高中生物實驗對學生能力的培養探討

肖俊華

【摘要】生物學在農業、醫藥、環保等方面都發揮著重要作用，高中生物主要是對生物的生命形態、結構功能和生長規律進行研究。在高中生物實驗的教學中，除了要培養學生必要的生物學知識，還要培養學生的能力，本文主要圍繞高中生物實驗對學生能力的培養展開討論，主要表現為以下四方面能力的培養：觀察能力、實踐操作能力、探索創新能力、理性思維能力。

【關鍵詞】高中生物實驗??? 學生??? 能力??? 培養

【中圖分類號】G633.91??? 【文獻標識碼】A??? 【文章編號】2095-3089（2021）44-0109-02

生物學的研究是建立在對生物進行觀察描述、實驗驗證的基礎上的，通過實驗對問題進行思考、分析、探究和解決，既可以遷移和運用確定性的結論，又可以用實驗去驗證猜測性的想法，通過生物實驗，使學生對實驗的原理、步驟、現象和結論掌握得更加透徹，在實驗過程中對學生的各種能力進行培養。

一、培養學生的觀察力

高中生物主要是對自然界中無法用肉眼看見的生物進行研究，對這些微觀生物的研究需要借助藥品和科學儀器來完成，這就需要學生具有較好的觀察力，才能更好地實現對生物現象的觀察，從而發現生命體的個性特征，然后對生命現象進行探索，因此在進行高中生物實驗時，教師需要培養學生科學嚴謹的實驗態度，使學生認真觀察實驗的操作步驟，以便學生在自主操作時可以規范地進行實驗操作，避免因為觀察不到位，導致操作失誤，影響實驗結果，在實驗中觀察實驗現象時，要善于觀察發現實驗對象產生的細微區別，抓住觀察的要點，并掌握觀察的方法，這樣才能實現對微觀生命現象的研究[1]。比如，對不同的觀察對象使用不同的鏡片，很多學生不了解低倍鏡和高倍鏡的特征，盲目地選擇高倍鏡來對實驗對象進行觀察，以為高倍鏡會看得更清楚，這主要是因為學生對顯微鏡的原理不了解，事實上倍數越高，觀察的面積就越小，看到的材料就越薄，也就是說高倍鏡只適合對實驗對象進行局部觀察，更適合觀察一些細節，而低倍鏡才是適合對生物整體結構進行觀察的，教師要引導學生正確選擇觀察工具，了解觀察工具的不同功用和不同特征，從而更加科學地進行實驗。在用顯微鏡對微生物進行觀察時，如果發現污染物影響了觀察效果，應該先摘物鏡然后再摘目鏡，擦拭完后，先安裝目鏡再安裝物鏡，這樣就可以有效防止污染物進入物鏡內部，要注意觀察清除污染物的操作步驟，不能顛倒物鏡和目鏡的摘除安裝順序。在高中生物的日常實驗中，教師要注重培養學生的觀察力，教師在進行實驗演示和示范時，要使學生可以觀察到教師操作的細節，在實驗中對生物進行研究時，要指導學生觀察的重點，教授學生觀察的方法，從而培養學生的觀察能力。

二、培養學生的實踐能力

在高中生物的實驗教學中，教師要注重學生動手實踐能力的培養，不能只是教師自己做實驗講解，要讓學生動手對實驗進行操作，這樣既可以調動學生的積極性，又培養了學生的科學實驗能力。為了保障實驗操作的有效性，就要確保實驗操作的嚴謹性和規范性，教師要對實驗安全和實驗注意事項進行重點提醒，要求學生熟練掌握實驗步驟和要點，并明確實驗中需要觀察的要點，然后再發給學生實驗器材，在實驗過程中要對學生的錯誤步驟及時予以糾正，并使學生明白原因，從而提高實驗的成功率，并逐漸培養學生的實驗操作能力，在實驗過程中，學生有不明白的地方教師要及時予以指導，力口強師生間的交流互動，同時學生通過自己動手實踐，力口深了對實驗知識的理解和記憶，積累了實驗經驗，鍛煉了動手能力。比如：在人教版高中生物選修1《果醋和果酒的制作》的學習中，教師就可以鼓勵學生動手來做這個試驗，教師準備需要的實驗材料，讓學生帶來自己喜歡的水果，師生一起完成對果酒的制作，還可以互換品嘗果酒，既培養了學生的動手實踐能力，又活躍了課堂氣氛，增近了師生關系[2]。

高中生物實驗都是專業研究學者和科學家的成功經驗，教師在實驗教學過程中，引導學生通過自己的實踐操作，去印證生物學者的研究成果，當然有些實驗具有較大的難度，這就需要在實踐操作過程中，在教師的指導下強化學生的操作技能，有很多操作細節和關注點，還有很多操作的技巧，都需要在教師的指導下完成，教師在指導時，同時要予以解釋，使學生不但知其然，還要知其所以然，從而真正實現實踐能力的提升。比如：在人教版高中生物必修1《色素提取和分離》實驗中，教師可以指導學生濾紙條的長度要留足10公分，其中9公分是給胡蘿卜素擴散留的距離，1公分劃濾液細線，從而保證層析液可以均勻擴散。在實驗過程中，教師可以指導學生在干燥后的紙條上多劃幾次濾細線，如果紙條沒有干燥，劃出的細線就會比較寬，細線不符合要求，色素也會擴散，紙條上的色帶就會重合[1]。在教學實踐過程中，教師要把有效的實驗措施教授給學生，而且告訴學生為什么要這么做，從而提高學生的實踐操作能力。

三、培養學生的創新能力

在新課改的背景下，教師在生物實驗教學中，要讓學生成為生物實驗的主人，教師要放手讓學生去做實驗，甚至在學生的課余時間如果有興趣也可以來實驗室做實驗。教師在學生對實驗的探究過程中培養學生的探索創新能力，可以說生物實驗，是學生創造的機會和平臺，學生在實驗中發現問題，衍生出創造的契機，在解決問題的過程中，發揮自身的創造力，創造性地解決問題，從而實現創造力的培養。一方面，教師可以用豐富實驗材料，來發散學生的思維，也就是在實驗過程中不要只局限于教材中的實驗材料，可以讓學生充分發揮自主性，對多種材料分組實驗。另一方面，教師還可以對實驗方法和實驗步驟進行革新，鼓勵學生在安全的前提下創新生物實驗方法和實驗步驟。

我們還是以《色素提取和分離》這個實驗為例子，課本對這個實驗的設置是驗證性實驗，實驗目的是驗證綠葉中所含色素的顏色、種類和含量，用的是層析液和濾紙條來分離色素，教師在教學中，可以把這個實驗改為探究性實驗。課本實驗中，由于會產生邊緣效應和層析液的揮發性，在實驗操作中會去掉濾紙條的兩端，還要防止層析液的揮發，給小燒杯蓋蓋，但是在實驗過程中還是有可能會因為濾液細線碰到了層析液而導致實驗失敗，在習題中曾經出現使用圓形的定性濾紙替代濾紙條的題目，教師從理論上對習題進行講解不如讓學生動手實驗來完成這一問題的考證，因此可以把這個實驗設置為探究性實驗，讓學生分組進行實驗，分別用圓形定性濾紙和濾紙條進行實驗，實驗完成后對結果進行對比。13F889D9-3E2B-4911-8BE5-3D4781E0ECBB

這次我們用四氯化碳作層析液，得出的色素帶是3 條，這樣學生得出結論：色素帶與層析液的成分有關。在此基礎上，教師還可以引導學生把實驗材料優化，比如可以選用青菜、韭菜、芹菜等進行實驗對比。還可以讓學生自行驗證乙醇和碳酸鈣的作用，設置3組實驗，“碳酸鈣+乙醇+二氧化硅”為第一組，“碳酸鈣+水+二氧化硅”為第二組，“乙醇+碳酸鈣”為第三組.通過這3組實驗，對提取出的色素進行對比，第一組顏色呈深綠色，第二組顏色呈綠色，第三組顏色呈淺綠色，從而得出結論，色素與乙醇相溶，碳酸鈣則可以防止色素被破壞。這樣通過實驗得來的知識比教師的講解更有效果，學生記憶理解更深刻。在這樣的實驗過程中，學生通過各種實驗材料的創新，運用實驗解決學習中的問題，從而培養了學生的探索創新能力。

四、培養學生的理性思維能力

理性思維是一種高級的思維方式，在思考和解決問題時采用理性、明智的思維方式，作為重要的學科核心素養，是學生學習生物學科的基礎思維方式，學生在生物學習中，逐步學會運用批判性思維、演繹推理、歸納概括、對比分析、建模思維等解決生物問題。生物是一門理科類學科，新課改后，生物教學的實驗內容變多了，目的就是對學生的實驗能力進行培養，通過對實驗的操作和分析，培養學生用科學理性的思維去分析問題、研究問題和解決問題。在生物實驗中，運用各種實驗方法，如：結果反向推理法、反向條件實驗法、縱向橫向類比法等，這一系列實驗方法，都是以理性思維模式為基礎的，都有利于對學生理性思想潛力的開發，進行實驗驗證的過程就是培養學生理性思維能力的過程。比如我們可以依據實驗的原理，對生活中的現象進行邏輯分析，并通過邏輯論證獲得解釋，在這個過程中獲得對理性思維的培養。我們還是用“果醋和果酒的制作”這個實驗作為例子，果醋的制作是運用了醋酸菌發酵的原理，具體表現為醋酸菌與酵母菌的發酵原理，我們在掌握了果醋的制作原理后，依據這個原理對生活中的其他醋進行分析，我們生活中還存在著很多種類的醋，如米醋、白醋、糖醋等，這些醋的品牌不同、口感不同、產地不同，醋酸的含量也不同，酵母菌的發酵也不同，盡管存在著外在形式的諸多不同，但都是運用酵母菌的發酵原理，由此就培養了學生知識遷移運用的理性思維能力，實現了舉一反三。同樣在教學中，教師也可以創設更多的生活情境，使學生運用實驗的原理，對事物的現象進行分析，從而完成知識在新情境的遷移運用，進而培養學生的理性思維能力。

五、結束語

在高中生物實驗的教學中，教師要注重對學生能力的培養，不能單單靠教師講解和示范實驗，要讓學生自己動手實驗，也不要局限于教材的實驗內容，可以讓學生通過自己的思考，對實驗步驟和實驗材料進行創新，在學生對實驗分析、模仿、創新的過程中，培養學生的觀察力、實踐操作能力、創新能力和理性思維能力，從而培養高素質的人才，為以后的生物學研究打下基礎。

參考文獻：

[1]烏蘭圖雅.關于高中生物實驗教學中學生能力的培養策略分析[J].才智，2020（12）：94.

[2]李飛平，趙偉偉.高中生物化學實驗樹立創新思維和創新能力的探討[J].科學咨詢，2020（37）：167.13F889D9-3E2B-4911-8BE5-3D4781E0ECBB