中學生生物實驗能力的培養

摘 要：中學生物實驗教學在整個生物學教學過程中具有舉足輕重的作用，在實驗教學過程中，教師必須具備較強的調控駕馭能力和全局觀念，才能更好的促進學生各種能力的養成和提高，本文僅就中學生生物實驗能力培養的意義、要求、原則與途徑四個方面來進行闡述。

關鍵詞：中學生物；實驗能力；培養

生物學是一門實驗性很強的學科，許多知識的產生都來自于實驗。實驗是教學中的一種特殊形式的學習實踐活動。學生綜合素質的形成，主要取決于教師在教學過程中對學生各種能力的培養。在實驗教學過程中，教師必須具備較強的調控駕馭能力和全局觀念，才能更好地促進學生各種能力的養成和提高，下面僅就中學生生物實驗能力培養的意義、要求、原則與途徑四個方面來闡述筆者多年生物教學實踐中的點滴體會。

一、要明確中學生生物實驗能力培養的重要意義

中學生物學教學涵蓋理論教學和實驗教學兩部分內容，實驗教學既是驗證理論內容的手段 ，也是培養學生的洞察能力、實踐能力和創新能力的主要途徑。在教學過程中加強對學生實驗能力的培養，能夠促使學生形成良好的科學態度，掌握正確的實驗方法，形成科學思維的能力，發展科學創新的能力。中學生物教學既要重視理論的教學，更要重視對學生運用生物學原理分析問題、解決問題能力的培養，其核心就是科學邏輯思維和實驗能力的培養。新課程改革實施以來，高考更加重視考查學生的實驗能力，比重也逐年增加。高考目標對學生實驗能力的要求分為兩個層次：一是獨立完成實驗的能力；二是設計簡單的實驗方案并處理相關實驗問題的能力。筆者近年來對高考生物卷實驗部分進行抽樣調查，發現該部分試題難度不大，但大部分考生的得分情況不容樂觀。考生在實驗設計及現象結果的分析表述中常出現科學性的錯誤，有的背離日常生活常識。如“一只蝌蚪可連續做好幾個實驗”、“一個細胞染色后又要讓它繼續完成細胞分裂”、“用開水殺害昆蟲”等等。學生缺乏科學的邏輯思維及實驗能力，缺乏“單一變量”的對照思想。而實驗能力的提高不是短時間內就可一蹴而就培養形成的，這種能力的培養是整個育人工作中的一項系統工程，應該從小學開始，經過初、高中階段，甚至整個教育階段都要不斷地強化落實才能養成。

二、中學生生物實驗能力培養的途徑

（一）改變傳統的實驗教學，優化創新實驗教學模式

當前生物實驗教學模式主要是由教師先上基礎理論課，再安排學生做實驗，該模式按部就班，比較僵化刻板，既降低了學生的學習興趣，也不利于學生實驗能力的培養。為此，筆者參考他人的研究成果并結合多年的教學實踐經驗，根據學生的認知特點，對現行生物實驗教學方式進行優化組合，以人教版高中生物教材中的實驗“觀察植物細胞有絲分裂”為例，簡單闡述優化實驗教學模式的途徑。

1. 實驗前提出目標。實驗前教師通過設置問題的方式引導學生對實驗進行預習。問題主要有：⑴實驗應選用什么材料，在什么時候觀察較為適合？為什么？⑵細胞有絲分裂的特征是什么？有何意義？⑶有絲分裂間期、分裂各期各有什么特點？⑷我們在有絲分裂的細胞中要注意觀察什么？等等，通過設置問題，教師提出了學生應達到的目標：即熟悉細胞有絲分裂的特征、有絲分裂不同時期的識別、實驗材料的科學選擇、初步掌握裝片的制作技術、生物圖簡單繪制的方法等。借助設置問題，學生可通過查詢教科書、實驗報告冊以及網絡資源等途徑，明確實驗目的、理解實驗原理、掌握選材要求、搞清各實驗環節要求、實驗的重難點及所需要的知識技能等。教師可以通過抽查、提問、小測驗等多種形式來檢查學生對實驗的準備情況。

2. 實驗過程的啟發誘導。實驗教學過程中，應讓學生主動參與，并依靠學生的聰明才智千方百計完成實驗任務，使學生從“學實驗”轉變到真正的“做實驗”，充分發揮學生的主體性作用，在此過程中對學生出現的各種現象和問題，教師要進行適當的啟發誘導和點撥，注意發現學生創新的“閃光點”，正確引導學生對實驗的理解，使每個學生在動手、動腦上有所進步。從中培養學生良好的實驗習慣和協作探究精神。具體做法如下：在學生上實驗課前，設置一些問題：⑴為什么根尖要長到1～5cm，而制作裝片時切取的洋蔥根尖長度是2～3cm？⑵試著邊描述細胞分裂的過程邊繪圖？⑶染色體在細胞分裂過程中是如何變化的？⑷請分析從生長良好的洋蔥根上取得根尖后進行有絲分裂實驗，但未發現處于分裂期細胞的原因。等等，在實驗操作過程中讓學生邊實驗邊思考，并逐步解決這些問題。

3. 實驗結束后的知識遷移拓展。實驗結束后，教師除了簡要點評實驗情況外，還應引導學生探討實驗中各種異常現象出現的原因，通過分析推理總結經驗教訓，進一步鞏固深化所學知識。特別是由于生物學實驗材料與一年四季變化有關，各校實驗試劑與裝備情況不盡一致，教師應創造條件啟發學生對實驗進行改進、擴展和提升（主要從實驗內容、實驗材料、時間等多方面），并引導學生對改進后的實驗或影響實驗的因素進行深入探究，培養學生拓展遷移知識的能力。如《葉綠體中色素的提取和分離》選材上波菜葉黃素含量不穩定，易缺失且含水量大，可改用幼嫩三角梅葉片（葉脈細、葉黃素色帶清晰），丙酮量增大可提取出墨綠色的色素液；實驗用的毛細管難制備，可把濾液取出放在干凈的載玻片上，用另一玻片平推成涂片（越平越好），重復幾次，待濾液在載玻片上將干未干時，把濾紙條的濾液細線處180°折，將折處在做好的載玻片上沾一下，待干燥后重復2～3次。此效果比用毛細管劃濾液細線更好，更易掌握，且成功率高，又可以不用毛細管。再如酶多樣性研究活動中，酶來源有：唾液淀粉酶、豬胃液（可于清晨取于屠宰場）、加酶洗衣粉。在觀察細胞質的流動時，如找不到黑藻，可用南瓜幼苗表皮毛或紫鴨趾草花絲表皮毛代之。觀察有絲分裂實驗時可加大鹽酸濃度來縮短解離時間。通過對優化實驗教學模式的實踐探索，對改善和培養學生實驗自主能力有著積極的效果。

（二）實驗過程中重視培養學生的動手操作能力

實驗操作能力是中學生物學能力中最基本的一種能力。為了培養學生的動手操作能力，在實驗教學過程中，必須讓每個學生親自動手做實驗，確保每個學生都能通過學習規定的實驗操作內容，讓學生掌握一定的實驗操作技能，形成良好的實驗操作規范和較強的動手能力，并為今后的能力提升打下基礎。教師可以從簡單初級的實驗入手，通過循序漸進的系統性的規范訓練，使學生在具備一定實驗能力的基礎上再逐步深化，完成由易到難的過程。

（三）積極開展研究性學習，培養學生分析與綜合思維能力

《普通高中“研究性學習”實施指南（試行）》中指出研究性學習是課程計劃中的重要內容，是全體學生的必修課。筆者與泉港二中教師曾利用假期期間及綜合實踐活動時間組織學生開展研究性學習，其中取得了良好成效的有：泉港二中《肖厝近海灘涂浮游生物定量調查》榮獲全國生物百項活動全國叁等獎；《肖厝地名初探》、《SO2對美人蕉生長影響》榮獲全國表少年科技發明創新活動省貳等獎；《金絲雀籠養實驗》榮獲省三等獎。開展專題研究活動的基本環節包括選題→搜集資料→（設立子課題）→制定實驗方案→開展研究活動→原始資料收集以及論文寫作。選題：好的選題是成功的一半。在初期可以是教師選題，但最后一定要過渡到讓學生選題，充分尊重學生的主體性。具體做法是教師發出通知單，讓學生填寫課題和實施方案，收集后經全班同學小組討論形成課題并制定方案，不要走教師選題后讓學生做的老路子。選題必須依據學校具體情況，符合學生認知水平和生理、心理特點，選題應結合本地區經濟發展情況和現代科技發展趨勢。選擇的課題要有可操作性，能充分發揮學生的動手、動腦等主體性作用，不要選擇那些摸不著、看不見的課題（如納米、航天技術、人類基因組討論等），避免做文字游戲，使學生失去興趣。高中階段的選題要緊扣教材，不要離高考太遠，最好是教科書上實驗的改進或是理論知識在生產上的簡單應用，或是新教材中的探究性活動的子課題。如：《酶多樣性研究》、《2.4—D在龍眼生產中的應用》（促春梢、抗冬梢）、《人工延長日照時間對菊花開花影響》、《蔬菜農藥殘留量的調查》、《植物生長素類似物對金魚生長影響》、《動物激素（避孕藥）對金魚生長影響》、《光照強度對黑藻細胞質流動影響》等等。搜集資料：組織學生合作學習，到圖書館、閱覽室或上網搜集有關材料。設立子課題：以便于有更多學生參加，結論也會準確（如設立對照組）。制定實驗方案：這一點教師不要包辦，由小組成員在一起就所掌握資料進行討論，寫出課題報告并進一步完善實驗方案。老師可適當參與、糾正一些不科學的步驟，但要珍惜學生參與的每一步驟，保證給學生更多的機會。開展研究活動：教師在這一環節僅僅是推動者和協助者，充分發揮學生小組力量，讓學生獨立完成。論文寫作：這一環節可鍛煉學生的寫作水平和科學思維及協作精神，論文應包含四環節；選題目的→實驗過程→實驗結果和結論→建議，并把所有原始記錄、相片、草稿收齊裝訂成冊。

研究性學習能讓學生在研究中感受自己是在經歷科學實驗過程，是在領略科學家的實驗思維和科學精神，變學生“學”科學為真正的“做”科學，鍛煉學生的協作精神和創造能力，在“做”科學中提高和豐富自己的實踐能力、創新能力和創造能力，鍛煉學生的協作精神、吃苦耐勞精神和創新精神，從而能從根本上、整體上提高學生的實驗能力。實踐表明開展研究性學習教學模式具有實效性，符合學生的認知規律，可以有效的激發學生的興趣，對于培養學生分析與綜合思維能力有著不可比擬的優勢。

當然，中學生生物實驗能力的培養途徑不只這些，筆者在今后的教學過程中，會通過更多的摸索，尋求可操作性強且更為高效的途徑。綜上所述，實施素質教育，必須加強學生生物實驗能力的培養。因此作為教師，必須努力為學生的成長提高提供更為廣闊的空間。今后，筆者將在實驗教學中不斷探索培養學生實驗能力的新途徑、新方法。

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