優化高中生物實驗教學有效性的探討

李建榮

【摘要】生物學實驗是學生獲取知識、培養能力的重要途徑。在實驗教學中，教師可以設計一些生動有趣的活動，調動學生參與實驗的積極性。通過對實驗問題的解答，使學生掌握科學探究的基本過程。運用簡易的實驗材料，巧妙設計實驗方案。靈活創設各種實驗情境，培養學生的思維能力和動手能力。

【關鍵詞】設計活動 科學探究 實驗方案 自主思維

【項目基金】本文為甘肅省教育科學規劃課題（課題立項號：GS[2013]GHB0347）“新課程背景下甘南州普通高中生物實驗教學有效性實踐研究”研究成果之一。

【中圖分類號】G33.91 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）02-0177-01

課程標準中強調展示知識的產生，形成創新的發展過程。生物學是一門實驗性很強的學科，在實現這一途徑中實驗教學就顯得尤為重要，在教學過程中，教師可以不拘泥于課本，根據教學內容的需要，優化實驗教學過程，充分地把學生融入實驗的情境中去，引導學生積極觀察實驗現象，努力解決實驗問題，既有效利用了實驗的教育價值，又調動了學生學習的積極性，激發學習興趣，提高課堂效率。

一、巧妙設計活動，激發學生實驗的積極性

良好的教學環境能激發學生積極的情感，促進學生智力活動的進行和個性的發展。在日常的教學環節中，教師可以通過設計一些新穎獨特的活動，提出有思考性的問題，調動學生思維，吸引學生積極地投入到探索活動中來，從而提高教學效率。如學習滲透作用時可以設計一個“以糖引水”實驗，做法是把蘋果上端的果皮削去，用刀挖成一個倒圓錐形的洞窩，使圓錐狀洞窩的尖端開口，恰好位于蘋果的另一端。按大口朝上小口向下的方向懸放蘋果。注意觀察蘋果底部開口處，半天也不見有水分流出。這時，如把白砂糖均勻灑在洞窩里面，馬上就會看到錐面上神奇地出現了水分。水分漸漸匯聚于底，“塞“滿開口。約20min左右，一顆晶瑩透亮的水珠自然滴落下來。此后，水分便不斷地滲出、流淌、滴下。通過這一教學活動的設計，激發學生實驗的積極性。

二、設計問題環節，引導學生掌握科學探究的基本過程

實驗研究的程序和方法體現了科學探究的基本過程：提出問題→作出假設→進行實驗→得出結論→表達和交流等。絕大多數的中學生物實驗都體現了這個科學探究的基本過程。教師應結合每個具體實驗，幫助學生由了解到理解，最后初步掌握科學探究的基本過程，把這種發現問題，解決問題的基本程序內化為學生的思維習慣。學習科學探究的過程是枯燥的，在日常的教學過程中，教師可以通過巧妙設計實驗問題，引導學生在解決問題的深厚興趣中掌握科學探究的基本方法。如在講解酶的高效性時，教材中是通過比較過氧化氫在不同條件下的分解進行實驗的。操作中教師要求學生帶著如下問題探究：

步驟1：取4支潔凈的試管，分別編號1、2、3、4，分別加入2ml過氧化氫，依次放在試管架上。

步驟2：將2號試管放入90℃左右水浴中加熱，觀察氣泡冒出情況。

問：與1號試管相比，2號試管出現了什么現象？說明了什么？ 步驟3：向3號試管加入2滴FeCl3溶液，4號試管加入2滴肝臟研磨液，觀察氣泡冒出情況。

問：通過觀察，3號、4號試管未經加熱也有大量氣泡冒出，說明什么？哪個試管內氣泡更多？怎樣驗證？

步驟4：2～3min后將點燃的衛生香分別放入兩試管液面上方，觀察現象。

問：4號試管內火焰燃燒更劇烈，說明什么？

這樣教師在實驗前先進行問題啟發，讓學生帶著問題去觀察并思考問題，使學生將觀察和思維活動緊密結合起來，提高了學生的觀察和思維能力。

三、運用簡易的實驗材料，巧妙設計實驗方案

中學生物教學中，對學生進行實驗設計能力的訓練可以圍繞實驗材料的選擇、實驗手段的改進等多種途徑和方法進行。由于實驗條件的限制，有些實驗難以完成。但是，運用簡單易得的實驗材料，巧妙設計實驗方案，同樣能夠取得較好的實驗效果。例如，“嘗試制作真核細胞的三維結構模型”為基礎，為了防止學生模仿教材，千篇一律應用橡皮泥制作模型，改變為以學生小組為單位，自行尋找合適的廢舊物品，對三維結構模型進行課下設計并在課堂中動手制作，有利于鍛煉學生的動手能力、創新能力及合作學習能力。中學化學實驗通常采用注射器進行氣體產量以及氣體產生速率的定量測量，使結果直觀且簡單易行，可借鑒到“探究酶的高效性“實驗演示中，通過使用注射器代替試管成為反應場所，可測出4種情況下，H2O2經相同時間產生的氧氣體積量，并作定量比較，較之教材中通過肉眼觀察氣泡的多少說明過氧化氫本Fe3+和催化效率的差異更為明顯。滲透實驗是一個演示實驗，學生沒有機會親自動手操作，這給學生正確理解物質跨膜運輸的實例內容帶來一定難度，可以采取給學生首先提示實驗步驟，之后布置課后作業方式，在課外能夠利用家庭中常見的器材做好該實驗，建議采用玻璃杯（或者一次性塑料飲杯）、牛奶吸管、細線、蔗糖溶液、魚鰾、清水、簽字筆（或膠紙）等材料完成家庭實驗，同學們通過動手操作，深刻理解了半透膜的作用，收到較好的教學效果。

四、巧妙創設探究情境，充分培養學生自主思維能力

實驗探究特別重視開發學生的智力，發展學生的創造能力和思維能力。教學過程中，通過一個個獨立的探究活動，引導學生學會學習和掌握科學方法，為終身的發展奠定堅實的基礎。教師作為學生實驗探究的導師，其任務是調動學生的積極性，充分發揮學生自主思維能力，促使他們自己去獲取知識、發展能力。

如“分子與細胞”模塊中《檢測生物組織中的糖類，脂肪和蛋白質》的實驗，學生選擇了白蘿卜、花生、大豆作為實驗材料，檢測發現白蘿卜中有還原糖，花生含脂肪，大豆含蛋白質。由于此實驗操作較簡單、易成功，所以教師可適時提出一些問題：在實驗中為什么只選擇白蘿卜、花生、大豆作為實驗材料？能否有替代品？思考并嘗試用其他材料進行實驗，結果又會如何呢？在實驗分析后，教師又引導學生思考：生物組織中是否只含有一種物質？比如，白蘿卜中是否只含有還原糖？那白蘿卜中有沒有蛋白質？學生很快會明白生物組織中不只含有一種物質，然后讓學生嘗試實驗探究。在這個過程中，教師盡量只當一個組織者，不以自己的思維左右學生的思維，讓學生暢所欲言，鼓勵學生深入探究。

在實驗教學中，通過各種途徑優化教學過程，體現了教師的智慧和水平，激發了學生的學習興趣，課堂上更多地出現師生互動、平等參與的生動局面。學生的學習方式開始逐步多樣化，勤于動手、主動參與、樂于探究、積極思維成為學生學習的主旋律，學生學得更輕松，覺得生物課更有趣了。學生成了課堂的主人，課堂也真正充滿生機和活力。