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生物实验与创新教育
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生物实验与创新教育
 
    所谓创新就是作为活动主体的人所从事的产生新思想和新事物的活动。创新精神是指勤于思考、乐于实践、刻意求新的精神。其内涵是勇于创新、乐于创新、善于创新、不断创新。当前,实施素质教育的核心是创新教育,创新教育的重点是培养学生创新精神和实践能力。创新是人类社会发展与进步的永恒主题。创新素质是人的素质中最高层次的,可以覆盖、带动其他素质的一项综合素质。实施创新教育是时代发展对教育提出的要求,当今世界澎湃而至的知识经济时代的特征是创新,国际间综合国力的竞争,实质上是创新人才的水平和数量的竞争。江泽民同志1995年在全国科学技术大会上提出:“创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力。”创新教育是提高中华民族的科学文化素质,培养创新人才的前提和基础。是“科教兴国”的重要举措,针对生物学科的特点,在生物实验教学中实施创新教育有广阔的空间、丰富的内容。生物是一门以实验为基础的自然科学。生物实验在生物教学中不单纯是一种为学生提供知识的直观手段,更以其生动的魅力和丰富的内容在培养学生的创新精神和实践能力方面,发挥其独特的功能和作用。
一.精心做好演示实验,培养学生创新意识
演示实验是学生学习生物的先导,学生喜欢生物这门学科往往是
受丰富多彩的演示实验内容的诱导。由于是对生物实验的好奇心和兴趣感,从而在心理上产生一种去探索生物世界的强烈欲望和创新意识。创新教育旨在培养这种创新意识,挖掘这种创新潜力,使之形成良好的创新素质、塑造优秀的创新人格。
1. 1. 创设实验情境,增强好奇、诱发创新
    创新意识是指喜欢创新、注意创新。创新意识的形成往往是从责任感、好奇心开始的。演示实验对象中所涉及的实验问题,虽是被人们早已认识了的科学事实,但是作为实验过程中的认识主体——学生来说,它仍然是一个未知的科学事实。如果教师只是按教材中的实验方案“按方抓药”去“表演”实验,学生只是被动地接受而不是主动地去探索,这势必会挫伤学生的创新意识。因此,在演示实验中要充分发挥教师的主导作用,充分调动学生认识的主动性和积极性,抓住对实验的兴趣感,创设实验情境,诱发学生的好奇心。爱因斯坦说过:他没有特别的天赋,只有强烈的好奇心。一切发明创造都是来源于对事物永不满足的好奇心和求知欲望,当学生对实验产生好奇心的时候,往往是创造性思维迸发的时候。为此,在演示实验中,应把实验中涉及到的实验事实化为能引起学生兴趣或争议的问题,诱发创新意识。
如在认识显微镜的结构的演示时,可联系它在生活中应用,提出这个东西我们在什麽地方见过?他到底有什麽作用呢?这个问题提出后,有的学生就开始说,我上次到医院时看到过,它是用来化验的。
这位学生说完后,大家开始七嘴八舌的说开来了,大部分学生是顺着这个思路在猜。这样一来这个问题就激起了学生的求知欲望,大家都想知道它到底是干什麽用的,自己的猜想是否正确,如何正确的使用它?通过实验问题情境的创设,使学生的思维进入一种 “愤”“悱”的状态,创造动机油然而生。
    1.2. 改演示实验为边讲边实验、实践探究协同创新
演示实验中实验者是教师,而认识的主体是学生,认识的客体是实验对象,认识的主体和客体之间不发生直接联系,教师通过实验操作,再现实验现象,为认识的主体和客体之间搭起认识的桥梁。这虽能帮助学生建立生物概念和理解生物规律,却不利于培养学生的创新精神和实践能力。若将某些操作简易、现象明显的演示实验改为边讲边实验,能充分调动学生认识的积极性、主动性和探索性。增加一次学生的实验机会学生就多了一次创新实践活动。由于受认识水平和实验能力的制约,学生在实验中难免会遇到这样或那样的实验疑难,这必然会引起学生极大的兴趣或对教材中结论的挑战,“思”源于“疑”,质疑激活创造性思维。
如在《人体概述》一节的教学中,对骨的成分与骨的特性之间的关系的探究时采用边讲边实验,利用事先准备好的仪器、药品。指导学生分如下几个实验步骤:(1)用镊子夹住一小段鱼肋骨放在酒精灯上持续煅烧,观察煅烧中骨的颜色变化,直至骨变成灰白色,用镊
子轻敲煅烧后的骨,观察有何变化?(2)将一根较大的鱼肋骨进入到盛有质量分数10%的盐酸的试管中,观察骨的周围是否有气泡产生。大约15分钟后,用镊子取出肋骨并用清水漂洗,试试能否达成结。教师在实验过程中提出一些问题引导学生,让学生通过自主实验、观察、分析、推理、探索,归纳出骨的成分的概念、形成骨既有一定的硬度又有一定的弹性的特性等知识,同时也学会了从事科学研究的一般方法,诱发了创新意识。
二.注重学生实验,强化主体作用,培养创新精神
创新精神是发展创新能力的灵魂和动力,它表现为探索和革新的精神、实事求是的精神和精益求精的精神。在学生实验中培养创新精神和实践能力,首先是要确立学生在实验中的主体地位,发挥教师的主导作用,让“主导”和“主体”,“教”与“学”有机地结合在一起,营造一种和谐的师生共同探索研究的实验教学氛围,充分调动学生的主观能动性,挖掘学生的创新潜能,善于发现学生的创新火花,让学生去领悟科学研究的魅力,体味创新活动的乐趣。在教材所涉及的实验基础上,适当地增加和改进部分实验的内容,使实验更富有探索性和创造性。
2.1. 改验证实验为探索实验
验证性实验往往是先知道结论的情况下,再通过实验验证某一结论是否正确,而探索性实验是指在不知晓实验结论的前提下,通过自己的实验探索得出结论,它能激发学生旺盛的求知欲,活跃思维,主动积极地探究知识,有利于创新品质的培养。
如把学生实验中《植物呼吸作用产生二氧化碳》实验与《植物的呼吸作用》新授课同步进行,主要采用“问题——实验事实——实验观察——归纳——结论”的学习方法。课前准备好新鲜的和烫过的蔬菜各100克分别装入不漏气的黑色塑料袋中,插入软管扎紧袋口,并用止水夹夹紧软管。实验按下述的五个过程进行:(1)提出问题,如呼吸作用的实质是什麽?会有什麽样的变化?(2).探索实验事实,如每组随机取一袋蔬菜,将软管插入盛有澄清石灰水的锥形瓶中,移开止水夹,轻轻挤压塑料袋。(3).观察实验现象,如观察石灰水有无变化等;(4). 归纳实验事实,如石灰水变浑浊,袋中蔬菜是新鲜的还是烫过的等;(5).学生自己总结出植物呼吸作用产生了二氧化碳的性质。使整个学习过程是在教师的引导下,学生自己动手动脑去探索实验而获取生物知识的过程。这不但培养了学生的观察能力、实验能力和创新的精神,而且还使学生领略到科学的学习方法和研究方法的真谛。
2.2. 改进实验,增加实验的创新成分
根据学生已掌握了的实验基本原理和基本技能,不断地引导学生对同一实验问题从多角度、多层次、全方位的寻求解决问题的方法,指导学生独立地进行实验设计,有意识地去培养学生的创新精神。如在《生物与环境的关系》一节中,让学生在课堂上做了影响鼠妇分布的环境因素的基本实验操作后,再让学生走出课堂来到室外,让学生在已有的对鼠妇分布的环境因素了解的基础上,将学生分组,让每一组自由的到学校内各个不同环境下去寻找鼠妇,并设计标签记录每个环境下鼠妇的数目及当地的环境情况。学生通过野外实地探究自己总结出了鼠妇最适应和最不适应的环境,得到了感性认识并补充了书本知识的不足之处。学生通过实验设计,使知识内化、结构化,同时通过对知识的新组合,体会到了创新成功的喜悦。
三.广泛开展课外小实验,培养创新能力
创新能力一种是特殊才能的创造力,如科学家、发明家的创造力,这种创造给社会创造了财富,推动了社会的发展与进步。另一种是自我实现的创造力,这种创造力对社会或他人来说可能不是新的、前所未有的,对于本人来说就是一种创造性的发现或发明。课外实验就是要去体验这种自我实现的创新能力。利用活动课或布置家庭小实验,开展小制作、小发明和小创造的活动,不但丰富了学生的课外生活,满足了学生的求知欲望强、兴趣广泛、个性发展等多种需要,更有利于发展学生的智力,培养学生的创新能力,让学生从创新的教育走向创新的人生。
如学习了《植物生长需要水和无机盐》后,让学生课外做植物细胞的吸水和失水的趣味实验。具体做法是:取两个杯子,甲杯装清水,乙杯装等量的盐水,另取两个大小相同的萝卜条,分别放入甲乙两个杯中。过一段时间,观察甲乙两个杯内的萝卜条,看一看它们的形状是否发生了变化。另外在课内研究了鼠妇分布的环境因素后,指导学生课外去研究一些常见的其它动植物分布的环境因素。如蚯蚓的生活环境等。让生物课外兴趣小组的学生对周围的河水、空气污染情况进行测定等等。丰富多彩的实验创新活动,给学生营造了一个良好的创新空间,充分发挥了生物实验在生物创新教育中优势,对培养学生的创新意识、创新精神、创新能力和实践能力起到了重要的作用。
四.初步的体会和效果
经过几年来以实验教学为载体,开展创新教育的实践活动,收到了良好的教学效果。原来枯燥的生物课说教,使得大部分的学生都对生物课产生了厌学的情绪,上课没人去听,教学效果几乎为零。自从实践了以实验为基础的生物学教学后,学生上课的积极性在无形中被调动起来了,都主动地参与到了教学中来,有大部分的学生还能积极地与老师一起研究和讨论,学生的各方面素质都得到了很大的提高。      生物实验是生物科学赖以形成和发展的源泉,也是生物教学的基础,围绕着生物实验教学这个核心,开展以生物实验的创新为主体的创新教育。更有利于学生养成生物素质,训练学生的科学方法,培养学生的创新意识和实践能力。发展学生的个性特长,对培养未来的创新人材有着重要的意义。
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