如何培养学生的创新思维——以《植物学》“根”一节的教学过程为例

吴晓霞, 丁海东, 徐小颖, 耿 斌, 金银根

(扬州大学 生物科学与技术学院, 扬州 225009)

教学中的创新思维即在教学过程中“教师要教给学生一些创新思维的技能”[1]，通过教师精心的设计以及课堂上的教学双边活动，在顺利完成知识目标的同时，注重培养学生的创新思维能力。“助跑80后”访谈杨澜时她提到：“国内教育与国外教育的区别在于，国内是力求教会学生答案，而国外是教学生提问题”，而提出问题的能力正是创新能力的重要体现。教师和学生是实施创新能力培养的共同主体，创新培养的理念是否得到切实落实的关键依赖于教师与学生对创新能力培养的认识和改变[2]，而这种改革需要从每一位教学第一线的教师做起，改革现有的“满堂灌”的教学模式，在教学过程中努力培养学生的创新思维。

植物学是一门经典学科，教学内容偏重于对植物各器官形态及结构的描述，较为基础。如何在进行基础知识传授的同时强化对学生创新思维能力的培养是一个具有挑战性的问题。近年来，笔者尝试根据不同的教学内容采取不同的教学方式，注意运用激发学生思维的手段，既提高了学生的学习积极性、促进学生掌握知识、又有利于学生创新思维的培养，达到了较好的教学效果。现以《植物学》中“根”一章的部分教学内容为例，谈谈在教学中的一些具体做法。

1 巧妙运用“问题串”，激发学生主动思维能力

“To question well is to teach well”，一系列好的课堂提问，不仅使学生主动参与到课堂教学中，形成以学生为中心的教学理念[3]，增加了教师与学生、学生与学生的互动，而且使教学课堂成为思维的课堂，疑问-思考-交流-顿悟；老师在学生的思考过程中给予思维方法的点拨，激发学生的思维，引发学生的求知欲[4]，收到了较好的教学效果。现以“植物根尖的结构与功能”的内容为例，说明如何较好地运用“问题串”法培养学生的创新思维。

Q1：在生活实践中经常看到移植树木时根部总是带土移植，树木移栽为什么要带土，这样做的科学依据和好处是什么？

对于大一学生来说，这是一个比较浅显但又与日常生活紧密相关的问题，学生参与的激情因为熟悉而被激发，绝大多数学生很快就能说出答案：“保护植物的根部”、“减少植物的失水”、“增加成活率”。

Q2：为什么植物根部带土会减少植物的失水，增加成活率呢？

这一问题看似简单，学生可能会给出各种答案，但是在没有学习本节内容之前，是不能准确回答的，教师此时对学生的各种答案进行点评，在点评的过程中要注意保护学生的创新性和原创性思维，并给出正确的答案：主要与植物根尖的结构和功能有关，这就将学生的求知欲激发出来，进而引出本章节的学习内容及“根尖具有怎样的结构”的疑问。

Q3：根尖具有怎样的结构？

有了前面两个问题铺垫的基础，教师因势利导呈现植物根尖结构方面的知识材料，一方面引导学生自觉深入学习根尖的结构分区及特征，培养学生自主学习能力，另一方面通过教学媒体的展示强化根尖结构知识，并解决学生在学习中可能遇到的疑问，紧接着继续发问：

Q4：根尖结构的哪些特征与其吸水功能相适应呢？

这是一个分析性的问题，学生一方面需要消化刚学过的根尖结构的知识，另一方面还需要辨别根尖结构的知识点中哪些是与吸水功能直接相关，哪些对吸水功能有间接促进作用等。并引导学生分析得出：根尖的结构不仅与根的吸水功能密切相关，还与根的伸长生长、根的向地性、对根的保护等功能密切相关，在教学过程中指导学生辩证地思维方式：植物的结构总是与其所执行的功能相适应，为了进一步强化结构与功能相适应的辩证思维，还可以建议学生建立表格，将根的功能与根尖的结构一一对应，在掌握根尖功能的过程中强化根尖结构的知识，使学生在了解根的功能的条件下，联想复习根尖结构的知识，而不是机械地识记，培养学生的联想能力。

Q5：试推测一下，水生植物根尖的结构与陆生植物会不会有所不同呢？如果有，其不同可能表现在哪些部位，为什么？

这个问题在课本上并没有现成的答案，但却激发了学生的科学思维以及探究学习的欲望，这样一个开放性的问题有利于培养学生发散性思维，对这个问题的处理教师可以根据实际教学情形，既可以在课内通过呈现不同生境植物根尖结构的图片让学生对比找出答案，也可以布置成课后探究学习题目，让学生进入开放实验室，通过亲自动手实践观察，在自我探究中得到解答。这种类型的题目还可引申到旱生植物、湿生植物等。

Q6：根据所学的根尖结构及与功能的关系，你们还能提出什么样的问题？

这个问题更具有开放性，问题提出后，首先要求同学们思考、讨论，然后给出答案，答案可能会有很多，教师要注意鼓励、引导学生思维，同时要保护原创性思维。

通过以上一系列“问题串”，在保证基础知识学习的前提下[5]，既激发了学生的学习动力，又有效地引导学生运用创新思维方法。

2 适当使用“思维导图”模式，培养学生分析和综合信息的思维能力

科学的学习过程不仅仅是知识的简单积累过程，还是一个分析和综合信息的过程；思维导图是表达发散性思维的有效地图形思维工具，是一种有效信息与知识整理工具，一种激活知识存量、激发思维增长的可视化工具[6]。学过植物学的同学普遍反应，植物学课程概念多、内容杂、小知识点多，学完后很难记住，究其主要原因还是因为教师上课时分节讲授，学生课后又不会归纳总结。为了强化学科知识的整体性，我们在每一章节教学结束后，都会布置思维导图作业，要求学生运用思维导图，根据其对课堂知识的理解主线，将本章节知识列成一系统的思维导图，培养学生的分析和综合信息的能力；不同的学生可能根据自己对知识的理解画出个性化的思维导图，如在根这一章学完后部分学生将“根的概念及发生”的知识作为“主根”，而将“根的形态”“根尖的形态与结构”以及“根的初生结构与次生结构”和“根瘤与菌根”分别作为主根上的各级侧根及侧根分枝一一展开，清楚、形象、显明地在一张思维导图上展现了课本上近40页内容中的主干部分。学生普遍反应，运用思维导图不光促进了植物学知识的学习，而且也有利于其它相关学科的学习。此外，在创建思维导图的过程中，我们还通过鼓励求异以培养学生创新思维的多向性[7]。

3 通过对课本中部分概念及命题的重定义方法，培养学生扩展式思维能力

具有创新意识的重要特征是思维的发散和流畅，这就需要教师在课堂教学中帮助学生打破思维的定式，学会从多角度思考问题[8]。植物学教学中由于涉及到比较多的概念和定义，因此很多同学将植物学的学习方法定义为死记硬背，事实上这种学习方法只能是短期突击、应付考试，并不能真正地掌握植物学的知识，因为在他们背的过程中并没有真正理解所学的知识，而理解的一个重要能力就是对所学概念重定义的能力[9]，重定义能力有利于启动学生的发散性思维，迅速判断原有概念的本质及其内涵和外延，并用自己的语言进行重新组织定义，一方面培养学生突破现象发现本质的能力，另一方面也培养学生养成突破思维定势的创新思维能力。如课本上有关根的维管柱鞘是这样定义的：“维管柱鞘是位于维管柱最外部、紧接内皮层细胞的一层或数层薄壁细胞”，我们在学完维管束鞘的相关知识点后要求学生根据自己的理解用自己的语言重新组织定义。有位学生给出的定义是“维管柱鞘是指维管柱最外层由一层或数层薄壁细胞组成的具有潜在分生能力和保护作用的细胞群体”，我们可以发现在这个新的定义中，学生一方面根据理解，保留了原有定义中有关维管柱鞘的存在部位及细胞特征等关键点，同时还明确了维管柱鞘的功能，在重新定义的过程中对原有定义的内涵进行了补充，使新的定义更加完整和可理解。较好地体现了创新的本质：“调动已知的信息，产生新颖的思想，获得新颖成果”[10]。

我们还在教学过程中通过多种其它教学手段培养学生的创新思维，如：在进行定根，不定根的内容学习时让学生根据定根的概念逆向思维，推出不定根的概念；讲授直根系和须根系时与农业生产上的应用紧密联系，培养学生的运用思维；在根的结构讲完之后建议学生对所学的单子叶植物根的结构与双子叶植物根的结构的区别、根的初生结构与次生结构等进行比较学习，培养学生的比较思维、在理论教学中贯穿实践教学培养学生的应用思维[11]。

与前几年相比，学生对植物学的学习兴趣明显提高，对植物学知识的探究热情提高。这主要体现在两个方面：一是作为选做内容的研究性实验教学的选课人数明显增加，部分学生更是进入实验室选择导师进行系统地植物学方向的研究性活动；二是学生在研究性实验教学中表现出了较好地创新思维和科学性思维。

实践表明，这样的教学模式不光有利于植物学知识的学习，更能培养学生的创新思维能力、科学探究能力，还能帮助学生理解、内化所学的知识，提高学生学习的主动性与积极性，有利于发挥学生的主观能动性，提高学生的主动探究意识。

参考文献:

[1]何茂莉. 创新思维的培养与高校素质教育[J]. 贵州工业大学学报，社会科学版，2000, 3: 46-48.

[2]严 薇, 袁云松. 大学生实践创新能力培养的探索与实践[J]. 中国大学教学，2012, 9: 78-80.

[3]张芳琳, 吕 欣, 杨艳红. 病毒学教学改革的思考与探讨[J]. 山西医科大学学报：基础医学教育版, 2010, 7:680-681.

[4]曹媛媛, 张 明, 唐欣昀， 等. PBL教学法在微生物教学中的应用[J]. 生物学杂志, 2013, 30(4): 97-99.

[5]解丽芳, 林宏辉. 生物实验教学中心创新人才实验教学平台建设[J]. 生物学杂志, 2013, 30(2): 92-94.

[6]吴 静. 基于思维导图培养学生创新思维的教学模式研究[D]. 石家庄：河北师范大学, 2012.

[7]张春枝. 学生创新思维培养探索[J].科技资讯, 2012, 22:218.

[8]杨建民.创新思维与教学设计的探讨[J]. 湖南科技学院学报, 2008, 29(7): 185-186.

[9]马春生, 龚国祥. 校际“同课异构”课的观察比较视角[J]. 化学教育, 2010, 7: 21-24.

[10]张义生. 论创新思维的本质[J]. 中共中央党校学报, 2004, 4: 28-31.

[11]项小燕, 吴甘霖，王志高，等. 实践教学在植物学课程教学中的探索[J]. 生物学杂志, 2013, 30(2): 102-104.