创设问题情景 突出创新教育_生物论文

　　摘要：中学生物教学要根据生物知识的形成过程对学生进行创新意识教育，根据生物知识构建过程设计问题，对学生进行创新思维教育，根据生物知识的应用设计问题，对学生进行创新能力教育。通过设置问题情境，逐步解决问题，突出创新教育，培养学生生物学能力。

　　关键词：问题情景　创新教育

　　当今时代以生物技术和新材料为标志的科技进步日新月异：知识经济将在21世纪处于主导地位，而知识经济的核心在于创新；世界各国在综合国力方面的竞争更加激烈，而增强综合国力的关键在于提高民族的创新能力。我们能否迎接二十一世纪的挑战，关键在于能否培养出大批具有创新能力的人才。生物科学是当代科学的前沿，生物技术是世界范围内新技术革命的重要组成部分。生物科学技术的发展对于当今世界越来越具有特别重要的意义。人们通过人工基因操作和克隆，打破种间屏障创造出了优质、抗逆、高产的动植物新品种，大幅度地增加粮食产量，发展新的畜牧业和养殖业，生物技术是解决粮食危机和能源危机的根源。生物科学中蕴含着丰富的科学精神和态度，科学思维方法以及科学的价值观。国家教育部1999年10月在南京高考工作会议上强调，以后的高考命题将更加突出能力和素质的考查，注重创新。由此可见，不管是素质教育的要求，还是适应高考的新变化和世界发展的潮流，中学教育必须注重知识教学和解决问题的创新意识的培养，本文就中学生物教学中创设问题情景（指教师为引导学生学习某个课题而精心设计的问题），突出创新教育（指对学生进行创造和在创造活动中所表现出来的能力的教育）谈几点意见。

　　1 根据生物知识的形成过程设计问题对学生进行创新意识教育

　　生物教学必须根据生物知识的形成过程，对学生进行创新意识的教育。生物教学不仅教给学生知识和培养能力，而且应使学生具备追求真理的科学精神，实事求是的科学态度，独立思考、质疑、假设、探索、求证、结论的能力。在学习“生长素”这一节时，针对生长素的发现可以用探索法教学，设计如下题目：

　　现有培养于琼脂培养基容器内萝卜幼苗若干：

　　①请设计一个验证生长素存在及作用的实验。

　　②为了了解萝卜的茎和根对光的反应和生长情况，请设计一个实验并做相应的预测。

　　③为了了解萝卜的茎和根对重力的反应和生长情况，请设计一个实验并作相应的预测。

　　④为了了解萝卜的茎的生长速度跟光照强度的关系，请设计一个实验。

　　所需仪器，设备可提供。

　　分析：

　　生长素的发现过程其实就是一个创新过程，生长素知识的形成过程就是对学生进行创新意识教育的好机会。要解决这个问题，必须具有实事求是的科学态度，以实验结果为依据，独立思考后提出问题：生长素的作用是什么？促进生长，促进果实发育，促进扦插枝条的生根。

　　质疑：要想证明生长素存在，必须要先验证生长素的作用是否存在即萝卜幼苗是否直立生长。

　　假设：要想了解茎和根对光的反应，就采用暗盒罩住萝卜幼苗，然后在盒壁上穿一个小孔，让太阳光射进，观察萝卜幼苗的生长情况。若光对茎和根的生长无影响的话，则根茎应该直立生长。但会表现出向光性，为什么会显示出向光性，分析原因，就是生长素的作用。

　　探索：要验证对重力萝卜的茎和根的生长的影响，采用将萝卜幼苗横放使茎水平，再观察根的生长情况。就会出现茎的背地生长和根的向地生长。

　　求证：要想验证茎的生长和光照强度的关系，则可采用多种方法，最后确定为改变通光孔的大小来控制光照强度。

　　结论：

　　①生长素的作用是促进生长，可以采用观察萝卜幼苗是否直立生长，判断生长素的存在。

　　②解决此题必须创新，不能墨守成规。如用暗盒穿孔采用单侧光照射萝卜幼苗的方法。

　　③创新意识，用创新的方法才能解决问题。重力作用向下，只有把根、茎水平放置生长。

　　④发散思考：改变暗盒小孔的大小，对比实验。

　　再与常规教学法的效果相比较，不难发现探索法的优点：开拓思维，大胆创新，培养能力，巩固知识。

　　通过对这个问题的解答，我们可以看出，要正确解决这个问题，必须具有创新意识，在理解生长素知识的形成过程基础上，结合相关知识，反复思考大胆设想，勇于创新，充分论证，才能圆满完成任务。

　　2 根据生物知识的构建设计问题对学生进行创新思维教育。

　　生物科学素质和创新思维往往来自对科学知识的构造过程的提炼，生物教学要注重知识发生过程的教学和解决问题的创新思维教育。创新思维是创新素质的核心要素，是多种思维方式的综合与提高，其灵魂就是创造性的想象力。生物教学中应该变知识灌输式教学为思维训练为主的教学，消除思维定势的束缚，通过纵向思维、横向思维、发散思维、聚合思维的训练，扩大思维的深刻性和广阔性，创设梯级问题情境，以疑激趣，以疑促思。

　　在学习对酶的影响之后，可设计问题：

　　为验证pH对唾液淀粉酶活性的影响，设计如下实验。

　　①在1～5号试管中分别加入0.5％淀粉溶液2；

　　②在各试管中加入相应的缓冲液3ml，使各试管反应液的pH依次稳定在5.00，6.20，6.80，7.40，8.00；

　　③分别向1～5号试管中加入0.5％唾液1ml，37℃恒温水浴；

　　④根据已学过的有关知识，继续设计后续实验步骤，设计结果处理方式。提示：中性环境酶的活性最强。

　　分析：

　　科学实验的基本要求是对照性和结果的处理。纵向思维：酶的活性与外界环境的关系，开展创新思维，有对照实验结论才有意义。对结果处理要排除干扰因素，进行发散—聚合—再发散—再聚合的思维。

　　在实验中只有利用恒温，才能排除温度因素对结果的干扰。37℃是人体的正常体温，也是唾淀粉酶起催化作用的最适温度。pH＝6.80的那只试管加碘液后出现橙黄色，此时淀粉完全催化水解成为麦芽糖，故不会显示蓝色，说明3号试管是反应的最适pH值，高于或低于此pH值时酶活性逐渐降低（淀粉不能完全水解与碘均有不同程度的蓝色反应）。

　　发散思维：酶的活性是指单位时间内的催化能力。根据酶的特性，对酶的知识构建进行分析得出测定颜色的时间为每一分钟测试一次，排除时间长会使pH＝8.0的5号试管的颜色与时间短pH=6.80的3号试管出现相同的颜色这种干扰因素。

　　解答：

　　①纵向思维：回忆有关温度对酶的影响

　　②横向思维：取pH6.80恒温水浴加热、每隔一分钟加碘液观察其颜色变化。

　　③发散思维：当pH6.80完全褪色后，取出全部试管滴加等量碘液，观察颜色变化。

　　④聚合思维：把液体颜色由浅到深排列并画图。

　　以3号试管的橙黄色（为稀碘液的颜色）为反应的终结点，即此时酶的活性最强，以蓝色（碘液遇淀粉变蓝）为反应的起始点，即此时酶的活性最低，以pH值为横坐标做出整个实验过程的图像。

　　酶的活性与温度及pH有关。通过对知识构建过程的分析，我们把37℃恒温水浴作为第一个条件。生物化学反应需要时间，通过发散思维和聚合思维，我们把一分钟实验一次作为第二个条件。把pH=6.80环境作为充分反应的终点，其它环境与之相对照结束反应，滴加碘液观察各试管的颜色，把液体颜色由浅到深排列并画图。

　　3 根据生物知识的应用设计问题对学生进行创新能力教育。

　　全面推进素质教育，重点是培养学生的创新精神和创新能力。在创新精神培养方面，包括创新意识、创新思维和创新能力，创新能力包括创新情感，创新人格，即：好奇心、挑战心、冒险心、坚韧性、求异性的培养。创新精神要勇于怀疑，勇于批判，引导学生在不可能中寻找可能的途径，鼓励学生“初生牛犊不怕虎”的精神，敢想，敢思，坚韧不拔，求真务实，把童话变成现实。

　　学习XY型性别决定后，可设计一个问题：

　　有一种雌雄异体的基本经济植物属XY型性别决定，但雌株是性杂合体，雄株是性纯合体，已知其叶片上的斑点是由X染色体上的隐性基因控制的，某园场要培育出一批在苗期就能识别的雌雄株，则应选择：

　　①表现型为________的植株作母体，其基因型为________，表现型为________的植株作父体，其基因型为________；

　　②子代中表现型为________是雌株，子代中表现型为________是雄株。

　　分析：

　　对于人类而言，同样一个受精卵为什么有的发育成为男孩，有的发育成为女孩，而有些性状的遗传又总是与性别相联系，这涉及性别决定和伴性遗传知识，本题即属于此问题。自然界中性别决定主要为两种方式，即XY型和ZW型，题目中母本基因型为XY，父本XX且为XY型性别决定，但实际上是ZW型，不具创新能力就认识不到这些问题。思维过程以ZW型性别决定的方式来进行逆向思维，推出结论，再通过求异性变通成为XY型，最终解答这个问题。

　　解答：

　　①好奇心：XY型性别决定知识的应用

　　②逆向思维：XX是雌性，XY是雄性，而此题中雌性为XY，雄性为XX。

　　③求异性：思维从ZW型性别决定入手：要得到从表现型就能分出雌雄　

　　这个问题的实质是一个ZW型性别决定方式，大多数学生对性别决定都有很强的好奇心，但此题表面看来却是一个XY型性别决定，解决它必须有创新能力，结合性别决定和伴性遗传的知识，利用逆向思维，大胆求异才能完成任务。

　　4 通过解题训练，培养学生创新能力

　　现代科学方法论认为：科学研究的起点是问题，科学研究的过程实际上是就是一个提出问题、解决问题的过程。在生物教学中教师要积极创设问题情景，诱导学生创新思维，调动学生的积极性和主动性，培养学生的创新能力，提高生物教学的质量。教师精心选题确定问题中心，巧设悬念，通过曲折的解题过程和多向发散思维达到豁然开朗。例：在学习完光合作用、呼吸作用、矿质代谢后可设计如下问题，要求学生解答讲解：在可控制温度和大气成分的温室中，以人工配制的营养液，无土栽培蔬菜或花卉。请回答下列问题：

　　1．若温室的玻璃分别为无色、红色、绿色、蓝色，则对植物生长不利的颜色是________。

　　2．当阴雨连绵，光照不足时，温室温度应________，以降低蔬菜的________。

　　3．当春季天气晴朗，光照充足时，为使农作物增产，除满足矿质元素的需要外，应采取的措施是________。

　　4．向培养液中泵入空气的目的是________。

　　5．培养液中矿质元素有一定配比，这些矿质元素在植物体内的作用是：

　　物体内的________合成。

　　6．若使温室内的菊花花期推迟可采用的措施是________。

　　解题思路：（1）理解题意。（2）根据问题进行创新思维，
第一，绿光对光合作用最不利，因为叶片是绿色，基本不吸
收绿光；第二，光照不足光合作用减弱，但呼吸作用存在，
物质分解加快，所以应降低温度，降低酶的催化作用，降低
呼吸作用；第三，光照充足光合作用增强，但光合作用需　促进了
根细胞的呼吸作用，防止烂根造成死亡；第五，矿质元素的作用大家能力，要
想菊花在秋天开放，影响菊花花期的主要因素有短日照，故要使它
推迟开花，应采取的措施是延长光照时间。

　　呼吸作用 促进矿质元素离子的吸收5．（1）有些是植物体组成部分 （2）有些具有调节植物生命活动的功能；叶绿素 6．延长光照时间

　　综上所述，教师精心选题的方法有：一是利用生物科学史中的趣味事实设置问题情景。如学习伴性遗传时以著名化学家道尔顿圣诞节前夕买袜子送母亲引发颜色争论为例，设置色盲病因问题，要求学生学习道尔顿从一个小小的偶发事件中创新。二是创设与学生已有生活经验发生冲突的问题情景。如自然选择学说与用进废退学说的教学，通过设置问题，到底是变异定向还是环境定向？从而加深学生的理解。三是利用新闻材料设置问题，开阔学生视野，激励学生向往科学研究。如克隆技术的问世，“多莉”绵羊的出生，设置无性生殖问题；98年长江特大水灾，设置生态农业、环境污染问题。四是理论联系实际，设置知识实用的问题。如学习蛋白质代谢，结合肝功能化验单上的谷丙转氨酶指数教学。五是根据当代生物科学的前沿成果设计问题，激发学生创新的兴趣。如在DNA芯片问世和“人类基因组计划”的草图破译时，结合基因控制蛋白质基因合成和DNA上的碱基对序列设计问题。

　　生物教育的创新能力的培养，需要激发学生的学习动机，发展学生敏锐的观察力和丰富的想象力，形成独特的知识结构，鼓励积极求异的思维，学会收集和处理信息，培养学生聚合——发散——聚合的思维方式，注意变换问题的设计角度和表达方式。大胆直觉判断，猜测和幻想，只有这样，我们培育出来的学生才是适应二十一世纪的综合型、应用型、能力型人才。