在生物教學中培養學生的實驗能力

林少前

【摘 要】生物教學中既要傳授基礎知識，同時還要培養學生各方面的能力，主要有觀察能力、實驗能力、自主性學習能力、思維能力和綜合運用能力。本文主要探討在生物教學中采取適宜策略培養學生的實驗分析能力、實驗操作能力、實驗探究能力、實驗設計創新能力。

【關鍵詞】生物教學 實驗分析能力 實驗操作能力 實驗探究能力 實驗設計創新能力

在生物教學中傳授基礎知識的同時，還需要培養學生各方面的能力，主要有觀察能力、實驗能力、自主性學習能力、思維能力和綜合運用能力等。其中強化實驗教學，培養學生的實驗能力，是每位生物教師必須面對的重要課題。本文就如何在生物教學中采取適宜策略培養學生的實驗分析能力、實驗操作能力、實驗探究能力、實驗設計創新能力等方面進行探討。

一、 利用教材中的經典實驗、學生實驗培養實驗分析能力

新人教版高中生物教材中編入了不少演示實驗如“滲透作用”“酶的高效性”實驗，生物史中含有科學家的經典實驗如“酶的發現”“光合作用的發現”“生長素的發現”等研究歷程，并且新教材增加了大量的學生實驗。這些實驗都是實驗分析研練的極佳素材。教師引導學生解讀實驗目的、實驗原理，并根據實驗目的、原理確定實驗方法、步驟，并進一步討論交流實驗成功或失敗的原因、實驗過程中存在的問題。

為幫助學生訓練提高實驗分析能力，筆者在實驗教學過程中，將實驗分析的方法進行了初步探索，總結歸納成了“四步分析法”，即從取材、藥品與試劑、步驟及操作、器具的使用方法四個方面對實驗進行分析。按要求取材，是實驗成功的前提。新人教版必修1教材P115“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗中，一些學生制成的裝片中往往看不到或很少看到分裂的細胞，就是因為切取根尖部位不準確或取材時機不當。藥品與試劑的量、濃度、純度等都是影響實驗正確結果的重要因素。新人教版必修1教材P61“植物細胞的吸水和失水”探究實驗中蔗糖溶液濃度過高時，會使細胞發生強烈質壁分離而失水過多，使細胞死亡而觀察不到質壁分離復原現象。步驟及操作是否正確是影響實驗結果的主要因素，漏做或顛倒某個實驗步驟，結果會大相徑庭，故應重點分析。如“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗中，在顯微鏡視野里，觀察到的細胞是重疊的，其原因從步驟及操作角度看，則是壓片過程不充分導致標本太厚沒有形成薄薄的云霧層，因而看不到單層細胞。

二、利用教材中的學生實驗培養學生實驗操作能力

實驗操作能力是指學生在操作中，能正確使用各種生物器材，自己動手完成實驗或利用實驗探索研究某些問題的能力，這是學習和研究生物學必須具備的一項基本能力。生物教師要盡可能創造條件開展實驗課，讓學生親自動手進行具體的實驗操作，熟悉實驗儀器、試劑的作用及相關操作程序，培養學生的動手能力和掌握一些基本的生物技術。如顯微鏡常用器具的使用方法，臨時裝片的制作、過濾、切片等生物技術。這不是紙上談兵——“講實驗”能夠替代的。在現實教學中，除了一些實驗室建設條件好的學校，實驗普遍開展少，學生的動手能力不容樂觀。就拿顯微鏡的高倍鏡觀察來說，有些學生不按程序操作，結果既耽誤了時間，又觀察不到相應的結果，而且易損壞顯微鏡。如把裝片壓碎了、弄臟鏡頭，因為這些學生在下降鏡筒時，眼睛看的是目鏡而不是物鏡，也就不清楚鏡筒下降到的具體位置。正確的程序應該眼睛側面看著物鏡，同時下降鏡筒，讓物鏡接近裝片，再注視目鏡、調節準焦螺旋直至觀察到清晰物像。此外，目鏡或物鏡頭被污染、焦距沒有調好、放大倍數不夠、視野較暗、標本不在通光孔的中心位置等諸多因素，都會直接影響觀察。這些問題只有在實驗中才能有效解決，實驗操作能力只有在實踐中才能不斷提高。

三、培養學生實驗探究能力

隨著教學改革的深化，人們都認識到基礎教育的任務不僅僅是傳授知識，更重要的是讓學生掌握學習的方法，養成良好的學習習慣，培養終身學習的愿望和能力。引導并組織學生進行探究性實驗學習，就是一種改變學生的學習方式、激發學生的求知欲望、培養學生探究能力的有效措施。它有助于提高學生的生物科學素養，有助于全面實施素質教育。

培養學生探究能力，首先得培養學生的探究意識。傳統的學生實驗教學中一般是老師先講解實驗原理、方法步驟、結果結論，然后讓學生進實驗室按部就班地照老師的要求進行驗證實驗，得到沒有懸念的實驗結果，學生興趣普遍不高。這種機械的學習方法難以引起學生探求新知的欲望。教師在教學中可以根據教材中實驗的內容，適當把驗證性實驗改變成探究性實驗，開拓學生思維，培養探究意識，調動他們參與科學探究的積極性。有了探究欲望后引導學生尋求探究方法，可以是教師講授，也可以讓學生獨立自主的到教材中或利用網絡獲得。最后讓學生進實驗室，讓學生通過自己的實驗操作和思維活動，解決問題，探究其中蘊含的科學道理，獲得情感體驗，發展自己的探究能力。

四、培養學生實驗設計創新能力

人教版生物教材編排的實驗中有不少設計型實驗，如新人教版必修1教材P61“探究植物細胞的吸水和失水”、 P83“探究影響酶活性的條件”、 P91“探究酵母菌細胞呼吸的方式”等實驗 ，要求學生根據實驗目的和原理，運用已具備的生物知識或生物技能，選擇相關的材料、試劑、器具，精心設計實驗方案并處理相關的問題。這有助于培養學生綜合運用實驗知識解決實際問題的能力。

生物學是一門以實驗為基礎的科學，培養和提高學生的實驗能力是一項系統而復雜的工程。生物教師只要潛心鉆研，精心設計，在教學實踐中充分運用教材實驗和校本開放性實驗，就能循序漸進地培養學生實驗分析、實驗操作、實驗探究、實驗設計創新等各方面能力，能動地獲得科學知識的認識和理解，從而提高學生的科學素養和對生物學的濃厚興趣，為學生的終身發展奠定基礎。