生物教學中培養學生實驗設計能力研究

何玉燕

摘 要：教師在生物教學中要培養學生的實驗設計能力。要以教材為依據精心設計課程，對學生進行實驗設計的理論指導，帶領學生進行實驗設計，開展實驗設計訓練，培養學生的創新精神、協作精神、實事求是的科學態度和實驗設計能力。

關鍵詞：初中生物;實驗;實驗設計能力;培養

中圖分類號：G421;G633.91文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2019）11-0038-01

生物學是一門實驗性很強的學科，許多生物學知識都是通過觀察、實驗、實踐得來的。生物實驗設計能力是指對某一現象或問題能自行提出假設，設計解決方法，并加以實施和修改，直至獲得最優化方案的能力。生物實驗設計能力是通過一系列探究活動不斷培養和發展而形成的。當前，初中生對生物實驗方案設計存在思路模糊、有畏懼心理的問題。對此，教師要以定性實驗為主，采取由淺入深、由簡單到復雜的循序漸進的策略，以點帶面逐漸喚起初中生的實驗設計意識，培養初中生的實驗設計能力。

一、以教材為依據精心設計課程，激發學生進行實驗設計的興趣

（1）充分挖掘教材內容，調動學生的興趣。教學“青霉素的發現史”時，教師可以指出青霉素的發現者曾獲諾貝爾獎，讓學生對青霉素是怎樣被發現的產生興趣。這樣，就可以吸引學生體會實驗設計的全過程。講授“光合作用的原理”時，教師可以鼓勵學生設計趣味實驗，根據光合作用原理在葉片上印出自己想要的圖形。講授環保內容時，教師可以談南極臭氧層空洞及酸雨的成因，并提出一些大膽設想激發學生的探究興趣。

（2）精心設計課程，激發學生的好奇心。教師要精心設計每一節課，從內容和形式上不斷給學生以新鮮感，激發他們的好奇心，使他們產生設計實驗的動力。例如，教學完“葉片的基本結構”后，教師可以告訴學生不同植物葉片中葉綠素含量不同，不同環境下生長的同種植物葉片中的葉綠素的含量也不相同。這會激發學生的好奇心，使他們積極設計實驗，探索影響葉綠素形成的因素。

二、對學生進行理論指導，使學生明確實驗設計的內容、原則與方法

（1）挖掘教材中實驗設計的理論知識。教材中有實驗設計的注意事項，但沒有系統闡述實驗設計的內容、原則和方法等，這些內容都隱含于教材的實驗內容和生物學史內容中。因此，教師要提煉出教材中的隱含信息，幫助學生掌握實驗設計的理論知識。

（2）擴展經典實驗內容，使實驗設計理論更明確。教師要適當給生物學經典實驗補充一些內容，使實驗設計理論更明確。例如，探究教材上的“光對鼠婦活動的影響”實驗后，可以開展“溫度對霉菌生活的影響”實驗，使學生了解設計實驗的過程，分析實驗中每一步處理的目的，更好地理解實驗設計的原則、方法。

三、教師帶領學生進行實驗設計，幫助學生理順設計思路

在“光對鼠婦活動的影響”實驗中，教師先提出“鼠婦對生活環境的要求是什么樣的”問題。學生們紛紛提出鼠婦是否喜濕、是否喜光、以什么為食等，最后師生共同確定實驗主題——光對鼠婦活動的影響。教師讓學生思考怎樣檢驗光對鼠婦的活動的影響，有學生提出分別設置有光區和無光區，看鼠婦去哪兒。教師追問這兩個區域怎么設置，學生又想出不少辦法。教師再提出怎樣選取鼠婦、如何控制實驗條件、怎樣選取儀器、如何分析實驗結果等。在教師的引導下，學生們設計出科學、清晰的實驗方案。在整個過程中，學生們積極參與和思考，教師對有閃光點的設計給予表揚，讓學生體會成功的喜悅，增強學生的信心。

四、開展實驗設計訓練，使學生在實踐中學會實驗設計

（1）提供實驗條件，引導學生在實踐中學會實驗設計。教師應讓學生根據實驗目的、實驗材料、用具和藥品設計實驗方案。例如，在光合作用的實驗中，學生在了解葉片的結構與功能后，對光合作用的實驗探索產生了濃厚興趣，但學生憑借現有知識水平不足以設計出實驗方案。這時，教師可以給學生一些知識支持（如淀粉遇碘液變藍、氧氣能使帶火星的木條復燃、氫氧化鈉能吸收二氧化碳等）、用具支持（錐形瓶、漏斗、導管等）、材料支持（金魚藻、天竺葵）等，再讓學生設計實驗，這樣就減小了設計的難度。學生們通過小組討論能夠設計科學的實驗方案，體會到成功的喜悅。

（2）給出實驗目的，讓學生自己選擇實驗條件，學會實驗設計。教師可以給出實驗目的，讓學生自己選擇實驗儀器、材料，設計實驗方案。例如，在“探究細胞的吸水與失水”實驗中，讓學生通過自行選擇儀器、材料來設計實驗。在教師的引導下，各小組選擇了不同的儀器和材料，均得出了正確的結論。學生們從不同角度、不同層面，采用不同方法進行實驗設計，本身就是一個思維不斷完善和豐富的過程，是創新思維的實踐過程。

（3）要求學生對已有實驗方案加以改進。對于一些難度較大的實驗，教師可以給出一些不夠合理的設計，讓各小組討論實驗的科學性、可操作性，并對其不斷改進和完善，從而進一步培養學生的實驗設計能力。

（4）選取成熟實驗，重新設計。教師可以選取一些課本實驗，讓學生進行重新設計或針對生活中的問題分組設計實驗。如在“光對鼠婦活動的影響”實驗后，教師可以引導學生進一步探究水對鼠婦活動是否有影響。這樣，學生就可以在成功經驗的基礎上學會舉一反三，進一步提高實驗設計能力。

參考文獻：

[1]董志軒.重視生物實驗設計 培養學生綜合能力[J].甘肅教育，2011（16）.

[2]周小雄.精析生物實驗內在聯系 提高實驗設計能力[J].中學生物教學，2010（08）.