[在生物学教学中培养学生的想象能力]如何培养空间想象能力

　　想象能力是创新能力的基础。只有丰富学生的想象，学生的创新能力才能得到较好的发展。要培养学生的创新能力，首先必须培养学生的想象能力。在生物学教学中培养学生的想象能力，可通过丰富观察内容、扩大知识视野、联系社会实际、营造想象氛围、提高创新意识等途径进行。
　　
　　一、丰富观察内容
　　
　　观察是想象的基础，是想象的源泉。想象的水平是依一个人所具有的表象的数量和质量的情况而转移的，表象越丰富，其想象越开阔、越深刻。例如：达尔文1831年12月27日乘英国的考察船“贝格尔”号，作了历时五年的环球考察，在这次漫长的航程中，达尔文目睹了许多自然奇迹，采集到了大量的化石标本、植物标本和动物标本。达尔文把这些化石标本作了纵向对比，发现不同地质历史时期出现的生物是不一样的。越古老的地层中出现的生物越低等、越简单，越新近的地层中出现的生物越高等、越复杂。达尔文在具有丰富的观察表象的基础上，充分发挥再造想象能力，想象出不同地质历史时期的生物的生活状态和变化过程，从而摈弃了神创论的观点，坚信生物是不断进化的，并逐"步建立起自然选择的观念来解释生物进化的原因。因此，要培养学生的想象能力，必须丰富学生的观察内容。在生物学教学中丰富学生的观察内容，可从以下几方面着手。
　　
　　1.加强生物直观教学
　　在生物教学中，尽量采用直观教学，先观察实物、模型、示意图等，再进行知识讲解，这样可为学生提供丰富的观察表象。
　　
　　2.培养学生勤于观察的习惯
　　在生物学课堂教学中要多联系自然界和日常生活中的实际，以激起学生课后观察的愿望：要组织学生进行生物课外观察：要利用乡土生物教材，让学生观察本地生物资源。
　　
　　3.加强观察方法的指导
　　生物观察的主要方法有：由外到内或由内到外的观察顺序、由局部到整体或整体到局部的观察顺序：对不同生物的结构、生理进行比较观察，观察其相同点和不同点；由因及果、由果推因地观察生物生命活动的进程：用模型、挂图等作参照帮助观察，更好地辨别细微特征和复杂的结构。
　　
　　4.认真做好生物实验
　　在生物实验中，教师要提出明确的实验目标，要引导学生正确观察实验过程、实验现象，做到观察有目的、有步骤、有重点。
　　
　　二、扩大知识视野
　　
　　知识越丰富、越广泛、越深刻，想象就越丰富。例如：沃森和克里克提出DNA双螺旋结构模型的过程，是他们综合运用数学、物理学、化学、生物学等多学科知识的结晶。学习物理学的克里克和学习生物学的沃森1951年的在英国剑桥大学相遇，一起研究NDA的结构。两人的学科知识可以互补，两人充分利用了别人的实验成果，对别人的实验成果进行分析和综合、归纳和演绎，充分发挥自己的创造想象能力，最后构建出DNA双螺旋结构模型。沃森和克里克以当时科学家已发现的“DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、c四种碱基”知识为依据；以威尔余斯和其同事富兰克林提供的DNA衍射图谱的有关数据为基础，推算出DNA分子呈螺旋结构；从查哥夫的"DNA中A的量总是等于T的量、G的量总是等于c的量”的实验结论中得到启发，从生物界的雌雄配对现象得到启示。最后用金属材料制成一个A与T配对，G与c配对的DNA双螺旋结构模型。当他们把这个模型与拍摄的X射线衍射照片比较时，发现两者完全相符。沃森和克里克运用卓尔非凡的创造想象能力，在不到两年的时间里完成了一项具有划时代意义的伟大工作。荣获了1962年的诺贝尔生理学或医学奖。因此，要培养学生的想象能力，必须扩大学生的知识视野。在生物教学中扩大学生的知识视野，可从以下几方面进行。
　　
　　1.牢固掌握基础知识
　　高中生物教科书中的生物知识都是最基础、最主要的知识。学生牢固掌握这些基础知识，能为想象奠定必要的知识基础，同时有利于进一步学习其他生物知识。
　　
　　2.多读生物课外书籍
　　高中生物教科书中的生物知识的深度和广度都是极其有限的。要使学生的想象更丰富、更广阔，应该鼓励学生多读生物课外书籍，扩大生物知识视野，为想象贮备更丰富的生物知识。
　　
　　3.灵活运用各学科的知识
　　人类在漫长的历史中积累了极丰富的知识，这些知识要在短时间内传授给学生，必然是要进行分科教学。但是在实际工作中各种知识总是综合运用的。例如，在研究遗传学时，就要用到数学、物理学、化学等知识。因此，在生物教学中，要求学生把各学科的知识融会贯通和灵活运用，有利于提高学生想象的广阔性、灵活性。
　　
　　三、联系社会实际
　　
　　想象来源于对社会实际的深刻理解与感受。例如：1939年，美国生态学家林德曼对一个结构相对简单的赛达伯格湖的能量流动进行了定位、定量的测定工作，得出了下图所示的数据：
　　
　　林德曼从中国的“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃泥巴”、“一山不能容二虎”的谚语中得到启发，发挥他的创造想象能力，对上述数据进行综合分析，发现能量沿营养级流动时，逐级递减，后一营养级的能量只能是的一营养级的能量的1/10左右，从而提出了食物链的概念和生态金字塔的理论，使人们认识到生态系统的营养结构和能量流动的特点。林德曼的这项工作具有划时代的意义，是生态系统中能量流动研究的经典，成为后来许多关于植物群落和动物群落中能量流动研究的基础。因此，要培养学生的想象能力，应该引导学生把生物学知识与生活、生产、社会等联系起来，教育学生关注生物知识在现实生活中的应用，丰富学生的想象表象。
　　
　　1.联系生活实际
　　引导学生把生物知识与生活实际联系起来，能使学生感到生物学知识与人类的生活息息相关，从而激发学生的想象欲望。
　　
　　2.联系生产实际
　　生物学与农业、畜牧业、食品工业、医药工业等的联系相当广泛。所以在生物学教学中引导学生把生物学知识与生产实际联系起来，使学生感到生物学知识的实用价值，从而提高学生学习的自觉性和积极性，活跃学生的思维，扩大学生的想象空间。
　　
　　3.联系家乡实际
　　引导学把生物学知识与家乡的生物资源、环境状况联系起来，有利于拓宽学生知识面，提高想象能力。
　　
　　4.联系生物科技发展实际
　　在生物学教学中结合教学内容，向学生介绍有关现代生物科技的新进展，不仅有利于提高教学质量，而且有利于激发学生的探索热情，使学生进入广阔的想象空间。
　　
　　四、营造想象氛围
　　
　　积极、民主、自由自在的氛围能调动人们学习的积极性、活跃人们的思维，使人们的思维活跃、想象丰富。例如：摩尔根的果蝇实验室研究成员由摩尔根和他的十几位学生组成。摩尔根从不以权威、名人自居，而是平易近人、作风民主，摩尔根常常提出一些设想，让他的学生去实验、去讨论。在这种学术氛围中，大家思维活跃、想象丰富，能积极开展科学研究。1910年5月，摩尔根的果蝇实验室产生了一只奇特的雄果蝇，它的眼睛不像 同胞姐妹那样是红色，而是白色的。摩尔根将这只白眼雄果蝇与红眼雌果蝇交配，产生的子一代全是红眼的。子一代雌雄相交得到子二代，子二代中有红眼和白眼果蝇，比例是3:1，其中雄果蝇有一半为红眼，一半为白眼，而雌果蝇全是红眼。摩尔根和他的学生把这个实验结果与孟德尔的杂交实验结果进行比较，发现予一代全是红眼，因为红眼对白眼来说是显性，符合孟德尔的遗传定律。子二代红眼与白眼，比例是3:1，这也符合孟德尔的遗传定律。但子二代中雄果蝇有一半为红眼，一半为自眼，而雌果蝇全是红眼，这不符合孟德尔的遗传定律。摩尔根和他的学充分发挥他们的创造想象能力，对这种差异进行了深入的分析，认为控制自眼的基因是隐性的，位于x染色体上。摩尔根和他的学生做了回交试验，证明他们的解释是正确的。摩尔根把一个特定基因和一条特定染色体X染色体联系起来，从而用实验证明了基因在染色体上。为此，摩尔根荣获了1933年诺贝尔生理学或医学奖。因此，要培养学生的想象能力，必须营造积极、民主、自由自在的想象氛围。在生物教学中营造想象氛围可从以下几方面着手。
　　1.用和蔼可亲的语言进行教学
　　教师在上课时教态自然大方、语言和蔼可亲、生动有趣，能使学生精神放松，思维活跃，形成一种探索的愿望，想象更丰富。
　　2.发扬民主，开展师生互动
　　在生物学教学中师生互动，一起讨论问题，一起探索真理，有利于提高学生的思维积极性，展开想象的翅膀。
　　3.利用多媒体课件进行教学
　　适当利用多媒体课件进行教学，使生物学中许多微观的、抽象的、难以理解的知识，变为直观的、具体的、动态的、容易理解的知识，活跃课堂气氛，调动学生的学习积极性，从而引发学生的表象积累，激发学生的想象能力。
　　
　　五、提高创新意识
　　
　　想象可以激发人们大胆探索，鼓励人们勇于创新。一个有创新意识的人，其想象必然活跃，并在不断的想象中逐步提高想象能力。例如：1975年，英国科学家柯勒和米尔斯坦为了解决一个效应B细胞会分泌一种特异性抗体，但不能在体外培养条件下无限增殖的难题，充分发挥他们的创造想象能力，设计了一个极富创造性的实验方案：他们首先用羊的红细胞对小鼠进行注射，使小鼠产生免疫反应，产生效应B细胞(浆细胞1和抗体。然后从小鼠的脾脏细胞包中提取出效应B细胞，设法使这种效应B细胞与能在体外大量增殖的鼠的骨髓瘤细胞融合。再用特定的选。择培养基进行筛选，选出既能迅速大量繁殖，又能产生专一抗体的杂交瘤细胞。最后，将杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养，或注射到小鼠腹腔内增殖，从细胞培养液或小鼠腹水中提取出大量的单克隆抗体。由于米尔斯坦和柯勒的杰出贡献。1984年，他们获得了诺贝尔生理学或医学奖。因此。要培养学生的想象能力，必须提高学生的创新意识。在生物教学培养学生的创新意识，应注意以下几个方面。
　　1.保护学生的好奇心
　　好奇是创新意识的潜能，好奇是学生的天性。因此，在生物学教学中要多给学生介绍生物学家进行创新的范例，以激发学生的好奇心。要鼓励学生异想天开，大胆进行创新实践。
　　2.发挥学生的主体作用
　　学生是学习的主人，而不是消极的知识接收器。在生物教学中要充分发挥学生的主体作用，调动学生的学习积极性和主动性，引导学生积极思考、主动探索，努力营造创新的教学氛围。
　　3.组织好探究性学习
　　在开展探究性学习的过程中，要让学生亲历思考和探究的过程，领悟科学探究的方法，引导学生象科学家那样思考问题，探索真理，有所发现、有所发明。
　　总之，想象是人在大脑中凭借记忆所提供的材料进行加工。从而产生新的形象的心理过程。想象的表象越丰富、越深刻，想象就越丰富。因此，在生物学教学中，要采取多种措施，丰富学生的表象，从而使学生的想象能力不断提高。