淺析高中生物實驗教學中的意識與能力培養(yǎng)

楊旭鋒+蘇亞平

摘要：高中生物學實驗課教學是一類探究性教學活動，也是學生獲取生物知識的最有效手段之一，還是培養(yǎng)學生科學的情感態(tài)度和價值觀的有效方法。在全面推進課程改革的今天，生物高考無論從形式到內容都發(fā)生了深刻的變化，更加注重對學生應用生物學原理分析問題、解決實際問題能力的培養(yǎng)。從歷年的高考得分來看，實驗題往往是學生得分的一個瓶頸，是決定學生得分高低的關鍵，因此加強對實驗教學的研究，不但有利于培養(yǎng)學生掌握知識的能力，更有利于應對高考。

關鍵詞：高中生物；實驗教學；能力培養(yǎng)；實驗教學策略

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：A 文章編 號：1992-7711（2016）12-0098

生物學是一門自然科學，也是一門實驗科學。隨著高中生物實驗題的分值增多，考題形式多樣，與親身實踐越來越緊密。實驗教學已成為高中生物教學內容中最為重要的一部分，但在實驗教學中我們也發(fā)現(xiàn)許多問題，未達到應有的教學效果。因此，生物教師必須明確認識到實驗教學的重要性，在教學中培養(yǎng)學生正確使用儀器、善于分析實驗程序等能力。而培養(yǎng)這些能力之前首先應重視培養(yǎng)學生的基本實驗意識，即質疑意識、規(guī)范意識、求是意識、定量意識、環(huán)保意識和安全意識。高中教師在高中教學中就是要把實驗基本意識貫穿在實驗教學中并最終達到培養(yǎng)學生實驗能力的目的。

一、培養(yǎng)學生實驗意識

1. 質疑意識：我們認為實驗教學的重要目的之一就是要教給學生如何探究未知，因此，在實驗教學中首先要鼓勵學生提出問題，包括實驗設計的原理（為什么這樣設計？是否還有其他設計？）、實驗材料用具（為什么用這種材料？其他材料可否替代？）、實驗操作步驟（步驟換一下是否可以？條件可否改變？）、實驗結果（與預測結果是否一致？不一致的原因是什么？）等方面的問題，引導大家共同討論。要讓學生帶著問題進實驗室，發(fā)現(xiàn)問題在實驗室，帶著新問題離開實驗室。

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

3. 求是意識：培養(yǎng)學生的求是意識就是要讓學生實事求是，具有最基本的科學素養(yǎng)。具體說，就是培養(yǎng)學生追求真理，誠實守信，不弄虛作假，特別是不隨意更改實驗結果。在疑惑時，可以通過親身實驗去嘗試，在實踐中答疑。

4. 定量意識：盡管目前高中生物學實驗多為定性實驗，但這種定性實驗中不乏定量的成分，如溶液的濃度、容器的標量、溶液的量取等。而且隨著生物實驗條件的改善和對學生生物學能力要求的提高，定量實驗肯定會越來越多，因此培養(yǎng)學生的定量意識十分重要。另外，培養(yǎng)學生的定量意識還可以達到節(jié)約實驗用品的功效。

5. 環(huán)保意識：課改后，高中生物課本中學生動手的實驗數(shù)量增多，導致使用藥品的種類和數(shù)量大幅增加，實驗產(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)學生實驗室中的環(huán)保意識顯得非常重要。要引導學生不隨手丟棄實驗廢物、不隨處亂倒實驗廢液，合理回收和再次利用，這樣既保護了環(huán)境，提高了學生的環(huán)保意識，又節(jié)約了實驗用品，增強了學生的節(jié)約意識。

6. 安全意識：實驗室中隱藏著許多安全隱患，如果不及時提醒和教育學生很可能造成不必要的傷害，帶來各種問題和麻煩。如實驗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)學生實驗的安全意識就顯得尤為重要。

二、培養(yǎng)學生實驗能力

對于高中生來說，生物實驗教學主要包括常見的儀器、器具及藥品的使用能力，還有對實驗程序的理解能力，對實驗結果的分析能力，對實驗中出現(xiàn)的異常情況的處理能力。儀器、用具的使用是學習生物實驗的基礎，在初中階段就應具備的學習條件。在高中主要是培養(yǎng)學生的分析問題、處理問題的能力。

1. 培養(yǎng)學生分析實驗程序：一個較為復雜的實驗過程是設計人員長期辛勤勞動的結晶，它往往是經(jīng)過幾十次甚至上百次的反復摸索，總結得出。所以，學生實驗中，不能單純地用實驗指導進行“按方抓藥”出現(xiàn)結果就行了。而要指導學生分析實驗中每一步驟的作用，每一個處理意義以及各步驟之間的聯(lián)系，從中學習研究事物、解決問題的方法。

例如，在觀察植物細胞有絲分裂實驗過程中，大致為：培養(yǎng)——解離——漂洗——染色——壓片。要讓學生了解根尖放在10%HCI溶液中作用是為了溶解細胞間的果膠質，使根尖細胞間變得松散，便于壓片，否則根尖細胞很難壓散，在鏡下不易觀察。另外，通過10%HCI的處理，使細胞迅速死亡，細胞分別保留各自的分裂狀態(tài)，讓學生理解觀察細胞的有絲分裂不是觀察單一細胞的分裂。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，在實驗中，應根據(jù)學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生嘗試實驗，通過親身體驗，使學生既知道實驗應怎么做，也知道為什么這樣做。

2. 培養(yǎng)學生分析實驗結果。在高中生物實驗中，不少學生只重視實驗結果，不重視分析結果；只滿足于實驗的成功，而不愿對實驗失敗的原因進行分析。造成這種現(xiàn)象的原因是：學生對實驗的根本目的缺乏深刻的認識，不懂得如何分析實驗。高中生物學是一門實驗性很強的學科，在實驗過程中，會有很多種因素影響并干擾實驗結果，致使實驗失敗。如實驗《檢測生物組織中的還原糖》，實驗結果不變磚紅色，就要分析其中的原因：（1）是否加熱。（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。（4）斐林試劑A液與B液是否混合均勻再加入。

三、實例探究生物實驗教學的策略

1. 問題提綱法：在學生自主看書的過程中，教師可以設計這樣一些問題讓學生思考、討論：（1）本實驗使用了哪些實驗材料？（2）本實驗的原理是什么？（3）實驗的設計方法和步驟是這樣的？（4）通過實驗最終能得到的結果是什么？（5）通過結果分析，最終能得到什么樣的實驗結論或推理？（6）實驗設計中的對照組是如何設計的？（7）實驗設計中中是如何體現(xiàn)單一變量原則的？

例如，關于必修三《探究甲狀腺激素的作用》的實驗，教師可以引導學生對實驗作如下分析：本實驗是用小蝌蚪作為實驗材料。實驗的原理是：甲狀腺激素有促進發(fā)育的作用。實驗步驟設計如下：取三個編號的玻璃缸，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、二號缸中加入：甲狀腺激素5mg，甲狀腺抑制劑5mg，三號缸不加任何藥劑作為對照，每天觀察一次，并記錄結果。實驗結果是一號缸中的蝌蚪早于三號缸的蝌蚪發(fā)生變態(tài)發(fā)育，而二號缸的蝌蚪遲于三號缸的蝌蚪發(fā)生變態(tài)發(fā)育。根據(jù)實驗結果可以得出如下結論：甲狀腺激素具有促進蝌蚪發(fā)育的作用。其中一號和二號缸是實驗組，三號缸則是對照組，單一變量是加入藥劑的種類。

2. 演繹練習法：學習一個實驗之后，注意對這一類實驗的練習，做到舉一反三，同時可以達到練習鞏固的目的，可以已學習的內容為鋪墊，考查學生對相關實驗的簡單設計，培養(yǎng)學生的演繹推理的能力。例如，學生在學習了必修《探究甲狀腺激素的作用》的實驗以后，可以結合所學習的激素的作用機理，設計如下練習的習題：

雖然蟾蜍的排卵是有季節(jié)性的，但也可以通過向體內注射促性腺激素促進其排卵。為驗證促性腺激素有促進蟾蜍排卵的作用，請利用提供的實驗材料和用具，設計實驗步驟和實驗記錄表。（注：蟾蜍排卵可通過檢查泄殖腔開口處有無卵細胞作為觀察指標；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：學生可以根據(jù)學習過的激素的調節(jié)過程的內容為鋪墊，以《探究甲狀腺激素的作用》的實驗為參考，設計簡單實驗的實驗步驟（實驗設計過程略）

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

4. 補充完整法：教材上對一些實驗的介紹，往往會省略一些步驟或對照組。在實際教學中，教師要引導學生將相關的實驗步驟補充完整，完善對照組，從而使學生準確掌握相關的實驗。

總之，在新課標背景下，要求我們從知識與能力、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀等培養(yǎng)學生，強調過程而不是結果。培養(yǎng)學生的基本實驗意識和實驗的能力是課堂教學重要任務，在未來高中生物教學中發(fā)揮越來越重要的作用。高中學生生物實驗意識與能力的提高，更加有利于學生自身綜合素質的提高和更高層次地學習，但是實施起來困難重重，仍需要不斷地探索和改進。

（作者單位：湖北省沙洋中學 448200）