引导动手实验 培养创新能力

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  摘 要: 培养创新能力是新时代教育的主旋律。生物科学是以实验为基础的自然科学,实验教学不仅是培养学生动手能力,训练操作技能的重要途径,更是激发学生探索兴趣,培养学生创新精神和创新能力的切入点。笔者结合生物学实验教学的实践,就实验教学中培养学生创新能力谈谈个人的看法。
  关键词:生物学科;实验教学;创新能力
  
  21世纪的最大特点是科学技术飞速发展日新月异,社会科技竞争异常激烈。我国要想在竞争中立于不败之地,就要培养出大批的高素质、高水平、高能力的创新型人才。因此,在教学中注重培养创新精神应成为现代教学的主旋律,生物是一门重要的基础学科,实验教学又在整个教学中占有重要的比例。因此,如何引导好动手实验对培养学生的创新能力十分重要。
  
  一、实验前设疑,调动创新欲望
  
  谈到创新,学生往往有一种神秘感和可望不可及的惧怕心理,认为那是科学家的事,自己没有资格、也没有能力去创新。其实,人人都有创新的潜能,只要教师在教学过程中有意恰当的加以引导,就能调动起学生创新的欲望。比如,做种子萌发视验时,先向学生提出问题:(1)种子萌发时是否需要光和氧气?(2)萌发时是先发芽,还是先出根?由于他们平时并没有注意观察这些现象,不清楚,便会争论起来。我们应趁热打铁,让他们设置几个种子萌发的对比实验,亲自动手做,并观察做好记录。看谁设置的实验最合理,结果最准确。学生都想争做最好,肯动脑筋,积极思考。
  
  二、实验中质疑,培养创新意识
  
  做无定法,但做可择法,亦可创法。教师应勇于抛弃旧的传统教学模式,大胆进行改革;学生也可以对书本的实验操作过程提出问题,进行改革。传统的实验教学是教师把书本上的方法、步骤、结论先教给学生,然后学生顺着老师讲的路子去做。这样,不能培养学生独立思考、独立操作的能力。因此实验过程中,应鼓励学生大胆提出疑问,并针对疑问设计解决问题的实验方案,这样就会在潜移默化中培养他们的创新意识。要鼓励学生多发问,让他们敢想、敢怀疑、敢问。即使某些问题是可笑的,某些发现是错误的,某些探索是失败的,教师也不要挖苦讽刺,而应从积极的方面加以鼓励,并帮助分析错误、失败的原因,使学生产生的创造幼苗得以茁壮成长。在做初中生物实验“向澄清的石灰水中吹气”时,就有学生提出:甲试管没有吹入任何气体,所以没有变化,而乙试管吹入CO2气体,肯定变混浊。应马上肯定这个学生的问题提得很好,并说明在这个试验中,甲试管是用来做对照的,但没有对比性,应当改进。如何改进呢?让学生讨论,最后得出,可用打气针或注射器向甲试管中反复注入空气。在做“观察蚯蚓”的实验时,有学生提出:我带的蚯蚓没有环带,难道是个怪种?应表扬这个学生观察仔细,善于发现问题,并要求全体学生仔细观察,是否是幼小的蚯蚓没有环带,而大的蚯蚓有呢?最后学生通过观察比较,得出结论:成熟的蚯蚓才有环带。这样,在实验中鼓励学生质疑、讨论、解疑,不仅提高了实验效果,又培养了学生动手、动脑、观察能力,培养了创新意识。
  
  三、打破传统的思维定势,培养创新品质
  
  生物实验可分为技能型、验证型、探索型。生物教材中的实验大多是验证型的,而探索型实验最能培养学生的创新能力。教师在上实验课时,可改验证型实验为探索型实验。如讲茎的输导作用时,教材上是先讲“水分和无机盐是由导管由下向上运输的”,然后用一个演示实验进行验证。我们应予以改进:课前布置学生剪取一些小段树枝,全班分成几个小组,各组分别对自己的材料作不同处理:(1)将枝条插在稀释的红墨水中;(2)将环割部分树皮的枝条插在稀释的红墨水中;(3)将除去叶的枝条插入稀释的红墨水中;(4)将枝条插在稀释的红墨水中。上课时,让学生先对比观察不同处理枝条的外观,并切开茎观察茎内部颜色变化,提出启发性问题:(1)茎的颜色是否发生变化?发生变化的位置?(2)正常枝条、环割枝条、除去叶的枝条、倒插枝条现象是否相同?分析产生原因的可能因素。学生根据已学知识,并通过对亲自动手制作的实验材料观察到的现象,各抒己见,提出问题,在讨论和争议中解决问题,得出结论。教师只要稍做归纳,就能达到突破教学难点,巩固学生知识的目的。培养了学生创造型思维能力。
  
  四、实验后解疑,培养创新能力
  
  〕实验结束后,学生往往会得出一些与书本上不同的结果,有些学生会对此乎视而不求甚解,就把书本上的正确结论写上实验报告。教师应鼓励学生针对实验结果发现问题,提出问题,想一想产生不同结果的原因,是否有改进的方法。当学生提出问题时,要耐心细致的帮助分析解答,不要指责学生操作方法上的差异。如在“观察根对矿质元素离子的交换吸附现象”时,有的学生将洗净浮色的根放入蒸馏水和CaCl2溶液中,蒸馏水和CaCl2,溶液都变蓝,有的看上去都不变蓝色。我们应细心解释:按理讲,放入洗净浮色的根,蒸馏水不变为蓝色,CaCl2溶液变蓝色。而实验中,蒸馏水中变蓝色是根表面的浮色未洗净。二者都不变蓝色,是因为亚甲基蓝离子被钙离子交换后,因数量少,溶液变蓝色很难辩认,可在盛溶液的培养皿下放一白纸,增强显色效果,以便区别。
  总之,在实验教学中,我们只要不断地“设疑——动手——观察——结论——质疑——讨论——解疑——归纳”,就可能激发起学生的创新意识,培养学生的创新思维和创新品质,提高学生的创新能力。对此我们必须高度重视,并要在教学实践中努力探索。
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