基于培养学生创新能力的生物实验教学
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【摘要】新课标提倡培养学生的创新能力，实验教学是培养学生创新能力的重要手段。改革实验教学，设计真实的问题情境，让学生在实验设计与实验操作中发现问题、提出问题、解决问题，是培养学生创新能力的有效途径。
【关键词】创新能力 实验教学
生物学是一门实验科学。生物实验是中学生物教学中不能缺少的部分，它是生物教学的重要组成部分和基础，它不仅可以帮助学生对知识加深理解、训练学生动手能力，还能培养学生观察力和创新能力，提高学生科学素养。生物实验教学效果关系着中学生物教学质量，它对于学生科学素养的养成，对生物知识体系的构建有着系统的认识。科学探究的一个重要组成部分是实验设计，组织学生进行实验设计是培养学生创新性思维的有效途径。在实验过程中对学生提出问题的过程能够激发学生学习的创新能力。因此，加强中学生物实验教学能够提高生物教学效果和培养学生创造能力，这在当前的素质教育要求中有着非常重要的意义与作用。
一、创新能力培养
在新课程改革中提到要发展素质教育，培养学生的创新能力，但是该如何在基础教育中运用好创新，这需要从三方面理解：一是前所未有的，对社会具有创新意义的；二是对学生与其他学生的比较来说，当他们在解决问题的时候采用同年龄或是同一教育阶段的其他学生未采用的方法或途径解决；三是对学生自己而言，运用自己从未用过的方法解决问题，例如：在实验中自己假设实验结果然后自己设计实验，虽然这个方法与途径是他人已经采用过的。根据中学学生的实际情况，中学生的创新能力的培养主要应集中于第二、第三层次上培养学生的思维能力和实际操作能力。
二、当前生物实验教学存在的问题
为了了解当前生物教学中存在的的问题，我们进行了有关实验教学的问卷调查。抽取初二6个班学生发放调查问卷，共发放问卷280份，回收问卷266份，有效问卷251份，有效率89.6%。调查发现目前生物实验教学主要存在以下几个问题：
1.不重视实验教学。在初中阶段，生物作为一门“副科”，学生在应试教育的压力下，不重视生物学科的学习，对生物实验，学生更是抱着一种应付的心态。
2.实验教学无实验。调查也发现，学生对生物学实验课不重视与能充分发挥学生主体性的实验课较少有着密切的关系。目前中学生物实验教学实践中，主要采用“讲实验”的教学模式，即：演示实验、视频实验等，特点是教师讲解重点，学生记录；教师动手、学生观察。由于教师实验技能较高上课前也做了充分的准备，实验中得到的结果大部分较为理想。利用演示实验、视频实验的教学方法，虽然能够确保每次实验的成功，从而确保教学效果，对学生理解和掌握生物学概念、规律有很大帮助。但是，“讲实验”剥夺了学生亲自探索、主动、积极思考的机会，无形中养成了学生被动接受知识的习惯，阻碍了学生的发散思维、动手操作能力的培养与锻炼。91%的学生更愿意自己操作实验。
3.漠视学生的创造性。在学习的过程中，学生还是会有许多的问题冒出，问卷调查发现，91.4%学生在实验过程中是有疑惑的，虽然有些问题不存在研究的价值，但有些问题还是能激发学生思维的。只是在以往的教学过程中，为了达到预期的教学目标，教师没有留出更多的思考空间，或者说没有留出提问的空间给学生，再加上学生怕自己的问题被其他同学取笑，慢慢地就形成了老师讲、学生听的场面，学生习惯于老师的“正确答案”，学生的问题意识慢慢地就被忽略了。这种教学必然导致学生探究意识的淡泊，产生不了主动探究的欲望。这些现象充分表明，目前中学生的问题意识、提问能力亟待培养和提高。
三、改革实验教学，培养创新能力
通过生物实验，为学生创设一些真实的、直观的问题情境，再通过观察、动手操作等途径来发现问题，并鼓励用自己的语言表达出来，产生对答案寻求的欲望。并通过让学生写一些实验报告，实验反思，反思自己实验过程中发现的问题，再经引导，使问题意识加强，探究意识加强。其实在教学过程中，只要有意识地、用心地去寻找，还是可以发现有很多培养学生问题意识的机会，从而可以使学生思维品质得到不断完善，思维水平得到提高。例如DNA实验，对于初中学生来说，遗传物质――DNA 看不见摸不着，非常抽象。如果能够给学生一个直观的认识，无疑会使学生对 DNA 产生学习兴趣。
首先，创设一定的情境，利用视频播放遗传物质――DNA 如何在法医学上发挥作用，通过对现场残留的血、、唾液、骨骼、毛发等做 DNA 指纹分析，然后与嫌疑犯或嫌疑犯父母的 DNA 指纹图谱比较，从而为公安机关对案件的侦破提供可靠的依据。什么是 DNA 指纹技术？DNA 指纹技术应包括所有能进行个体识别的 DNA 多态分析技术，是基于限制性酶切片段长度的多态性基础之上的。DNA 指纹技术解决了如何从细胞内部进行个体识别的问题。在引发了学习的兴趣后，鼓励学生自己动手提取自身的 DNA，帮助学生有一个直观的了解。
当学生看到自己口腔中 DNA 的时候，心情是激动的，有种莫名的成就感，这为他以后的学习埋下了积极探索的种子。在提取过程中，学生知道了搅拌要朝同一个方向，并且在析出 DNA、DNA 再溶解和提取 DNA 中搅拌都要轻缓，以防止 DNA 丝状物断裂。在溶液中加入氯化钠，使 DNA 充分溶解在氯化钠溶液中，而在溶液中加入蒸馏水的目的是为了降低氯化钠溶液浓度达到 DNA 溶解度的最低点，这样，DNA 分子就可以从氯化钠溶液中析出。使学生掌握了一些最基本的有关于 DNA 的知识。通过“人体口腔上皮中 DNA 提取”，生动、直观地向学生展示了生物的遗传物质以及遗传物质的功能。
这样不仅拓展了学生对于生物工程实验的基础了解，抽象的知识具体化了，更直观了，而且学生学习生物工程实验的兴趣前所未有地高涨，学生的动手能力有了明显提高，思考问题的能力也逐渐成熟。在这些实验的过程中，学生的观察能力也在不断地完善，不仅仅只看表面现象，而且还会由表及里地看待问题，创新能力有明显的提升。并且在生活中碰到的问题，可以主动地利用所学知识进行解释，理论联系实际的能力得到进一步提高。在实验设计、阶段性汇报过程中，学生的实验表达能力有所提高。实验的表达能力指的是运用生物学的概念和原理对实验中出现的现象和结果进行分析并做出解释得出正确结论的能力。在生命科学课程标准中强调了探究性学习，而在探究实验的设计以及根据现象得出结论等环节，都需要学生有良好的表达能力，不然虽然有不错的实验设计想法、有不错的实验结论，但由于表达能力的欠缺，却不能将实验结果与同伴进行分享。
四、结论
调研发现，学生的知识掌握较为牢固，但是问题意识、实际操作能力、思维能力、运用知识解决实际问题的能力有所欠缺。为了改变这种现状，有必要改变现有的中学生物实验内容及教学方式与方法，通过强化学生创新能力培养，不仅让学生知道“是什么”，而且要让学生明白“为什么”，更要知道“怎么做”。而中学生物实验教学，在其中可以发挥举足轻重的作用。教学效果及教学实践反映，以创新能力培养为核心的教学实践是成功的关键，必须改变以往的教师为中心的教学模式，确立学生为主体的教学模式。通过设计探究学习、实验教学方案，激发学生的探索未知的积极性，在学习的过程中，培养自觉学习、主动学习的习惯。
参考文献：