生物实验教学如何培养学生的创新能力论文
时间：2021-08-31生物科学是一门以观察和实验为基本研究方法的科学，许多知识是通过实验数据、实验现象和实验结果证实来的。生物实验不仅能培养学生学习生物这门学科的兴趣，激发学生的求知欲望，并转化为一种热爱科学的素养和志向，同时，也是培养学生创新能力的重要途径。因此教师在日常的教学活动中应当积极创造各种条件开展实验教学，将学生获得的知识技能与培养创新能力统一起来。
一、通过经典实验来培养学生的科学素养
高中生物教材中的一些经典实验教学很值得教师重视。经典实验蕴藏了很重要的科学实验思想和巧妙的实验设计方法，在教学过程中可以作为培养学生的科学思维能力和科学素养的载体。例如“基因的分离定律”一节中，孟德尔在发现基因的分离定律的过程中，不仅体现了科学家探索自然、追求真理锲而不舍、无私奉献的科学精神，而且实验中所展现出来的科学素养和技巧更是令人叹服。正是由于他的这种锲而不舍精神才为遗传学的诞生和发展奠定了坚实的基础，这也正是孟德尔名垂后世的重要原因。
在经典实验的的引入方面一般有两种教学形式：一是使经典实验融入教学过程中。有选择性的选用一些与课程有关的典型事例进行讲述。例如，介绍科学家的故事，可以感染和教育学生。二是让学生自己进行研究性的学习。通过资料的查阅，专题讨论等方式了解一些经典实验背后科学家所展现出来的人格魅力和科学精神，提高意志力和认知水平，从而提高自身的科学素养。
二、使用多种实验方法来增强学生的基础知识
实验贯穿生物教材，由“演示实验”、“学生探究实验”、“模型建构”、“实践活动”等组成。教师可以通过多种实验方法的组合来增强学生的基础知识。
例如，通过演示实验与学生实验相结合的方式，来加深对概念的理解。在高中生物教材必修二《DNA分子的结构》一节中，教师就可以先通过模型演示DNA分子的空间结构让学生形成DNA分子结构的初步印象，再通过模型建构让学生参与到制作DNA双螺旋结构的过程中，使学生在思考与动手实验中获取、理解知识，将更有利于学生对知识的巩固和提高。
通过演示实验和课外实验相结合的方式，来加强学生对知识的深化理解。如在高中生物教材必修三《生态系统的稳定性》一节中教师可以通过视频演示各种生态系统在遭受破坏的情况下如何自身恢复的过程，使学生对生态系统的自我调节能力有了直观的体验。再通过让学生课后设计并制作生态缸，观察其稳定性，并对生态缸里的生物种类和数量进行追踪记录，不仅锻炼了学生的观察能力和操作能力，又体现了学生的主体性，使对知识的理解更加深刻。
另外结合实验，老师可以鼓励学生自制教学实验仪器，有助于增强学生设计实验的能力，还可以用于一些探究实验。通过师生共同参与，可以把学生自制的仪器作为实验室仪器的有益补充。不仅培养了师生的动手技能，又将学生所学的知识运用到解决实际问题方面。更能够培养学生的'创新能力。
三、使用系统的科学方法来激发学生的创新思维
创新思维，即不受固有模式束缚而进行的有创见性的心理反应，就是教师鼓励学生以创新的态度来对待学习，促使学生在学习的过程中想得多、想得新、想得巧。教学方法的改变，便是培养学生创新思维的策略之一。在实验教学中教师应以实验技能训练为切入口来指导学生掌握科学的实验方法。这包括实验之前的准备工作，实验进行中的指导工作和实验结束后的总结工作。
实验之前的准备工作使学生掌握实验的基本内容、目的、原理和步骤及实验过程中的注意事项。对于实验过程中涉及到的重点和难点以及一些关系到实验成败的关键之处，教师应做规范化的演示操作，给学生讲解操作要领并示范。实验进行中的指导作用，教师对学生在实验过程中所遇到的一些问题，如显微镜操作中有的学生观察装片时看不清晰，老师就要引导学生去思考为什么会出现这种情况呢？可能有哪些方面的问题会导致这个问题，实验操作中可能有哪些失误，通过什么方法去解决等等。让学生思考这些问题，不仅使学生的观察更加细致深入，而且使学生的思维能力得到好的训练。教师在学生遇到困难和问题时候，要能够做到启发学生去思考，引导学生自己克服困难，独立解决问题，调动起实验的各方面因素，提高实验的质量。 实验结束后的总结工作，就是通过对实验过程、现象和数据的记录，将实验获得的感性认识上升为理性认识的过程。这就要求学生撰写详实和科学的实验记录，培养学生独立分析和处理问题的能力，严谨细致的作风和态度。
四、通过实验设计创新，提高学生的创新能力
创新的根源在于基础，而扎实的基础不仅来源于牢固的知识基础，更来源于知识所体现的基本研究方法和思考方法，这些都为创造性地进行实验设计提供了坚实的理论基础。
实验设计不仅要求明确实验目的、原理、实验方法和步骤。还要能够选用合适的实验器材进行实验。这需要学生有良好的知识迁移能力和高品质的观察、分析、判断、处理能力，能对实验中可能出现的问题要有良好的预见性，并有相应的对策。教材中的实验大多是验证性的实验，所以实验的目的、原理、方法、步骤、结论都非常清楚。但是在日常实际中很难遇到这种相同的情境，这就需要教师能从其他方面来进行设计验证，从而提高学生的创新意识和创新精神。
设计性实验对学生而言具有相当的难度，学生在完成过程由于认知和能力水平的限制通常会中途而止。所以，教师不能把“充分发挥学生主观能动性”理解为“完全放纵”，应当充分理解学生有限的认知水平和知识迁移能力，有的放矢地给予必要的启发和点化。同时，要鼓励学生进行大胆实践，允许学生在实验中走弯路，走错路，但老师要及时予以指出并纠正，这样，学生的实验设计能力才能获得稳步提高。
例如在高中生物教材必修一“探究植物细胞的吸水和失水”的实验中，学生有可能会提出很多问题来进行探究，然而究竟针对哪个问题来探究，这就需要教师去引导学生对问题进行筛选，确定探究的问题。例如，课本上要求用30％的蔗糖溶液作为实验材料，教师可提出能不能改用不同浓度的蔗糖溶液或同浓度的其他溶液（如30％NaC1溶液、30%酒精溶液）来替代？在学习过程中，学生也会有很多问题。如细胞失水时间过长为什么会导致质壁分离不能自动复原，如何来验证。如果出现了这样的疑问，教师就要鼓励学生通过自己设计实验来解决问题，同时学生也会自然而然联想到什么方法来测定植物细胞液的浓度，以及如何判断植物细胞生死的方法等等。通过这一探索过程，不仅满足了学生的好奇心和求知欲，也培养了学生的主体意识和科学思维的能力。学生通过实验设计的不断改进和优化，在讨论、比较方案的过程中不断优化思维方式，培养思维的发散性和创造性。
实验不仅能培养学生学习生物这门学科的兴趣，激发学生的求知欲望，并转化为热爱科学的素养和志向。同时也为发展学生的能力和使学生得到系统的科学方法训练提供了一种途径，更是学生创新能力培养的重要途径。
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