浅谈在生物学教学中如何培养学生的创新意识

摘要：21世纪科学技术迅猛发展，激烈的国际竞争呼唤创新人才的培养。创新人才的培养，基础在教育，责任在教师。生物教师要勇担培养创新人才的重任，从科学史教育、实验教学改革、奥赛、研究性学习等途径培养学生的创新意识和创新能力，让生物课堂成为培养创新人才的舞台。

关键词：生物学教学　创新意识　创新能力

21世纪科学技术迅猛发展，国际竞争日益激烈，综合国力竞争的核心是人才的竞争。知识经济的发展需要提高全民族的创新能力，需要大量的创新人才。创新能力是一种综合素质，其特征是一种积极改变自己并改变环境的应变能力。创新人才的培养，基础在教育，责任在教师。因此，创新教育是今后相当长的时间内生物学教学的核心任务和重要的教学目标。在生物学教学中如何培养学生的创新意识和创新能力，是摆在生物教师面前的重要课题。

一、充分利用科学史教育，培养学生的创新意识。

    在《普通高中生物课程标准》实施建议中明确指出要注重生物科学史的学习，同时特别强调对于《标准》中没有列出的其他科学史材料，也应当引起教师的高度重视，生物教师要善于挖掘并有效使用科学史资料。一个人的创新意识除受认知因素的影响外，还受到个性品质的巨大影响。研究创造性的学者认为，在早期进行冲动性、幻想性的灌输，将显著影响一个人的创新人格。在生物学教学中对学生创新意识的培养，生物科学史具有得天独厚的优势。生物科学史上的大量事例都是揭示科学创造这一本质的历史。在教学中教师要有目的地剖析一些“精彩”案例，让学生了解科学家们敢于探索新事物，善于解决新问题以及反传统的思想、独树一帜的观点、勇于超越前人的胆识、独具匠心的科学思维等事例，使学生在受到严格逻辑思维训练的同时，得到一些非逻辑的创新思维训练，可以培养学生的创新意识，提高他们的创新能力。例如在讲“生物的进化”时，我向学生介绍达尔文敢于面对当时占统治地位的“特创论”，不怕非难与制约，如何提出“生物是由共同的古代原始祖先进化来的，而不是‘上帝’创造的”进化论。从而鼓励学生要大胆质疑，不怕权威，敢于去伪存真，不过分迷信书本和老师，并告诉学生，科学的本质是质疑，有疑才能创新，才会上进，进而强化了学生的创新意识。

  此外，在生物教学中还可适时介绍科学史上的一些经典实验、科学探索过程以及科学家研究的思路、方法，不但可以使学生逐渐掌握生物科学研究的基本方法，而且还可以培养学生的创新意识，启发学生的想象力，提高他们分析问题、解决问题的能力。如讲“生物膜的流动镶嵌模型”时，我首先补充介绍1855年瑞典科学家奈利如何发现细胞膜以及1917年，朗姆瓦如何发现磷脂分子头部的磷酸基是亲水性基团，而尾部的脂肪酸则是疏水性的非极性基团的相关实验，然后再让学生自主学习课本中有关生物膜的探索历程，并不断启发引导学生探究：科学家发现了什么现象？提出怎样的假说？如何进行实验验证？又得出了什么结论？等等问题，让学生在问题情境中不断产生认知冲突，进而激发学生探求新知、获取成功的欲望。这样的科学史教育不仅能启发学生归纳出进行生物探究实验的核心方法：发现问题→作出假设→实验验证→得出结论，还能让学生体会到科学知识来之不易，领悟到科学精神的真谛，体验到科学家发现生物膜流动镶嵌模型的巧妙之处，产生出“我也能”、“我也行”的自信心，进而使学生懂得做科学研究要有超越前人的勇气、胆识和坚忍不拔的创新精神。

二、强化实验教学改革与创新，提高学生的创新能力

    英国生理学家贝尔纳在1939年指出：“如果学生不能够以某种方式亲自参加科学发现的过程，就绝对无法使他们充分了解现有科学知识的全貌。” 生物学是一门以实验为基础的自然科学，实验对于学生理论联系实际，激发学习兴趣，发展智力和培养创新能力，具有十分重要的作用。生物课离开了实验是不可思议的，知识、能力都将是空中楼阁，成为无本之木、无源之水。但是，长期以来，受单纯追求考试分数的应试教育的影响，不少生物教师都没能真正重视实验，一些学校至今还存在着“黑板上讲实验，作业本上练实验，考试时背实验”的现象，严重影响了学生创新能力的培养，可见，素质教育呼唤生物实验教学改革与创新。近年来，学校对生物实验教学进行各种改革尝试，有效地调动起学生探索生物奥秘的积极性和主动性。

（一）把“演示实验”改为“学生实验”，培养学生创新思维的自我独立性

    生物课堂演示实验的传统做法是：教师动手，学生观察。由于教师具有较高的实验技能，再加上课前的充分准备，实验结果都较理想。虽然它有利于学生对生物学概念、规律的理解，但会使学生的思想受到束缚，不利于培养学生的动手能力、观察能力和分析能力。然而把演示实验改为学生实验，不仅给学生提供更多的动手机会，在具体操作中，还能有所发现、有所创造。如将“小麦淀粉酶水解淀粉”的演示实验改为学生实验，让学生获得了“意外”的收获。在实验中有部分学生改变课本上的取材方法，把萌发小麦的芽和根部分别切下，分别研磨、过滤，用2支试管分别收集滤液，再按课本方法做实验。实验结果发现萌发小麦的芽和根的滤液中都有淀粉酶存在，从而得出“萌发的小麦各器官中均含有淀粉酶”这一新的“发现”。

（二）改“验证性实验”为“探究性实验”，培养学生创新思维的主动探索性

    高中《生物》实验多为验证性质即通过实验验证某一结论是否正确，这种实验教学的安排，学生容易操作，也易于得出结论，但不利于学生探究能力和创新能力的培养。而探究性实验是在学生未知的情况下，通过自己动手操作、观察、分析和推理获得新知识。在整个实验过程中学生始终处于主体地位，学生的积极性高涨，能激发学生去积极思考。例如在讲《细胞器——系统内的分工合作》这一节时，教材是先通过介绍叶绿体、线粒体的理论知识后，再用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体实验进行验证。我改变教材中的这种编写顺序，直接让学生先做“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”实验，通过实验让学生亲眼目睹叶绿体、线粒体的形态和分布，再自主学习课本中的相关知识。这样的教学能使学生掌握的知识由感性上升为理性，这不仅符合学生的认识规律，同时也有利于培养学生创新思维的主动探索性。再如“观察植物细胞的有丝分裂”的实验，我允许学生自选材料，在实验课上有学生用洋葱根，也有用香葱根、大蒜根、白菜根的，可谓是“五花八门”。让学生探究比较使用不同材料的实验结果的异同，学生实验兴趣高涨，满足了学生的好奇心的同时，也培养了学生的科学探究能力。

（三）开展独立的实验设计，培养学生创新思维的多项选择性

实验设计是培养学生探究能力的重要途径和方法，符合新课标的基本理念。是高考《考试说明》中对考生的能力要求之一，是新课程背景下高考的热点和难点，是培养学生创新能力的重要途径之一。实验设计是教师不提供具体的实验方法、步骤的前提下要求学生独立设计完成实验的方法，对中学生来说，确属不易。因此教师应给予必要的启发、引导，要鼓励学生解放思想，大胆放手，敢于向经典实验挑战，不拘一格，变换条件，重新设计实验。例如教师可在介绍某一实验装置和方法后，让学生设计更好的实验装置和方法；或先给出课题，让学生选择仪器，设计实验；或给出仪器，让学生设计不同的实验。如提供有关仪器，设计光合作用、呼吸作用、蒸腾作用等不同的生理实验装置；或用不同方法，设计同一目的的实验，如观察有丝分裂的实验，可让学生用不同的材料、不同的处理方法、不同的染色液和染色时间、不同的压片方法等来设计实验。这样做不仅能使学生养成勤于思考，敢于猜测，大胆创新的习惯，使思维结构向科学的思维结构转化，而且可使学生享受到自己劳动成果的乐趣，进一步激发学习的兴趣。

（四）举办开放实验室活动，满足不同层次学生的创新需求

前苏联教育家苏霍姆林斯基曾经说过：“在人的心灵深处，都有一种根深蒂固的需要，这就是希望自己是一个发现者、研究者、探索者，而在青少年的精神世界里，这种需要特别强烈。”创造自由开放的实验室氛围，能有效促进学生个性的全面发展，满足不同层次学生的探索欲望和创新需求。我校自2005年开始，每天课后、双休日和节假日定时开放实验室，生物教研组的老师轮流值班指导，学生凭实验方案自由进入实验室独立完成实验，解决学习中的疑点和困惑。例如学生在做完“植物细胞吸水和失水”的探究实验后，很多学生不满足于课本探究实验的内容，提出各种各样的问题和假设，设计了多种实验方案，利用开放实验室的时间，先后完成了“洋葱鳞片叶表皮细胞液的浓度测定”、“紫鸭石草细胞死活鉴别方法”、“紫罗兰叶的表皮细胞原生质层和细胞壁伸缩性的大小比较”等等课外延伸实验。实验结束后，有学生激动的对我说：“老师，这样的开放实验室学习满足了我们探索生命世界的好奇心，让我见识了一下大自然的奥妙所在，虽然只是一些简单的小实验，但窥一斑可见全豹，我们特别喜欢这样的实验。”实验室自由开放的学习氛围，极大地促进学生探求未知领域的积极性，有利于不同层次学生的个性发展。

综上所述，创新教育是素质教育的重要组成部分。当今世界科学技术迅猛发展，加剧了综合国力的竞争。面对现实，我们要有一种紧迫感和危机感，必须下大力气改变单一的教学模式，重视创新教育和研究性学习，为中华民族的伟大复兴培养更多、更优秀的创新人才。

参考文献：

[1]朱慕菊，走进新课程 与课程实施者对话〔M〕北京：北京师范大学出版社，2002（06）

[2]王金山，开展教育活动 培养创新能力，吉林教育〔J〕2011、31

[3]余文森、吴刚平，新课程的深化与反思[M]北京：首都师范大学出版社，2004