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摘要:《义务教育生物学课程标准(2022年版)》强调初中生物学要突出培养学生创新能力。实验是生物学教学中必不可少的教学形式和教学活动,在培养学生创新能力方面有重要作用。本文提出教师可以通过优化实验流程、开展分组实验、改进常规实验、组织拓展实验等方式,启发创新思考,引导创新交流,促进创新实践,激发创新潜能,有效培养学生创新能力。
关键词:初中生物学实验教学创新精神实践能力
《义务教育生物学课程标准(2022年版)》(以下简称“新课标”)在课程目标中明确指出,学生能够通过探究活动学习有关生物学知识,初步具备提出问题、作出假设、制订探究方案、实施方案、获得证据、分析证据得出结论以及表达和交流的能力。可见,在生物学教学中,通过实验发展学生的创新能力尤为重要。基于此,在初中生物学实验教学中,教师应加强设计与指导,有意识地培养学生创新探索的意识和能力,促进学生创新能力的发展。
一、优化实验流程,启发创新思考
在初中生物学实验教学中,教师应高度重视学生的探究过程,引导他们自主进行实验方案的设计,对实验中出现的问题展开思考,在实验过程中培养学生的创新思考能力。教师要引导学生注意实验器材、实验步骤、实验方法的规范性,并在规范实验的基础上进行拓展、创新。同时,教师也需要参与各个环节,有针对性地引导学生深入思考实验中可能遇到的问题,并鼓励他们提出解决方案。教师要引导拓展和创新的方向,打开实验的思路,让学生既能够以严谨的态度探索科学,又能够打开视野,走出思维定式,实现创新思考,敢于创新实践。
例如,在人教版初中生物学八年级下册第8单元第3章第2节“选择健康的生活方式”中,有一个关于“探究酒精对水蚤心率的影响”的实验。教师通过这个实验,让学生有机会联系生活实际,观察酒精对生物的影响,培养他们提出问题的能力。
在实验指导中,教师带领学生对实验中的问题进行研讨,优化实验方案的设计,记录结果并分析,最终得出结论。在这一过程中,教师可以组织学生猜测并讨论影响水蚤心率的因素可能有哪些。经过分析,确定变量是酒精浓度,为接下来的实验设计奠定基础。在初步讨论实验设计的控制单一变量实验原则、对照性原则和重复性原则之后,教师利用问题启发学生思考:实验中需要用几只水蚤?变量是什么?设置几组?怎样记录实验数据更方便?水蚤先放在清水中还是酒精中?这一系列问题有利于学生更加严谨地设计实验过程,促使他们设计出更加合理的实验方案,并得出客观可靠的实验结论。最后,教师引导学生根据在“酒精对水蚤心率的影响”这一实验中获得的经验举一反三,对实验对象和方法进行创新,自主探究其他溶液,如香烟浸出液以及各种饮料等对水蚤心率的影响,并形成报告。教师在课堂上搭建分享交流的平台,让学生的创新想法得以展示,激励他们继续创新、不断探索。
在这一实验教学中,教师遵循了探究实验的一般步骤,有利于学生实验能力和创新能力的提升。实验探究设置了恰当的问题,引导学生对问题进行讨论,然后再进行实验,保证了实验的顺利进行,循序渐进启发学生创新思考。
二、开展分组实验,引导创新交流
在实验教学的过程中,引导互动交流、集思广益是激发创新思考的重要手段。因此,在初中生物实验教学中,教师应精心设计实验,积极组织创新交流活动,促使学生在共同参与的过程中培养创新能力。
例如,在人教版初中生物学八年级上册第5单元第4章第3节“培养并观察青霉和曲霉”的教学设计中,教师组织分组实验,并通过以下步骤进行指导。
第一,猜测与质疑。鼓励小组成员之间交流自己在日常生活中观察到的相关的生命现象,并提出问题,在共同探索与调查中逐步将现象与学科原理进行联系,并做出合理猜测。
第二,规划与设计。引导小组内部集思广益,联系相关的经验与知识从多个角度对问题进行澄清和分解,共同确证问题解决的现实意义与价值。
第三,探究与实践。学生之间相互检查实验过程中所用到的装置、器材,及时发现问题,并进一步讨论、完善实验方案的可行性,确保小组实验结论更加精确。在实验探究过程中,在小组长的带领下,组员进行发散性思考,对各种思路和信息进行聚焦、重组与系统分析,通过不断地发散与聚焦产生多种不同的想法与创意。
第四,建构与表达。引导小组内或小组间互相讨论自己对实验的看法,并提出合理的改进意见或建议。
第五,反思与调整。引导各小组基于真实问题,形成具有社会价值的创新性成果,并在分享、反思中不断调整优化。
综上所述,利用实验探究课引导学生之间互动合作,能够让他们在思维碰撞的过程中深刻认识并妥善解决认知冲突,促使其在实验中的猜测与质疑、规划与设计、探究与实践、建构与表达、反思与调整等环节集思广益,展现出创新潜力,发展创新能力。
三、改进常规实验,促进创新实践
在初中生物学教学中,教师应对教材中的实验进行辩证思考,发现其中的改进空间,以此为契机引导创新探索。教师在改进常规实验的过程中,要以学生为主体,调整实验内容,使之更加贴近生活,能够激发学生创新探索的兴趣和欲望;要优化实验条件,改进实验装置,确保实验能够以更加科学的方式呈现;引导实践参与,启发学生创新思考,不断优化改进方案,将创新思考转化为切实可行的实验方案。
例如,“发酵现象”是人教版生物学八年级上册第5单元第5章第2节““酵母和葡萄糖反应会产生二氧化碳和酒精”中的一个演示实验。这一实验旨在让学生了解发酵是什么,为什么菌类能在食品制作过程中发挥作用,以及为什么要给菌类提供适合生长的条件。在实验中,学生需要把糖和酵母加入温开水中,然后观察是否会产生气泡以及气球是否会变大。但这个实验有两个问题:一是实验效果出现得较慢,需要较长时间才能明显看出;二是只有一组实验,缺少对照实验,说服力不足,无法让学生更深入地了解发酵现象。为了解决这些问题,教师与学生集思广益、共同探索了如下改进方法:首先,调整实验设计,选用更适合的原料,如给葡萄加上保温装置,让实验反应更快;设计对照实验,让学生更清楚地了解“酵母和葡萄糖反应会产生二氧化碳和酒精”这个知识点。其次,改进实验装置。使用两个空饮料瓶、一个透明脸盆(保温)、量筒、玻璃棒和气球等材料,将原来的一个瓶子改为两个瓶子,让实验装置变得简单易得,更接近生活,提高了实验操作的可行性。
通过这样的调整和改进,实验效果变得更加易得、更加直观。学生可以在短时间内明显观察到发酵现象,节省了实验时间,也避免了原料浪费。有了对照实验,实验设计更加严谨科学。学生在体验实验乐趣的同时,也能更深入地理解实验结论。当然,在参与改进实验的过程中,教师也应有意识地进行启发和引导,让学生不仅学到更多关于发酵的知识,还可以认识到生物学的实验并不是固定不变的,从而以更加饱满的热情去运用创新思维探索教材中更多可改进、可优化的实验,在探索中实现创新能力的发展。
四、组织拓展实验,激发创新潜能
生物学与现实生活密切相关,将生物学实验从课堂延伸到现实生活之中也是锻炼创新能力的重要途径。在生物学实验教学指导中,教师可以让学生寻找易得的材料,独立完成趣味实验,并要求他们把观察到的现象、得出的结论与所学知识的联系都详细记录下来,通过线上线下交流,分享创新探索的经验。这样的拓展教学不仅能够丰富生物学实验的内涵,帮助学生巩固理解所学知识,还能够丰富他们的课余生活,拓宽学生学习视野,有效锻炼他们的动手实验、观察分析和创新探索能力。
例如,在学习了人教版生物学七年级上册第2单元第2章第3节“植物体的结构层次”内容后,教师安排了“观察和品尝番茄果实”的实验,让他们在巩固教材知识的基础上适当延伸。教师首先要求学生仔细观察番茄果实的结构,发现最外面是果皮,内有果肉、种子及一条条黄白色的筋络;撕下番茄表皮观察,拉动其表皮,感受表皮是柔韧的还是脆弱的。其次,要求学生品尝番茄果实,并提问:“果皮和果肉的口感有何不同?”学生思考后得出结论:果皮和果肉是由不同的细胞组成的,果皮不易嚼烂,说明组成它的细胞排列紧密,且细胞壁较厚;果肉汁多、味甜、易嚼,说明组成它的细胞壁薄,液泡疏松。再次,要求学生观察果肉中黄白色的细丝,猜测它的功能,从而引导学生认识到植物的器官由不同的组织构成。最后,要求学生以同样的方法来观察白菜叶、橘子等常见食物的结构,加深学生对植物体结构层次的认识。
再如,在人教版生物学七年级上册第3单元第2章第1节“植物种子的萌发”的教学指导中,教师在课堂上结合玉米种子的萌发过程进行演示实验,然后鼓励学生回归生活,选择自己喜欢的种子进行萌发实验,并将实验过程和结果作为课后拓展学习的任务。在拓展实验中,学生积极反馈自己利用玉米、西瓜、苹果等种子做实验的视频、照片、报告等。在实验中,学生不仅检验了水、温度、空气等教材中已给条件对种子萌发的影响,还拓展思路,探索了茶水、阳光、土壤、生理盐水等对种子萌发的影响,充分展现了自身的创新潜能。
拓展实验激发了学生探究未知的欲望,使其逐渐学会了以科学的思维方式来观察和分析实验问题。同时,拓展实验也丰富了教材中常规实验的内涵,创造了更多的探索机会,让学生能够发挥主观能动进行创新思考与设计,在巩固、迁移与运用所学知识的过程中实现创新发展。
五、结语
实验是初中生物学课程教学的重要内容,也是培育学生创新能力的重要途径。教师通过优化探究流程、引导分组合作、改进整体操作、拓展学习外延等方式能够激发学生的创新潜能,促使学生创新探索能力的发展。当然,随着课程改革的不断深入,教师还应加强教学研究,拓宽教学思路,转变教学观念,通过充分的交流探讨、思维碰撞,进一步明确今后初中生物创新人才培育的方向和重点,为今后初中生物学教学顺利开展奠定基础。
参考文献
[1]杨玲.基于大概念的初中“生物与环境”学习进阶设计[J].生物学教学,2020,45(7):16-18.
[2]谭群霜,何英姿.初中生物实验中隐性教学资源的挖掘和利用[J].教学与管理,2015(16):53-55.
[3]刘敏.分层合作教学在初中生物分组实验教学中的实践[J].教学与管理,2014(3):130-132.后台-系统设置-扩展变量-手机广告位-内容正文底部 -
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初中生物学实验教学培育学生创新能力探究论文
人参与 2024-11-05 10:19:57 分类 : 教育论文 点这评论 作者：团论文网 来源：https://www.tuanlunwen.com/
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