高中生物实验设计能力的培养

张晓琴

高中生物是一门科学性的实验学科，秉承学以致用的学科理念，高中生物在理论学习之余，更重要的是锻炼学生的动手实践能力.因此就要求重视高中生物的实验操作能力，在教师对细节流程给出具体指导之后，还要求学生对实验项目、实验过程进行自主设计，一方面对生物原理进一步给出证明，另一方面过程设计是在知识原理的熟练掌握前提下进行，对学生知识掌握程度、设计能力是一种有效的试验.然而当前的高中生物教学中，实验设计一直是教师和学生都十分薄弱的区域，从而形成高度重视理论研究而忽视实践操作的教学现状.即使是进行生物实验，也依照固定的模式，固定的实验内容和选取对象进行“按方抓药”，完全以书本、教材、教案为依据，而忽视实验设计的重要性.若要改变当前生物实验设计教学的不正确状态，就应从原来的讲实验圈套中完全解脱出来，转向以做实验和设计实验为基础的实验教学领域中去.对于“实践是检验真理的唯一标准”这一定律，在客观条件允许的情况下生物教学中应完全采纳进来，在加强学习效率、提升知识掌握程度以外，还可以使学生养成动手操作的习惯和讲求科学性、唯物主义的严谨态度.

一、高中生物的实验设计前提过程

1.了解实验目的、内容及原理

学生的实验设计能力需要很长的时间和多次的训练才能培养出来，因此教师应对设计过程加以引导，以学生的接受能力和认知度来确定具体的培养方案，在进行一项实验设计之前，先要了解即将完成的实验的目的，以免实验没有侧重点.由于一项实验会涉及许多的数据变量且可能取得多个实验结果，所以确保实验结果与所学知识相关是首先要做到的事.其次，在了解变量过程中，必然要求了解实验原理及相关知识，生物与化学有知识交叉环节，在用一些实验元素、现象的形成知识方面应进行掌握，如二氧化碳、水的形成等原理，只有了解原理才能决定实验是否能够按照正确的轨道走，也是科学的实验操作的依据.在实验中选取自己所需，了解实验最终目的，对实验流程透彻且懂得实验的原理，是实验设计进行的基本前提.

2.选择实验材料，注重变量分析

生物实验的设计不能盲目，在材料的选取方面有一定的规律，以证明原理、发现实验现象为目的的实验一般所选实验材料都应便于观察、易取材、易于操作以及符合实验原理和目的，避开危险的材料，必要的话转而用安全的材料进行代替.材料的正确选取能够有效地防止实验错误，提高效率.在材料或实验过程中总会有各种变量出现，实验中的变量一般为自变量及因变量，为保证实验效果明显且数据真实，应将变量进行严格控制并做好记录，使实验结果更加准确，确保可信度.

3.对实验器具和步骤进行安排

学生的生物实验设计需要学生自主考虑到实验可能发生的方方面面，因此对实验步骤进行安排是十分必要的.实验前后要紧密结合，每一步骤都要讲求科学合理和原则性，同时要体现生物知识内容.在头脑中对实验概况有一个清晰的准备之后，要求学生对实验器具装置进行设置，严格按照先前制定的实验步骤，对实验装置进行必要调整、了解器材的用途，防止发生技术错误.如研究植物细胞质壁分离与复原的实验，一定阶梯浓度蔗糖溶液的配制即为实验前提的必要材料准备，准确的为实验做好相关准备，排除实验的危险性和错误隐患.

二、学生实验设计的原则

首先选取实验主题是要遵循实验的可行性原则，尽管“实践是检验真理的唯一标准”，但是对于一些原材料不易获取或抽象的实验题目，如探究甲状腺激素的促进发育实验，没有能够实验的材料或实验不易达成，就应避免实验设计.第二，实验设计过程要严格遵守原理，以理论作为实验进行的向导，不能盲目实验，讲求实验依据.第三，对于一些实验药品、材料应确保其安全性，若排除不了发生爆炸等危险后果的可能，应不采取此类研究课题.第四，以简单易行作为实验的首选，从实验材料到实验步骤，尽量选取费力少、效果明显的实验器具和操作流程.

三、对高中学生生物实验设计能力的培养方法

培养实验设计能力之初，师生应共同树立正确的思想观念.应意识到失败是成功之母，学生的生物实验设计能力的培养不可能一蹴而就，教师应做好循序渐进的准备.实验是证明和证实原理的重要手段，但是首先要将课业知识融会贯通，理论与实际相结合是最好的方法.在进行一项实验设计之前，对所学内容的部分应讲通讲细，使实验有据可凭.其次，教师应激发学生对实验设计的浓厚兴趣，“兴趣是学生最好的老师”，培养学生的实验设计能力十分重要，属于高中生物教学大纲重视的一部分，因此要培养学生的探索和求知欲望，鼓励其主动发现和寻找问题.教师在起初实验教学演示阶段也应对学生思想进行侧重引导，抛砖引玉，使学生效仿实验设计的流程，逐渐培养能力，同时学生应积极参与实验教学中.再次，培养学生的主观思维能力，对一项实验课题进行自主设计需要学生动脑思考，对实验流程进行周密安排，因此锻炼思维能力、激发学生创造力具有十分重要的现实意义.完全依靠课本不是开发学生能力的正确方法，对课本实验内容进行借鉴，举一反三进行创新，是培养的最终目的.

四、总结

在高中生物学习中培养学生的实验设计能力，对于学生的知识学习、能力培养有着极其重要的意义，在加强其学习效率与扎实程度之余，也有效地培养了其创新能力和自主思维能力.在生物教学中有着不可替代的重要地位.endprint