高中生物实验教学对学生创新思维能力的培养

陕西省绥德县第一中学(718000) 钟莉莉

1 前言

生物是一门以实验为基础的学科，注重实践操作，是学生的一种真实学习体验，对于培养学生的创新能力有着至关重要的作用。理论课无法替代实践课，理论成果的展示可以用成绩去衡量，但实践成果的展示只能靠作品或者实验数据去表示。新课标要求高中生物既要让学生获得基础的生物学知识，又要让学生领悟生物学家在研究过程中所持有的观点及解决问题的思路和方法。要求学生主动地参与学习，在亲历提出问题、获取信息、提出证据、检验假设、发现规律等过程中学习，养成科学思维的习惯，形成积极的科学态度，发展终身学习及创新实践能力。众所周知，生物学发展迅速，在医药、农业、生物救治方面具有重要作用。因此，高中生物教学在传授理论知识的同时，更要注重学生科学思维的养成和提升。

2 教学现状

高中生物课堂应该是一个 “以动促静，动静结合”的良性循环模式。在传统教学模式下，教师为了完成应试大背景下的理论知识传授，削减或占用实验教学的课时，只是一味的传授课堂知识。本来薄弱学校对于实验课程的开设就比较少，加之教师的重视程度不够，实验教学越来越边缘化，还有的教师认为学生上实验课纯属 “娱乐”。换个角度想，其实这种所谓的 “娱乐”就是学生对实验课的热爱，只是缺乏相应的引导和规范。学生缺乏动手操作的机会，长此以往，会逐渐消磨学生对于生物学科的兴趣和爱好。徒有理论虚壳，无扎实的实践操作，实验终将成为学生发展的 “短板”。因此，对于实验教学不能只是纸上谈兵，实验课为学生提供了科学思维的田地，这块地不能就这样被荒废了。应该是学校、教师和学生共同耕耘，努力营造一个生动活泼的生物实验课堂。

3 实验教学的重要性

要想改变上述现状，就得改变教师的教学理念。我们要打破现有格局，要真正让学生成为实验的主人。在实验过程中，教师要科学合理分组，可以将理论强、动手能力差的学生和理论差、动手能力强的学生组合在一起，取长补短，对于彼此能力的迅速提升有很大的帮助。在传授实验理论知识的同时，可以培养学生保护自然环境、爱护实验材料的意识，从而让学生形成尊重生命的理念；注重培养学生的环保意识，对于实验材料的最终处理，不能随意丢弃，从而培养学生一定的社会责任感。平时实验课的开放，让学生尝试做实验准备员，那么学生在准备实验的过程中就自然会结合课本实验原理进行思考，实现多学科知识的有机融合。生物实验中很多时候会用到化学试剂，那么对于学生的化学理论知识的巩固具有一定的促进作用。教师在一定程度上要放手让学生去动手，而不是去打压，平时可以让感兴趣的学生在课余时间到实验室做创新探究实验。学生的想象力和创造力是无限的，远远超出教师的想象，相比上课时枯燥的理论知识学习，他们更喜欢这种动手实践的活动形式。在探究过程中，既达到了理论与实践相结合的目的，又可以实现学生创新思维能力的培养，正所谓一举两得。

4 案例分析

笔者通过以下两个案例，阐释高中生物实验教学对学生创新思维能力的培养的重要性。

4.1 案例一

生物实验普遍会用到显微镜，但在实验过程中若想很好的记录实验结果就成了难题。笔者想到是否可以制作一个适用于显微镜的手机支架，并要求学生参与。学生利用自行车尾灯零件作为显微镜目镜镜筒的固定装置，采用窗帘固定支架作为滑动轨道，再将手机支架作为手机固定装置。然后将三者通过螺丝连接起来，变成了一个显微镜手机支架的简易装置。之后有学生提出能否让显微镜自带光源，设想买个小手电筒固定在显微镜的载物台下方或者左、右方，由于反光镜可以随意变换方向，就使得显微镜的对光变得简单，不再受天气和实验室光线的影响，我们甚至可以将显微镜置于室外，摆脱光源的限制。学生的创造力和想象力是无限的，远远超出教师的想象。所以，实验教学可以促进师生共同进步，让学生善于发现问题、解决问题，发明新设计，打造新思路。本案例中，教师通过激发学生的创造潜能，把学生从被动的知识接受者转变为主动的实验参与者，发挥了学生的主观能动性，培养了学生的创造力，激发了学生的创新思维。

4.2 案例二

在“绿叶中色素的提取和分离”实验中，课本将其设置为验证性实验，验证绿叶中色素的种类、颜色和含量，采用滤纸条和层析液来分离色素，教师可设置为探究性实验。在课本实验中，由于层析液会挥发以及边缘效应的产生，因此需要减去滤纸条两端(对滤纸条的宽度和长度有一定的要求)，并且需给小烧杯加盖，防止层析液挥发。即使如此，有时候依然不可避免的会出现滤液细线触及层析液，导致实验失败。并且在习题中出现过用圆形定性滤纸来代替滤纸条，但是教师只是从理论上进行讲解，学生只是生硬的想象不一定能理解。如果教师在实验过程中让学生分组，分别用滤纸条和圆形定性滤纸来做实验，并且进行对比，那么这个实验就成了探究性实验。由于实验条件有限，实验时采用四氯化碳作为层析液，色素带只有3条。教师把问题抛给学生，学生通过讨论得出结论——与层析液成分有关，为日后该实验的创新提供了一定的素材。除此之外，学生还提出将实验材料进行优化，比如选用韭菜、青菜、芹菜等进行对比，从而更好的选择实验材料。为了证明碳酸钙和乙醇的作用，可以让学生在实验课上自行验证。设置3组对照：“碳酸钙＋二氧化硅＋乙醇”为第一组，“碳酸钙＋二氧化硅＋水”为第二组，“碳酸钙＋乙醇”为第三组。通过对比3组实验提取出来的色素颜色，第一组深绿色，第二组浅色，第三组浅绿色，得出结论：色素作为有机物，与乙醇等有机物相似相溶，而加入碳酸钙则可以防止色素被破坏。这样学生主动思考得出结论相比教师口头阐述，效果要好得多。实验教学中，教师根据教学目标，由浅入深、循序渐进，巧妙设计好引导学生思考的核心问题(问题串)，训练学生的逻辑思维能力，使学生从无疑中生疑、知疑，达到小疑有小进，大疑有大进，久而久之，必然会促进学生创新思维能力的发展。

5 小结

学生只有通过无数次的实验，看待问题才会有高度，才能有质疑精神和问题意识，否则一味的被教师牵着鼻子走，认为课本就是权威、科学家的发现就是权威，何以指望这些学生将来主宰社会呢?所以，在教学中就要求教师多加指导，长此以往，将改变高中生物实验教学所占课时比例小、学生遇到实验题束手无策的现状。那么，实验课堂将有由以前的 “讲实验—做实验—完成实验报告”的课堂转变为 “设计实验方案—操作实验—操作再修改—反思提高—找出最佳实验策略”的课堂。高中生物实验教学唯有如此，才能让学生在实验课堂中形成生命观念，培养学生科学探究精神和科学思维，具有一定的社会责任感，从而具备一定的创造性思维。