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随着新课程改革的进行,生物教师在教学中面临着如何培养学生的创新精神以及创新能力的问题。生物学实验教学是生物学教学中不可分割的重要组成部分,它以其突出的实践性,为学生创新能力的培养提供了一个广阔的空间。我们应该充分利用生物实验教学的特点,调动学生学习的主动性,激发学生强烈的好奇心和求知欲,鼓励学生大胆创新、积极实验,使学生从实验中获得一种受益终身的能力,为其今后的发展打下坚实的基础。
一、引导学生正确认识生物学实验
生物学实验教学在生物学中占据着重要的地位,它对于培养学生良好的实验习惯、实验技能和实验能力有着非常重要的作用。在传统的教育体制下,有些教师以准备实验麻烦、学校仪器缺乏、学生动手能力差等种种理由为借口,在实验教学时还是照本宣科,以教师讲、学生记来教学,使学生丧失学习的兴趣。为了提高学生的实验的基本技能,一定不能怕麻烦。在教学过程中,要注意引导学生手脑并用,不仅要求学生在实验操作的基本功上、技术上做到学会乃至达到灵活、准确、协调的程度,还要让学生动脑思考问题,实验应该怎样做,为什么要这样做,还可以怎么做,从而达到培养学生创新能力的目的。
二、实验教学中培养学生创新能力
1.改进实验的方法,激发学生创新的兴趣
学生可以在实验教学中通过动脑、动手、动口来逐步提高观察能力、想像能力、分析能力、判断能力,从而促使学生的个性和创新能力得到发展。
例如:高一生物实验“使用高倍显微镜观察细胞结构”,在观察植物细胞结构时为了能看到叶绿体,教材建议用黑藻来观察,可是黑藻是淡水沉水草本植物,要从水中取,取材很不方便。我就启发学生如果不用黑藻,还可以用什么取代它呢?请大家开动脑筋。一会儿之后,有的同学说绿色叶子可以用,其中一定存在叶绿体,我做出肯定,指出要观察到叶绿体,细胞最好是一层的,不然就要进行撕带有叶肉的表皮,比较麻烦。请学生们再思考什么植物的叶子更好取呢?接着我又启发学生教室后面阴暗潮湿的地方有什么?这时学生很快想到了苔藓,老师加以肯定,并说明那苔藓植物实际上是葫芦藓,它的叶片是由单层细胞组成,而且叶绿体较大,适于观察。再如,高中生物实验“叶绿体中色素的提取和分离”中,我们以前用书上指定的毛细吸管画滤液细线总是画不好,于是我在上实验课的时候,准备了毛细吸管和滤液(放在试管里);还有盖玻片和放很少滤液的培养皿两套用具,让学生自己动手去做,得出哪一套用具画的滤液细线更齐,最后学生发现是后一套的效果更好。在教学过程中,教师通过启发引导学生,充分发挥学生的主观能动性,进行了大胆创新。
2.进行探究性实验,培养学生创新的能力
现在高中生物教材中的探究学习活动很多,任课教师要精心组织实验教学,培养他们的创新能力。在实验教学中教师引出问题,创设出引起学生困惑或疑问的情境。
例如:在做“观察植物细胞质壁分离和复原”实验时,原来的实验是先在低倍镜下观察洋葱表皮细胞,然后在高倍镜下观察,接着在装片的一侧滴加30%的蔗糖溶液,用吸水纸在另一侧吸引,重复几次,观察质壁分离现象;再滴加清水重复上述步骤,观察质壁分离复原现象。从这个实验老师可以引导学生思考,怎样才能测出洋葱细胞的细胞液的浓度呢?学生展开了热烈的讨论,最后他们得出用不同浓度的蔗糖溶液进行实验,老师对他们的讨论结果加以肯定,接着问“不同浓度的蔗糖溶液”应该有什么规律呢?请学生举例说出,进一步讨论学生可以说出如用3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%等一系列浓度梯度的蔗糖溶液进行课本上的实验,可以依据细胞液的浓度位于没有发生质壁分离和初始质壁分离之间,从而得出细胞液的大致浓度。再如,在研究“PH影响淀粉酶的活性”的试验中,教材是用碘液来检验实验结果的,学生在操作的过程中发现在碱性的条件下,淀粉遇碘是不变蓝的,那么说明这个实验还不能用碘液来检验结果。那么用什么来检验呢?学生想到了斐林试剂,那么斐林试剂是碱性的,如果加入到酸性的环境中会发生中和反应,所以加入的剂量请学生做进一步的探究。通过对实验内容的进一步探究,学生既加深了对所学知识的理解和记忆,又激发了主动探究的兴趣,增强了创新能力。
3.动手设计实验,发展学生创新的能力
当学生熟悉了操作程序,也基本掌握了实验技能时,教师可鼓励部分学生,进行实验的设计,进一步培养他们创新能力。
例如,2008年8月8日要在北京举办奥运会,假如想用菊花来装点北京,想让菊花提前开放,请学生思考该怎么做呢?并且能够说出实验过程。那么学生就可以根据菊花是短日照植物来设计实验:让学生准备多盆长势相同的菊花,对它们分别进行不同时间的遮光处理,菊花就可以提前开放,还可以知道具体遮光多长时间是适于菊花开放的。实验设计中对考虑到应该遵循的对照原则和单一变量原则的学生,教师加以表扬。
再如,设计探究“种子萌发的条件”的实验,教师先请学生查找能够影响种子萌发的因素,然后学生在教师的指导下分成几组,分别探究不同因素对种子萌发的影响,学生自己可以在家完成实验,最后组长进行汇总得出种子萌发的条件:如水、空气、温度、阳光等。在设计实验及实验中教师应使学生充分发挥他们的潜能,调动他们学习的积极性。
一、引导学生正确认识生物学实验
生物学实验教学在生物学中占据着重要的地位,它对于培养学生良好的实验习惯、实验技能和实验能力有着非常重要的作用。在传统的教育体制下,有些教师以准备实验麻烦、学校仪器缺乏、学生动手能力差等种种理由为借口,在实验教学时还是照本宣科,以教师讲、学生记来教学,使学生丧失学习的兴趣。为了提高学生的实验的基本技能,一定不能怕麻烦。在教学过程中,要注意引导学生手脑并用,不仅要求学生在实验操作的基本功上、技术上做到学会乃至达到灵活、准确、协调的程度,还要让学生动脑思考问题,实验应该怎样做,为什么要这样做,还可以怎么做,从而达到培养学生创新能力的目的。
二、实验教学中培养学生创新能力
1.改进实验的方法,激发学生创新的兴趣
学生可以在实验教学中通过动脑、动手、动口来逐步提高观察能力、想像能力、分析能力、判断能力,从而促使学生的个性和创新能力得到发展。
例如:高一生物实验“使用高倍显微镜观察细胞结构”,在观察植物细胞结构时为了能看到叶绿体,教材建议用黑藻来观察,可是黑藻是淡水沉水草本植物,要从水中取,取材很不方便。我就启发学生如果不用黑藻,还可以用什么取代它呢?请大家开动脑筋。一会儿之后,有的同学说绿色叶子可以用,其中一定存在叶绿体,我做出肯定,指出要观察到叶绿体,细胞最好是一层的,不然就要进行撕带有叶肉的表皮,比较麻烦。请学生们再思考什么植物的叶子更好取呢?接着我又启发学生教室后面阴暗潮湿的地方有什么?这时学生很快想到了苔藓,老师加以肯定,并说明那苔藓植物实际上是葫芦藓,它的叶片是由单层细胞组成,而且叶绿体较大,适于观察。再如,高中生物实验“叶绿体中色素的提取和分离”中,我们以前用书上指定的毛细吸管画滤液细线总是画不好,于是我在上实验课的时候,准备了毛细吸管和滤液(放在试管里);还有盖玻片和放很少滤液的培养皿两套用具,让学生自己动手去做,得出哪一套用具画的滤液细线更齐,最后学生发现是后一套的效果更好。在教学过程中,教师通过启发引导学生,充分发挥学生的主观能动性,进行了大胆创新。
2.进行探究性实验,培养学生创新的能力
现在高中生物教材中的探究学习活动很多,任课教师要精心组织实验教学,培养他们的创新能力。在实验教学中教师引出问题,创设出引起学生困惑或疑问的情境。
例如:在做“观察植物细胞质壁分离和复原”实验时,原来的实验是先在低倍镜下观察洋葱表皮细胞,然后在高倍镜下观察,接着在装片的一侧滴加30%的蔗糖溶液,用吸水纸在另一侧吸引,重复几次,观察质壁分离现象;再滴加清水重复上述步骤,观察质壁分离复原现象。从这个实验老师可以引导学生思考,怎样才能测出洋葱细胞的细胞液的浓度呢?学生展开了热烈的讨论,最后他们得出用不同浓度的蔗糖溶液进行实验,老师对他们的讨论结果加以肯定,接着问“不同浓度的蔗糖溶液”应该有什么规律呢?请学生举例说出,进一步讨论学生可以说出如用3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%等一系列浓度梯度的蔗糖溶液进行课本上的实验,可以依据细胞液的浓度位于没有发生质壁分离和初始质壁分离之间,从而得出细胞液的大致浓度。再如,在研究“PH影响淀粉酶的活性”的试验中,教材是用碘液来检验实验结果的,学生在操作的过程中发现在碱性的条件下,淀粉遇碘是不变蓝的,那么说明这个实验还不能用碘液来检验结果。那么用什么来检验呢?学生想到了斐林试剂,那么斐林试剂是碱性的,如果加入到酸性的环境中会发生中和反应,所以加入的剂量请学生做进一步的探究。通过对实验内容的进一步探究,学生既加深了对所学知识的理解和记忆,又激发了主动探究的兴趣,增强了创新能力。
3.动手设计实验,发展学生创新的能力
当学生熟悉了操作程序,也基本掌握了实验技能时,教师可鼓励部分学生,进行实验的设计,进一步培养他们创新能力。
例如,2008年8月8日要在北京举办奥运会,假如想用菊花来装点北京,想让菊花提前开放,请学生思考该怎么做呢?并且能够说出实验过程。那么学生就可以根据菊花是短日照植物来设计实验:让学生准备多盆长势相同的菊花,对它们分别进行不同时间的遮光处理,菊花就可以提前开放,还可以知道具体遮光多长时间是适于菊花开放的。实验设计中对考虑到应该遵循的对照原则和单一变量原则的学生,教师加以表扬。
再如,设计探究“种子萌发的条件”的实验,教师先请学生查找能够影响种子萌发的因素,然后学生在教师的指导下分成几组,分别探究不同因素对种子萌发的影响,学生自己可以在家完成实验,最后组长进行汇总得出种子萌发的条件:如水、空气、温度、阳光等。在设计实验及实验中教师应使学生充分发挥他们的潜能,调动他们学习的积极性。