淺析高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的意識(shí)與能力培養(yǎng)

◎楊旭鋒蘇亞平

淺析高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的意識(shí)與能力培養(yǎng)

◎①楊旭鋒②蘇亞平

高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)是一類探究性教學(xué)活動(dòng)，也是學(xué)生獲取生物知識(shí)的最有效手段之一，還是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的情感態(tài)度和價(jià)值觀的有效方法。在全面推進(jìn)課程改革的今天，生物高考無論從形式到內(nèi)容都發(fā)生了深刻的變化，更加注重對(duì)學(xué)生應(yīng)用生物學(xué)原理分析問題、解決實(shí)際問題能力的培養(yǎng)。從歷年的高考得分來看，實(shí)驗(yàn)題往往是學(xué)生得分的一個(gè)瓶頸，是決定學(xué)生得分高低的關(guān)鍵，因此加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究，不但有利于培養(yǎng)學(xué)生掌握知識(shí)的能力，更有利于應(yīng)對(duì)高考。

高中生物；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；能力培養(yǎng)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

生物學(xué)是一門自然科學(xué)，也是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)。隨著高中生物實(shí)驗(yàn)題的分值增多，考題形式多樣，與親身實(shí)踐越來越緊密。實(shí)驗(yàn)教學(xué)已成為高中生物教學(xué)內(nèi)容中最為重要的一部分，但在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中我們也發(fā)現(xiàn)許多問題，未達(dá)到應(yīng)有的教學(xué)效果。因此，生物教師必須明確認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性，在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生正確使用儀器、善于分析實(shí)驗(yàn)程序等能力。而培養(yǎng)這些能力之前首先應(yīng)重視培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)意識(shí)，即質(zhì)疑意識(shí)、規(guī)范意識(shí)、求是意識(shí)、定量意識(shí)、環(huán)保意識(shí)和安全意識(shí)。高中教師在高中教學(xué)中就是要把實(shí)驗(yàn)基本意識(shí)貫穿在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中并最終達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ哪康摹?/p>

一、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)意識(shí)

1.質(zhì)疑意識(shí)：我們認(rèn)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要目的之一就是要教給學(xué)生如何探究未知，因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中首先要鼓勵(lì)學(xué)生提出問題，包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理(為什么這樣設(shè)計(jì)？是否還有其他設(shè)計(jì)？)、實(shí)驗(yàn)材料用具(為什么用這種材料？其他材料可否替代？)、實(shí)驗(yàn)操作步驟(步驟換一下是否可以？條件可否改變？)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果(與預(yù)測(cè)結(jié)果是否一致？不一致的原因是什么？)等方面的問題，引導(dǎo)大家共同討論。要讓學(xué)生帶著問題進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，發(fā)現(xiàn)問題在實(shí)驗(yàn)室，帶著新問題離開實(shí)驗(yàn)室。

2.規(guī)范意識(shí)：培養(yǎng)學(xué)生的規(guī)范意識(shí)，首先是要求學(xué)生遵守實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)規(guī)章制度和操作規(guī)程，如進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室不大聲喧嘩、打打鬧鬧，不隨便帶入非實(shí)驗(yàn)用品等，其次是要求學(xué)生按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的要求去做，規(guī)范操作步驟和方法。若要改變實(shí)驗(yàn)步驟和內(nèi)容，一定要征求教師同意，進(jìn)行必要的論證，避免意外事故的發(fā)生。

3.求是意識(shí)：培養(yǎng)學(xué)生的求是意識(shí)就是要讓學(xué)生實(shí)事求是，具有最基本的科學(xué)素養(yǎng)。具體說，就是培養(yǎng)學(xué)生追求真理，誠實(shí)守信，不弄虛作假，特別是不隨意更改實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在疑惑時(shí)，可以通過親身實(shí)驗(yàn)去嘗試，在實(shí)踐中答疑。

4.定量意識(shí)：盡管目前高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)多為定性實(shí)驗(yàn)，但這種定性實(shí)驗(yàn)中不乏定量的成分，如溶液的濃度、容器的標(biāo)量、溶液的量取等。而且隨著生物實(shí)驗(yàn)條件的改善和對(duì)學(xué)生生物學(xué)能力要求的提高，定量實(shí)驗(yàn)肯定會(huì)越來越多，因此培養(yǎng)學(xué)生的定量意識(shí)十分重要。另外，培養(yǎng)學(xué)生的定量意識(shí)還可以達(dá)到節(jié)約實(shí)驗(yàn)用品的功效。

5.環(huán)保意識(shí)：課改后，高中生物課本中學(xué)生動(dòng)手的實(shí)驗(yàn)數(shù)量增多，導(dǎo)致使用藥品的種類和數(shù)量大幅增加，實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢棄物越來越多。這些廢棄物中，污染環(huán)境的成分也不少，因此培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)室中的環(huán)保意識(shí)顯得非常重要。要引導(dǎo)學(xué)生不隨手丟棄實(shí)驗(yàn)廢物、不隨處亂倒實(shí)驗(yàn)廢液，合理回收和再次利用，這樣既保護(hù)了環(huán)境，提高了學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，又節(jié)約了實(shí)驗(yàn)用品，增強(qiáng)了學(xué)生的節(jié)約意識(shí)。

6.安全意識(shí)：實(shí)驗(yàn)室中隱藏著許多安全隱患，如果不及時(shí)提醒和教育學(xué)生很可能造成不必要的傷害，帶來各種問題和麻煩。如實(shí)驗(yàn)室中的許多藥品是有毒的(如丙酮、苯等)，有些是腐蝕性的(如HCL、NaOH等)，有些是揮發(fā)性的(如丙酮、HCL等)，有些是易燃的(如93號(hào)汽油、石油醚等)。使用器具中也有一些是容易致傷的(如剪刀、刀片、鑷子、蓋玻片等)。因此，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的安全意識(shí)就顯得尤為重要。

二、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/h2>

對(duì)于高中生來說，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要包括常見的儀器、器具及藥品的使用能力，還有對(duì)實(shí)驗(yàn)程序的理解能力，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力，對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的異常情況的處理能力。儀器、用具的使用是學(xué)習(xí)生物實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，在初中階段就應(yīng)具備的學(xué)習(xí)條件。在高中主要是培養(yǎng)學(xué)生的分析問題、處理問題的能力。

1.培養(yǎng)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)程序：一個(gè)較為復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)過程是設(shè)計(jì)人員長期辛勤勞動(dòng)的結(jié)晶，它往往是經(jīng)過幾十次甚至上百次的反復(fù)摸索，總結(jié)得出。所以，學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，不能單純地用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)進(jìn)行“按方抓藥”出現(xiàn)結(jié)果就行了。而要指導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)中每一步驟的作用，每一個(gè)處理意義以及各步驟之間的聯(lián)系，從中學(xué)習(xí)研究事物、解決問題的方法。

例如，在觀察植物細(xì)胞有絲分裂實(shí)驗(yàn)過程中，大致為：培養(yǎng)——解離——漂洗——染色——壓片。要讓學(xué)生了解根尖放在10%HCI溶液中作用是為了溶解細(xì)胞間的果膠質(zhì)，使根尖細(xì)胞間變得松散，便于壓片，否則根尖細(xì)胞很難壓散，在鏡下不易觀察。另外，通過10%HCI的處理，使細(xì)胞迅速死亡，細(xì)胞分別保留各自的分裂狀態(tài)，讓學(xué)生理解觀察細(xì)胞的有絲分裂不是觀察單一細(xì)胞的分裂。漂洗是為了去除根尖表面解離液(10%HCI)，否則影響染色效果。因此，在實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)根據(jù)學(xué)生程度和涉及原理的難易不同，由教師講清或提出問題讓學(xué)生嘗試實(shí)驗(yàn)，通過親身體驗(yàn)，使學(xué)生既知道實(shí)驗(yàn)應(yīng)怎么做，也知道為什么這樣做。

2.培養(yǎng)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在高中生物實(shí)驗(yàn)中，不少學(xué)生只重視實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不重視分析結(jié)果；只滿足于實(shí)驗(yàn)的成功，而不愿對(duì)實(shí)驗(yàn)失敗的原因進(jìn)行分析。造成這種現(xiàn)象的原因是：學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的根本目的缺乏深刻的認(rèn)識(shí)，不懂得如何分析實(shí)驗(yàn)。高中生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科，在實(shí)驗(yàn)過程中，會(huì)有很多種因素影響并干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果，致使實(shí)驗(yàn)失敗。如實(shí)驗(yàn)《檢測(cè)生物組織中的還原糖》，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不變磚紅色，就要分析其中的原因：(1)是否加熱。(2)檢驗(yàn)用的試劑是否使用正確。(3)斐林試劑是否現(xiàn)配現(xiàn)用。(4)斐林試劑A液與B液是否混合均勻再加入。

三、實(shí)例探究生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略

1.問題提綱法：在學(xué)生自主看書的過程中，教師可以設(shè)計(jì)這樣一些問題讓學(xué)生思考、討論：(1)本實(shí)驗(yàn)使用了哪些實(shí)驗(yàn)材料？(2)本實(shí)驗(yàn)的原理是什么？(3)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法和步驟是這樣的？(4)通過實(shí)驗(yàn)最終能得到的結(jié)果是什么？(5)通過結(jié)果分析，最終能得到什么樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)論或推理？(6)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的對(duì)照組是如何設(shè)計(jì)的？(7)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中中是如何體現(xiàn)單一變量原則的？

例如，關(guān)于必修三《探究甲狀腺激素的作用》的實(shí)驗(yàn)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)作如下分析：本實(shí)驗(yàn)是用小蝌蚪作為實(shí)驗(yàn)材料。實(shí)驗(yàn)的原理是：甲狀腺激素有促進(jìn)發(fā)育的作用。實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)如下：取三個(gè)編號(hào)的玻璃缸，分別加入2000ml的河水和適量的新鮮水草，再分別放入10只生長狀態(tài)一致的蝌蚪，分別向一、二號(hào)缸中加入：甲狀腺激素5mg，甲狀腺抑制劑5mg，三號(hào)缸不加任何藥劑作為對(duì)照，每天觀察一次，并記錄結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一號(hào)缸中的蝌蚪早于三號(hào)缸的蝌蚪發(fā)生變態(tài)發(fā)育，而二號(hào)缸的蝌蚪遲于三號(hào)缸的蝌蚪發(fā)生變態(tài)發(fā)育。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出如下結(jié)論：甲狀腺激素具有促進(jìn)蝌蚪發(fā)育的作用。其中一號(hào)和二號(hào)缸是實(shí)驗(yàn)組，三號(hào)缸則是對(duì)照組，單一變量是加入藥劑的種類。

2.演繹練習(xí)法：學(xué)習(xí)一個(gè)實(shí)驗(yàn)之后，注意對(duì)這一類實(shí)驗(yàn)的練習(xí)，做到舉一反三，同時(shí)可以達(dá)到練習(xí)鞏固的目的，可以已學(xué)習(xí)的內(nèi)容為鋪墊，考查學(xué)生對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的簡單設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的演繹推理的能力。例如，學(xué)生在學(xué)習(xí)了必修《探究甲狀腺激素的作用》的實(shí)驗(yàn)以后，可以結(jié)合所學(xué)習(xí)的激素的作用機(jī)理，設(shè)計(jì)如下練習(xí)的習(xí)題：

雖然蟾蜍的排卵是有季節(jié)性的，但也可以通過向體內(nèi)注射促性腺激素促進(jìn)其排卵。為驗(yàn)證促性腺激素有促進(jìn)蟾蜍排卵的作用，請(qǐng)利用提供的實(shí)驗(yàn)材料和用具，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)記錄表。(注：蟾蜍排卵可通過檢查泄殖腔開口處有無卵細(xì)胞作為觀察指標(biāo)；不考慮注射激素的劑量；注射激素后只要求觀察一次。)

材料用具：發(fā)育成熟體重相近的雌性蟾蜍6只，注射器、飼養(yǎng)籠，適宜濃度的促性腺激素溶液，0.65%NaCL溶液(蟾蜍用生理鹽水)

分析：學(xué)生可以根據(jù)學(xué)習(xí)過的激素的調(diào)節(jié)過程的內(nèi)容為鋪墊，以《探究甲狀腺激素的作用》的實(shí)驗(yàn)為參考，設(shè)計(jì)簡單實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟(實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程略)

3.數(shù)學(xué)模型法：數(shù)學(xué)在生物科學(xué)中的應(yīng)用的一種主要形式就是建立生物數(shù)學(xué)模型。利用數(shù)學(xué)模型描述客觀世界是科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)的一種重要方法。

4.補(bǔ)充完整法：教材上對(duì)一些實(shí)驗(yàn)的介紹，往往會(huì)省略一些步驟或?qū)φ战M。在實(shí)際教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生將相關(guān)的實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整，完善對(duì)照組，從而使學(xué)生準(zhǔn)確掌握相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。

總之，在新課標(biāo)背景下，要求我們從知識(shí)與能力、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀等培養(yǎng)學(xué)生，強(qiáng)調(diào)過程而不是結(jié)果。培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)意識(shí)和實(shí)驗(yàn)的能力是課堂教學(xué)重要任務(wù)，在未來高中生物教學(xué)中發(fā)揮越來越重要的作用。高中學(xué)生生物實(shí)驗(yàn)意識(shí)與能力的提高，更加有利于學(xué)生自身綜合素質(zhì)的提高和更高層次地學(xué)習(xí)，但是實(shí)施起來困難重重，仍需要不斷地探索和改進(jìn)。

(作者單位：湖北省沙洋中學(xué)448200)

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1992-7711(2016)12-0098