年首先合成的具有全部生物活性的结晶牛胰岛素。……这些都对探索生命的奥秘有重要意义。既有利于增强民族自豪感,对学生进行爱国主义教育,又能调动学生学习生物积极性。同时还可涉及生物发展前景:学习《生理卫生》时,指出器官移植、单克隆抗体的免疫治疗的应用前景;学习《生殖系统》时,指出试管婴儿的诞生和发展的过程及意义;人类基因组计划的进展及意义;学习《动物学》时,指出仿昆虫复眼可研制偏振光天文罗盘,蝇眼透镜,鳖眼电子模型;学习《遗传和变异》时,指出基因工程在人造生物,物种改良,疾病征服等领域的应用,从而使学生能放开眼界,进而深感生物科学对未来生活的重要性,激发他们的创新使命感。

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