談?wù)勑抡n程理念下生物實驗教學與技能的培養(yǎng)

劉德軍

長期以來，中學的生物學教育改革嚴重滯后，生物學科被認為是一門死記硬背的學科。特別在生物學實驗教學中，過多強調(diào)書本知識和應試能力，普遍存在以看代做、以講代做、甚至以練代做的現(xiàn)象，實驗開課率嚴重不足。相關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示：“教學的課時不足，要趕進度”、“實驗課沒有效果，不如看看錄像”、“與考試評價相關(guān)性不大”、“學生不重視實驗，實驗課課堂紀律難以維持”、“實驗條件有限”等原因占很大的比例。總體強調(diào)客觀原因的較多，較少涉及主觀原因。事實上，教師的教學觀念直接影響教學方法和教學行為。如何搞好中學生物實驗教學，如何通過生物實驗教學培養(yǎng)學生實驗分析能力，解決這些問題關(guān)鍵是生物教師在思想意識上要重視實驗，不斷改進教學教學方式方法。

一、充分認識實驗在高中生物學教學中的作用

1.實驗是生物學教學的重要基礎(chǔ)

實驗具有直觀、形象的特點，為中學生物教學提供了生動直觀的實踐平臺。實驗教學是一種典型的體驗式學習，從感性到理性，從抽象到具體，符合學生的身心特點和認知規(guī)律。教學實踐證明，在生物教學中運用實驗，可以幫助學生了解事實、概念、原理，掌握生物學實驗技能和培養(yǎng)科學精神，為達到生物教學的總體目標奠定堅實的基礎(chǔ)。

2.實驗是獲取知識的重要途徑

生物學是一門實驗性科學，觀察和實驗是生物科學的基本研究方法。通過實驗使學生的動眼、動手和動腦活動有機地結(jié)合起來，通過觀察實驗，調(diào)動多感官直接感知事物本身，增強直接經(jīng)驗，獲得生動表象，并作為形成概念、理解原理和掌握規(guī)律的依據(jù)。縱觀生物科學的發(fā)展歷史，它的每項發(fā)現(xiàn)都同實驗分不開，從孟德爾的“遺傳規(guī)律”到沃森、克里克的“DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)”無不是建立在實驗基礎(chǔ)之上的。

3.實驗是培養(yǎng)學生能力的重要方式

教育家布魯納指出，教學不應該“奉送真理”，而應該“教人發(fā)現(xiàn)真理”。實踐是創(chuàng)新的搖籃，學生以實驗活動為中心，以探究為出發(fā)點，從“做”中“學”。通過實驗教學可有效激發(fā)學生學習生物學的興趣，對學生的觀察能力、動手能力、思維能力、創(chuàng)新能力、科學精神等方面的培養(yǎng)有重要作用。實驗過程既是文化知識的復習運用與實踐的過程，更是培養(yǎng)學生求實創(chuàng)新、團結(jié)協(xié)作的個性品質(zhì)的重要過程。

二、充分尊重學生在實驗教學中的主體地位

1.創(chuàng)造寬松和諧的實驗環(huán)境

要相信學生，讓學生在實驗中大膽提問，大膽設(shè)想，大膽選擇，大膽創(chuàng)新，給學生自主研究實驗的機會。使學生的情緒、情感處于一種積極主動的狀態(tài)，從而培養(yǎng)良好的思維習慣。讓學生在這種自主實驗的過程中對實驗現(xiàn)象進行主動分析，得出相應的實驗結(jié)論，以培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，使學生掌握科學研究的技巧和方法。

2.轉(zhuǎn)變學生的學習觀念

學生是學習的主體，在實驗教學中，要使學生樹立起自信、自尊、主動積極的學習觀念，端正學習動機，變“要我學”為“我要學”。根據(jù)所學的理論知識和方法，在實踐過程中，自己去想、去做，去發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題。教師只提出選題和要求，學生自主去實現(xiàn)，去完成。通過這樣的實驗教學，學生能夠親自體驗思維的奧妙和創(chuàng)造的神奇，從而逐步養(yǎng)成創(chuàng)新思維的習慣。

3.變驗證性實驗為探究性實驗

在很多學生實驗中，實驗材料、試劑都是書本上指定的，課前由教師準備好的。學生通過實驗達到什么目的，需要哪些器材，以及實驗方法，教材都事先做了具體的規(guī)定。在這個過程中，學生完全是不用思考的機械操作者，甚至到結(jié)束都沒留下完整的印象。這種教學沒有給學生留下思維的空間和余地，雖然對于培養(yǎng)學生實驗基本技能有一定作用，但是在培養(yǎng)學生主動探究精神和創(chuàng)新能力方面必然有所欠缺。而現(xiàn)代教育就是要引導學生積極主動地參與。因此，教師可結(jié)合具體實驗，教會學生一些基本的實驗研究方法，然后提出要探究的問題，讓他們自己主動查找資料，弄清實驗原理，選擇合適的實驗材料和實驗方法，把教材中驗證性實驗變?yōu)樘剿餍詫嶒灐＠纾都毎|(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復原》實驗是一個驗證性實驗，課本上要求用0.3g/ml的蔗糖溶液和紫色的洋蔥，可能會有學生提出可不可以改用不同濃度的蔗糖溶液或同濃度的其他溶液（如0.3g/ml的NaC1溶液）來替代？換用其他材料能否發(fā)生質(zhì)壁分離的現(xiàn)象？如果學生有了這樣的疑問，就要鼓勵他們通過實驗來解答，組織學生設(shè)計實驗方案，包括改變試劑濃度和換用其他材料，分組討論確定切實可行的實驗設(shè)計。通過這樣的探索，既可滿足學生的好奇心和求知欲，又可培養(yǎng)學生的主體意識和科學思維能力。

三、充分利用實驗拓展學生的思維能力

1.分析實驗材料用具

啟發(fā)學生想一想，為什么用這種材料？可否用其他材料替代？例如：“觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復原”實驗中，取材部位應該是在新鮮的洋蔥鱗片葉外表皮的紫色較深處，如果在內(nèi)表皮取材或用其他無色材料，則往往不易觀察到明顯的液泡變化。又如，在做“滲透作用”這一實驗前，“半透膜”的材料也可由學生自己尋找。課本上用的是動物膀胱膜，要大量獲得膀胱膜并不十分容易。那么，能否采用其他材料做半透膜呢？這時，有人可能會想到用雞蛋膜、玻璃紙或魚鰾等，不妨把這些材料都找出來，逐個實驗會發(fā)現(xiàn)雞蛋膜和魚鰾是較為理想的實驗材料。這樣不僅可使學生獲得某種程度上的成就感，而且可培養(yǎng)學生的動手能力。

2.分析實驗操作步驟

實驗教學的重要目的之一就是要教給學生探究未知的方法，提高學生分析問題、解決問題的能力。所以，學生在實驗中不能只按規(guī)定的步驟機械操作，滿足于既定結(jié)果的出現(xiàn)。教師要指導學生理解實驗程序，分析實驗中每一步驟的作用，每一個處理的意義。既要讓學生知道為什么做，又要讓學生知道為什么這樣做，思考步驟換一下是否可以？條件可否改變？在實驗教學過程中，在學生明確實驗原理和方法后可以先播放幾段實驗步驟有缺漏或次序顛倒的錄像，讓學生分析實驗結(jié)果的可能情況，然后做實驗。如觀察植物細胞的有絲分裂的實驗中漏掉解離或漂洗等步驟會怎樣？探索淀粉酶對淀粉和蔗糖的作用的實驗設(shè)計及結(jié)果的實驗中，實驗試劑斐林試劑是否可以用碘液代替？

3.分析實驗現(xiàn)象

實驗現(xiàn)象的分析和探索是實驗教學的重要組成部分，學生對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進行深入細致的分析，從中得出正確的結(jié)論，是學生實驗能力的重要表現(xiàn)。有時，實驗不一定會取得令人滿意的結(jié)果。此時，要鼓勵學生通過討論、分析實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象，并通過思考找出解決問題的方法。例如：實驗《生物組織中還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)的鑒定》中還原糖的鑒定實驗結(jié)果不變磚紅色，教師就要引導學生分析原因：（1）是否溫度不適合，過高或過低？（2）檢驗用的試劑是否使用正確？（3）斐林試劑是否現(xiàn)配現(xiàn)用？又如：葉綠體中色素提取和分離的實驗結(jié)果中四條色素帶部分或者全部不明顯，老師可提示：（1）是否無水乙醇用量過多，導致濾液太稀；（2）葉片是否新鮮，是否取用的幼嫩葉過多；（3）研磨時是否忘記加入CaCO；（4）劃濾液細線時是否重復畫線；（5）層析時濾紙條上的濾液細線是否被層析液沒及過，等等。這樣一來，對知識的引用能力和領(lǐng)悟能力得到了發(fā)展，提高了綜合處理生物學信息的能力。

實驗能提高學生的科學素養(yǎng)，鞏固學生實驗理論知識，提高學生的合作交流能力和表達能力。生物實驗教學是培養(yǎng)學生動手操作能力的主要途徑。從高考改革的趨勢看，命題正由知識立意向能力立意方向發(fā)展，近幾年的生物高考試題都對實驗能力進行了重點考查。重視實驗教學，加強對學生實驗分析能力的培養(yǎng)，無論是對提高學生的思維品質(zhì)、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，還是應對高考，都有重要的現(xiàn)實意義。