高中生物教学中运用生物科学史培养学生创新能力的探讨

2016-05-16靳桂红朱伟华孙海明

长春师范大学学报 2016年4期

关键词：高中生物教学创新能力

靳桂红，朱　梅，朱伟华，孙海明，王　博

(1.北华大学化学与生物学院，吉林省吉林市 132013；2.吉林省工程技师学院，吉林白山 130041)

高中生物教学中运用生物科学史培养学生创新能力的探讨

靳桂红1，2，朱梅1，朱伟华1，孙海明1，王博1

(1.北华大学化学与生物学院，吉林省吉林市 132013；2.吉林省工程技师学院，吉林白山 130041)

[摘要]本文从理论层面，阐述了生物科学史和创新能力之间的关系；从实践层面，把生物科学史融入高中生物教学中，从创新意识、创新思维、创新精神、创新学习方法、创新人格等五个方面来培养学生的创新能力。结果表明，运用生物科学史作为高中生物教学素材来培养学生的创新能力是行之有效的。

[关键词]创新能力；生物科学史；高中生物教学

“生物科学史”是一门生物学与历史学相结合的边缘学科，生物科学史研究生物科学发生和发展的历史。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》(以下简称《纲要》)对生物科学史的定义是“描述生物科学的产生和发展历程，并且以科学史中的重要的史实资料来引导学生学习他们的思维和方法，学习他们进行科学研究的逻辑性，同时要珍惜在当时的社会背景下他们的创造性劳动成果。生物科学史也是一门充满生命力的科学，是培养学生科学素养的生动教材”[1]。

本研究以《普通高中生物课程标准(实验)解读》中的定义为指导，培养高中生的创新意识、创新思维、创新精神、创新学习方法、创新人格等创新能力，旨在为培养未来的创造性人才打好素质基础。

创新意识是人们在思考或处理问题时力图打破思维定式的一种想法，是人们进行创新活动的内在动力[2]；创新思维是创造活动中的一种思维方式，具有批判性、超前性、流畅性、连贯性、独特性、想象性和综合性等特点[3]；创新精神是指敢于怀疑敢于批判，基本特征是摒弃旧事物旧思想、创立新事物新思想，前提是遵循客观规律，创新精神必须符合客观需要和客观规律，这样才能转化为创新成果，创新能力才得以提高[4]；创新学习方法是指学生在解决问题时，采取有效的适合自己的新的掌握知识的方法；创新人格是指由个人内在的创新欲望和创新能力协调统一构成的稳定而独特的心理特征，是人的价值观、道德观、思维方式和心理素质等因素整合的产物，是创新活动的内在动力，也是影响创新活动是否成功的关键[5]。

生物科学史中蕴涵着丰富的培养创新能力的素材，科学家的每一项研究成果或重大发明都是创新的结晶。生物科学史中有许多科学家巧妙运用了科学的研究方法和研究策略，成功实现了创新过程。在高中生物教学中，利用生物科学史作为学习新知识的素材，教师不但要带领学生分析科学家的实验和结论，而且要加深对实验过程和方法的理解，让学生感受到犹如身临其境的体会探究科学的魅力。

笔者利用一年半的时间，设置对照班和实验班，把生物科学史融入高中生物教学中，对学生进行创新能力培养的实验研究，结果表明，运用生物科学史作为素材来培养学生的创新能力是行之有效的。

1研究方法

1.1研究对象

吉林省BS中学2013级高一共有8个理科班，其中3到8班共6个是普通班，选择4班和6班这两个班

进行试验研究，高一·4班共有学生54人，(男生28人，女生26人)作为对照班。高一·6班共有学生54人，(男生29人，女生25人)作为实验班。实验时长为一年半，2013年9月至2015年1月。采用现行人教版教材(必修1、必修2、必修3)的全部内容。

1.2自变量、因变量、无关变量

1.2.1自变量

对照班采取常规的教学方法，以知识带动能力，实验班采取渗透生物科学史教育的方法，以便强调利用科学史培养学生的创新能力。

1.2.2因变量

实验班学生在创新能力方面的变化。

1.2.3无关变量

在实验过程中，必须控制好无关变量，以防影响因变量，提高实验的信度。例如：选择两个入学成绩相当的普通班进行实验；对照班和实验班学生人数相同，男生和女生的比例大致相当；对照班和实验班由笔者亲自任教，并没有告知学生在进行实验；对照班和实验班课时相同，即都是每周4课时,另外加1节晚课；对照班和实验班测验的试卷、时间都相同。

1.3实验流程

1.3.1前测

把入学考试成绩作为实验班和对照班前侧的一项指标，同时对实验班和对照班进行为期两周的创新能力的观察。

1.3.2实施过程

实验班：学生预习并查阅相关的科学史资料，教师检查预习及查阅资料的情况，同时给予适当的评价，然后以科学史为主线带动知识的学习，学习科学研究的过程、思维方式和方法等，从而有意识地培养学生的创新能力。对照班：以知识点为重点的常规教学，科学史只是作为知识的穿插点。

1.3.3后测

分别统计实验班和对照班3次期末考试成绩，以及在教学过程中对学生创新能力的观察的结果。

2结果与分析

2.1前测的结果统计与分析

2.1.1成绩方面

表1　对照班和实验班学生生物学的入学考试成绩

2.1.2创新能力的观察

通过对学生为期两周的观察发现，对照班和实验班学生的创新能力都较薄弱。大部分学生创新意识不强，创新思维不敏捷，创新学习方法简单，缺少持之以恒的创新精神和正确的创新价值观。学生对教材中知识点的掌握都习惯于死记硬背，不讲究方法，遇到难题不是想办法解决而是放弃，没有执着的精神。学生的学习兴趣不够浓厚，学习态度不够认真，对老师留的作业只是应付，真正能做到把学习和兴趣、爱好联系在一起的学生寥寥无几。

对照班和实验班学生的人数相同、平均分相当，说明这两班学生的学习能力也是相当的，从对学生创新能力的观察结果可以看出，两个班学生的创新能力基本相平，因为学生都是刚从初中升入高中，思维不开阔、知识面较狭窄。因此，可以选择高一的这两个班作为本实验的对象。

2.2后测的结果统计与分析

2.2.1成绩方面

表2　对照班和实验班学生生物学3次考试成绩

2.2.2对学生创新能力的观察

通过对对照班和实验班学生的观察发现，学生创新能力的变化如下。

(1)创新意识方面。实验班学生比对照班学生的兴趣有所提高，在课堂上表现得更积极，对课堂提出的问题和知识更加感兴趣，在发现问题或解决问题时往往表现得更活跃，甚至有一部分同学总是能提出自己的独特观点，总是想着用新的想法去解决问题。

(2)创新思维方面。实验班学生不仅独立思考问题，而且独立完成问题的能力明显优越于对照班学生，在回答问题或做题时反应较快，思维较敏捷，同时能从多个方面、多个角度解决问题，打破了思维定势。比如，在做绿叶中色素的提取和分离实验时，对照班的学生按照给定的实验材料(菠菜叶)按部就班地做实验，而实验班的学生好奇地将班级那几盆花(龙爪花、吊篮、滴水莲、茉莉花)的叶片都做了一遍，然后和菠菜叶的结果作比较，并且将滤纸条剪成了不同形状，教学效果差别很大。

(3)创新精神方面。实验班学生比对照班学生敢于克服困难、坦然面对挫折、处理事情能够做到坚持不懈，而且有耐心，对于老师教给的学习任务能够很轻松地完成，上课时注意力集中，且能够正确看待老师在全班同学面前对学生的各种评价。

(4)创新学习方法方面。实验班学生比对照班学生在接受新知识时能更加灵活地掌握，无论是在课堂上还是做题时都能找到适合自己的方式和方法，把老师教给的知识很愉快地内化成自己的知识。如实验班的单宝红同学在她的笔记中，把蛋白质的知识归纳为“一二三四五”，即一个通式、两个标准、三个数量关系、四个原因、五大功能，把DNA的知识简化成五四三二一，即五种基本元素、四种基本单位、每种基本单位有三种基本物质、很多基本单位形成两条脱氧核酸链、成为一种规则的双螺旋结构。

(5)创新人格方面。实验班和对照班相比，实验班学生的创新价值观较成熟，能够正确地认识创新，不再认为自己总是一个笨学生，学生在课堂上表现得更加自信，不再有紧张情绪，很容易与同学、老师进行交流，学习的学习劲头十足。

综上可见，实验班学生的创新意识增强了、创新思维更敏捷了、创新精神更持久了、创新学习方法更多样化了、创新人格更鲜明了。从表2可以看出，在3次统考成绩中，无论是对照班还是实验班的平均分和及格率都在提高，但是实验班提高的幅度明显高于对照班，并且在每一次统考中，实验班的平均分和及格率也总是高于对照班，尤其是在第三次考试实验班的平均分比对照班高出6.84分，及格率高出14.8%。

3结语

笔者在教学中合理运用生物科学史，从创新意识、创新思维、创新精神、创新学习方法、创新人格五个方面来培养学生的创新能力，经过一年半的教学尝试，结果表明实验班学生比对照班学生的创新能力明显加强，实验班学生不仅体会到了生物科学史的故事性、趣味性和生动性，同时加深了对科学知识本质的理解，激发了学生的学习兴趣，实验班学生的学习成绩明显高于对照班。

在教学中培养学生的创新能力是一个长期的过程，培养创新能力的方式方法和措施都有待进一步地改进和提高，而且要把创新能力渗透到教学的方方面面。

对创新能力的评价应多元化，本文主要是通过观察法对实验研究的两个班级学生的创新能力进行评价。因此，选择更好的方法来评价学生的创新能力将是笔者在今后的教学中进一步研究的课题。

[参考文献]

[1]张甜甜.中学生生物科学素养的培养探究[J].科教导刊:电子版,2013(12):35.

[2]刘莉.高中思想政治教学与学生创新意识的培养[D].南京:南京师范大学,2011.

[3]李鹤.生物教学中如何培养学生创新思维能力研究[D].大连:辽宁师范大学,2012.

[4]刘荣.高中生物教学中学生创新精神与实践能力培养论析[J].考试:教研版,2013(1):15-16.

[5]贺艳丽.大学生科研团队创新人格培养问题研究[D].武汉:武汉纺织大学,2011.

[中图分类号]G633.91

[文献标识码]A

[文章编号]2095-7602(2016)04-0146-04

[通讯作者]朱梅(1963- )，女，副教授，博士，从事生物课程与教学论研究。