高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何提高學(xué)生思維能力

程寶義

高中生物學(xué)科是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在生物學(xué)的學(xué)習(xí)中占有非常重要的地位。讓學(xué)生觀察思考、動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，在動(dòng)眼、動(dòng)手和動(dòng)腦相結(jié)合的過(guò)程中理解實(shí)驗(yàn)，不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力，同時(shí)也能夠全方位提高學(xué)生的思維能力。

一、遵循認(rèn)知規(guī)律，激發(fā)興趣

認(rèn)知的開(kāi)始往往是被動(dòng)的，就像一個(gè)坐在車窗前的游客，窗外的景觀不斷在眼前閃過(guò)，對(duì)這些景物的認(rèn)知是被動(dòng)的，只是瞬時(shí)記憶，很快就會(huì)遺忘。而當(dāng)他看到一個(gè)感興趣的事物時(shí)，如一片風(fēng)景秀麗的湖泊，就會(huì)引起他的注意，并主動(dòng)下車觀賞一番，形成長(zhǎng)期記憶，甚至多年以后還會(huì)想起。學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程也是如此。課堂上教師傳授的知識(shí)，多數(shù)情況下學(xué)生都是被動(dòng)記憶，這種記憶是短期的，不深刻不長(zhǎng)久。對(duì)于學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的把握讓我清晰地意識(shí)到，讓學(xué)生變被動(dòng)認(rèn)知為主動(dòng)探求知識(shí)，引發(fā)學(xué)生的思維興趣，這是生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中非常關(guān)鍵的一環(huán)。為此，我以教材中實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容為抓手，不斷進(jìn)行摸索，最大限度地激發(fā)學(xué)生的思維興趣，以提高學(xué)生的生物素養(yǎng)。

例如，教材中“生長(zhǎng)素的生理作用”這一課。教學(xué)之前，我就想到用生活中常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)置一個(gè)認(rèn)知空間，讓學(xué)生自己觀察學(xué)習(xí)。于是，我?guī)ьI(lǐng)學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，將大蒜分別放置在不同濃度的吲哚乙酸（生長(zhǎng)素）溶液中，觀察生根情況。這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果需要在一周后才能觀察總結(jié)，此結(jié)果用作生長(zhǎng)素生理作用具有兩重性的重要依據(jù)。在等待實(shí)驗(yàn)結(jié)果的這一周時(shí)間里，我發(fā)現(xiàn)很多同學(xué)利用下課時(shí)間多次來(lái)到實(shí)驗(yàn)室觀察大蒜的生根情況，他們對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果充滿了好奇，也因此，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程充滿了興趣。我知道已經(jīng)成功將學(xué)生的注意力吸引了，課堂上必將成功激發(fā)學(xué)生的思維興趣。不出所料，在一周后的教學(xué)中，這些學(xué)生思維活躍，發(fā)言也變得更加積極主動(dòng)，并且能夠準(zhǔn)確畫出生長(zhǎng)素的生理作用曲線，深刻地理解了生長(zhǎng)素生理作用的特點(diǎn)，到達(dá)了非常好的教學(xué)效果。

二、注重動(dòng)手實(shí)踐，培養(yǎng)探究能力

首先成立生物實(shí)驗(yàn)小組，讓每個(gè)學(xué)生都能親自參與實(shí)驗(yàn)中來(lái)。對(duì)于顯微鏡的使用，臨時(shí)裝片的制作等生物實(shí)驗(yàn)基本操作，指導(dǎo)學(xué)生親自動(dòng)手，反復(fù)實(shí)踐，以至熟練掌握。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，拋出問(wèn)題，讓學(xué)生帶著問(wèn)題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生不斷觀察思考，讓學(xué)生的眼、腦、手緊密結(jié)合，以提高學(xué)生的觀察和思維能力。

如，“觀察質(zhì)壁分離與復(fù)原”生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在實(shí)驗(yàn)前，教師提出這樣幾個(gè)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究。1.此實(shí)驗(yàn)為什么選擇洋蔥鱗片葉外表皮作為實(shí)驗(yàn)材料，還有什么材料可以選擇？2.實(shí)驗(yàn)用的蔗糖溶液的濃度時(shí)0.3g/ml，其他濃度可不可以？3.選用KNO3溶液行不行，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如何？這些問(wèn)題是是教材上沒(méi)有答案的，需要學(xué)生親自觀察并且動(dòng)腦思考才能回答上。這樣學(xué)生帶著問(wèn)題去觀察去實(shí)踐，就能做到有的放矢，動(dòng)手實(shí)踐的同時(shí)，提高學(xué)生的探究思維能力。不僅如此，教學(xué)中我發(fā)現(xiàn)，相對(duì)復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)操作更能鍛煉學(xué)生的思維能力。例如，在“觀察洋蔥根尖細(xì)胞有絲分裂”的實(shí)驗(yàn)中，裝片的制作需要經(jīng)過(guò)解離→漂洗→染色→制片，這幾個(gè)比較復(fù)雜的操作過(guò)程，然后在顯微鏡下觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這個(gè)過(guò)程中，教師不斷提出問(wèn)題，讓學(xué)生反復(fù)觀察思考，并動(dòng)手實(shí)踐得出結(jié)論。這樣相對(duì)復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，反而能夠讓學(xué)生在親自做、看、聽(tīng)、寫的過(guò)程中形成多維度的、多層次的記憶，這樣的記憶相對(duì)牢固也比較穩(wěn)定，有的學(xué)生甚至一生都難以忘記。這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在學(xué)生的探究思維方面發(fā)揮的作用應(yīng)該是受益終生的。

三、模型構(gòu)建，鍛煉表達(dá)能力

實(shí)驗(yàn)的目的在于學(xué)生通過(guò)觀察思考、動(dòng)手實(shí)踐進(jìn)而生動(dòng)的獲取知識(shí)，懂得原理。那么，如何引導(dǎo)學(xué)生把觀察到的現(xiàn)象分析總結(jié)，并且表達(dá)出來(lái)，進(jìn)而上升為理論知識(shí)，這個(gè)過(guò)程自然成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)。

例如，在“生長(zhǎng)素的生理作用”一課的教學(xué)中，我?guī)ьI(lǐng)學(xué)生以大蒜為材料，在不同濃度的生長(zhǎng)素溶液中培養(yǎng)生根，對(duì)生根情況進(jìn)行了為期一周的實(shí)驗(yàn)。這個(gè)過(guò)程中，我要求學(xué)生每天固定幾次觀察，并把真實(shí)的數(shù)據(jù)記錄在表格中。由于學(xué)生興趣深厚，每天觀察次數(shù)極頻繁，可以說(shuō)是細(xì)致入微。一周后，我指導(dǎo)學(xué)生依據(jù)觀察數(shù)據(jù)繪制曲線制成了數(shù)學(xué)模型，該模型可以直觀的體現(xiàn)出生長(zhǎng)素生理作用的特點(diǎn)。由于是學(xué)生自己動(dòng)手操作記錄之后繪制出的東西，直觀上加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，同時(shí)也提高了學(xué)生的思維表達(dá)能力，形象地將動(dòng)手實(shí)驗(yàn)上升成為了理論知識(shí)。

四、重視實(shí)驗(yàn)分析，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

實(shí)驗(yàn)操作完成后，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析是提高學(xué)生思維能力的重要環(huán)節(jié)。讓各小組進(jìn)行比較，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想的小組，教師不要急于指出問(wèn)題所在，給學(xué)生最大空間，讓他們自己分析，小組討論，共同找出失敗的原因。例如，在“觀察質(zhì)壁分離”的實(shí)驗(yàn)中，有的小組各步驟操作均是規(guī)范的，但只觀察到了質(zhì)壁分離沒(méi)有觀察到復(fù)原現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)學(xué)生們的討論和分析，認(rèn)為很可能是配置的蔗糖溶液濃度過(guò)高，導(dǎo)致植物細(xì)胞失水過(guò)多而死亡，所以無(wú)法完成質(zhì)壁分離的復(fù)原。找出原因后，我又指導(dǎo)學(xué)生重新配置了蔗糖溶液，之后，學(xué)生重新操作，達(dá)到了理想的實(shí)驗(yàn)效果。

對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析是生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中至關(guān)重要的一環(huán)，深化課本知識(shí)的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。與此同時(shí)，我也鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)書本上的一些實(shí)驗(yàn)步驟敢于質(zhì)疑，并提出改進(jìn)方案，大膽嘗試。如在“觀察洋蔥根尖細(xì)胞有絲分裂”的實(shí)驗(yàn)中，有一個(gè)步驟是“壓片”，就是將蓋玻片的上面再加一個(gè)載玻片，然后用拇指按壓，達(dá)到使細(xì)胞分散開(kāi)平鋪成單層細(xì)胞的效果。在實(shí)際操作中有的學(xué)生發(fā)現(xiàn)此做法的效果不佳，于是采取了一種新方法，是用未削過(guò)的鉛筆多次輕輕敲擊蓋玻片，就可以達(dá)到目的。此做法既簡(jiǎn)單效果又明顯。我特別將此方法向全班推廣，并及時(shí)對(duì)采取此做法的小組進(jìn)行了表?yè)P(yáng)，使學(xué)生獲得了成功的喜悅，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣，創(chuàng)新思維能力得到了有效提升。

在生物實(shí)驗(yàn)中蘊(yùn)涵著培養(yǎng)學(xué)生思維能力的多種方法，我還在教學(xué)中一一探索總結(jié)。學(xué)生即使親自做了實(shí)驗(yàn)也不一定能得出正確的結(jié)論，只有在親自動(dòng)手的基礎(chǔ)上，運(yùn)用正確的思維方法，才能得出科學(xué)的結(jié)論。教師在實(shí)驗(yàn)中有意識(shí)地訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，是生物教學(xué)目的之一，學(xué)生形成了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)思維能力，才能順利地解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題。

編輯/魏繼軍