如何培养学生的实验能力

摘 要：生物学是以实验为基础的自然科学，但由于我国的生物实验教学起步较晚，导致高中学生的实验能力不强。随着教育的改革，新课程标准对学生实验能力的要求日渐提高，教师应通过建立数学模型等方法对学生进行正确的引导，提高学生的科学素养和实验能力。

关键词：生物教学；自主探究；科学素养

生物学是以实验为基础的自然科学，实验是培养学生能力十分重要的途径，所以实验教学在生物教学中占有非常重要的地位。新课程改革之后大纲开始注重培养学生的自主创新能力，要求学生在获得知识的同时，认识到获得知识的过程与方法，增强学生的创新能力和实践能力。下面就从必修三中探究培养液中酵母菌种群的数量变化这个实验谈如何建立数学模型、引导学生用数学方法解释种群数量的变化，进而培养学生的实验分析能力。

建立数学模型是生态学研究的重要方法，它通过可表述生命系统发展状况等数学系统，对生命现象进行量化，以数量关系描述生命现象，再运用逻辑推理、求解和运算达到对生命现象进行研究的目的，使学生对生命现象有更感性的认识。在实验过程中，教师要严格要求学生实验的质量，使学生形成严谨的实验态度与端

正的学习态度并养成在今后的学习生活中自主探索、自主创新的习惯。

一、从观察研究对象提出合理的假设，培养学生设计简单实验方案的能力，提高学生的科学素质

第一步，提出问题。如“培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？”或“酵母菌种群的数量变化与pH值、温度等因素是否也有关系呢？”通过提出问题这一过程，既能培养他们独立且科学地思考问题的能力，又能培养他们观察、实验、思维、自学等能力，从而提高学生的科学素质。

第二步，做出假设。根据前面所学内容，针对这一问题做出假设，例如，“温度影响酵母菌种群的数量变化随温度升高而增加”。围绕上述假设，小组成员可能对实验设计的技巧与原理掌握不透彻而往往不能直接获得答案，这样，小组成员就要搜集他人的设计经验进行推敲、讨论。“那应如何给酵母菌提供这些条件？实验过程中如何控制杂菌污染？如何进行无菌操作？如何观察培养基上生长出的酵母菌菌落？如何进行采样？”在学生自学解决问题的过程中，教师扮演学生学习的组织者、参与者、指导者和促进者的角色，在学生遇到困难时，给予个别指导，使他们懂得了实验中设立对照或对比的原则及控制无关变量对实验现象的影响。这样在教师指导下结合学生的假设再做出分析，基本达到了知识教学目标及技能

目标的要求。

第三步，设计实验方案。相当多的学生认为教材提供的实验方案是唯一的或最为合理的方案，却并未意识到某一个具体实验可能存在多套方案，也并未从地域特点、季节因素和本校实验条件限制等角度出发，有意识地改进原有方案或选择替代方案。学生独立思考、亲自设计实验方案，然后师生共同评议方案的合理性，教师根据自己事先制订的计划对学生设计的方案中的不合理步骤进行修改，选取最优方案进行实验。经过对同一实验不同方案的比较，激发了学生创新的灵感，加深了对于科学的理解，懂得了方案优化的价值，也能更深刻地理解实验与理论间的关系。

二、从计划实施过程培养学生实事求是的科学态度和收集、整理、分析数据的能力

在与学生做了上述分析，讨论了思路并选出最优方案后，即可实施计划了。指导学生规范操作是实验教学取得成功的关键。首先教师要对操作难点进行操作示范，然后将时间留给学生演练。在学生操作时，教师现场巡视与指导，及时发现问题，指导学生纠正错误的操作，及时解决学生实验中的疑惑或解释异常现象。在指导学生观察实验的过程中，要培养学生实事求是的科学态度。要告诉学生，任何实验都有可能因为受到不同因素的影响而产生结果差异，观察到不同于教材的现象和结果并不奇怪，不必照搬、照套教材上的现象和结论，不要轻易放弃异常的实验现象和结果，要积极思考并跟同学或教师讨论找出可能的原因。

实施计划时，首先要通过显微镜观察、估算出10mL培养液中酵母菌的初始数量（N0），之后连续观察7天，分别记录下这7天的数值。将所得数值用公式：Nn=N0λt，计算出不同时间酵母菌的数量，填入表格中，然后以时间为横坐标，数量为纵坐标，画出酵母菌的种群增长曲线来。期间要求学生做到：1.取样观察时应注意随机取样，计数时要注意标准；2.每天取样时应注意取样的时间，所取的量，要体现探究实验的等量原则、控制无关变量原则等；3.明白如何记录数据，能设计出如下表格：

三、分析实验结果，培养学生收集和处理生物学信息的能力

“编筐编篓全在收口”。实验操作完成后的分析实验结果是实验教学的收获环节，通过分析实验结果可以查漏补缺，

解疑析难，帮助学生巩固提高。分析实验结果不仅仅是对实验操作课的辅助、补充，而且是培养学生实验分析能力、提高实验教学质量的必要措施。

各小组在全班进行汇报和交流，算出每天全班各小组数据的平均值，根据平均值重新画酵母菌种群数量变化的增长曲线，将这个曲线与各小组的进行比较，分析其相似程度，并能做出合理的解释，如下列问题：

1.影响酵母菌种群数量变化的原因主要有哪些？

2.为什么要做重复实验？记录表应如何设计？

3.本探究需要设置对照吗？如需要，请讨论对照组应怎样设计和操作；如不需要，请说明理由。

4.如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应采取怎样的

措施？

5.为什么有的小组得出的曲线变化趋势与课本相差较大？总结可能的原因是什么？

四、认真组织学生完成实验后的讨论，培养分析、解决问题的能力和合作的能力

实验方案是需要精心设计的，但实验结果更多是动态生成的。以不同材料来做同一实验，实验现象可能不同；在不同的环境条件下做同一实验，实验现象也可能不同；不同学生做同一个实验，也可能出现不同的现象。而通过对多种实验现象的交流、讨论与质疑，不仅可以甄别正误，找出错误产生的原因，帮助学生深刻理解概念，还可以发现新知识、解决新问题。

实验结束后，对实验重点、难点、注意事项、实验现象或实验结论等内容不能蜻蜓点水，一带而过。应认真组织并引导学生去讨论。通过讨论，学生畅所欲言，各抒己见，既能把知识融会贯通，又能培养分析和解决问题的能力以及交流合作的能力。实验不一定会取得令人满意的结果。但此时，要鼓励学生通过讨论、分析实验中出现的现象，并通过思考找出解决问题的方法。这样一来，有些小组虽然没有得到满意的实验结果，但对知识的应用能力和领悟能力却得到了发展，同时也培养了自己综合处理生物学信息的能力，从而激发了他们的创新思维。

通过本实验的探究，学生进一步体会了建构数学模型的形式和方法。从实验结果得知了酵母菌种群数量变化规律，也更深刻地领悟了课文所学的种群数量变化的“J”型、“S”型变化曲线的含义。

新课程倡导真实实验，强调以实验来解决问题，并倡导通过实验教学让学生获取对终身发展有用的知识、习得对终身发展有用的技能，并形成“做真事、做真人”的态度和价值观。

培养学生的各种实验技能和能力是一项综合工程，教学中只要我们能注意方方面面的结合，那么要完成这项工程也不是遥不可及的。因此，我们应当遵循教育规律，使学生的实验能力和创造能力得到最优化发展与提高。教师必须创设宽松、和谐的教学环境，发掘学生好问的天性，让学生敢问，并鼓励学生大胆质疑。质疑是学生主动分析问题的前提。学生在自主探究过程中，经过研究、判断、反思等复杂的思维活动，发展了学生高层次的思维技能，如此而建构起的知识是自己的、灵活的，是能够在今后的实践中加以运用的，最终也能够达到“发展知识的运用能力”的教育目标。

参考文献：

[1]田光文.浅谈生物教学中创造能力的培养.中学生物教学，2000（2）.

[2]王修建.生物学教学中培养学生综合能力初探.中学生物教学，2000（6）.

作者简介：张美凤，女，1969年3月出生，本科，就职于广东省连州市连州中学，研究方向：高中生物学教育。

摘 要：生物学是以实验为基础的自然科学，但由于我国的生物实验教学起步较晚，导致高中学生的实验能力不强。随着教育的改革，新课程标准对学生实验能力的要求日渐提高，教师应通过建立数学模型等方法对学生进行正确的引导，提高学生的科学素养和实验能力。

关键词：生物教学；自主探究；科学素养

生物学是以实验为基础的自然科学，实验是培养学生能力十分重要的途径，所以实验教学在生物教学中占有非常重要的地位。新课程改革之后大纲开始注重培养学生的自主创新能力，要求学生在获得知识的同时，认识到获得知识的过程与方法，增强学生的创新能力和实践能力。下面就从必修三中探究培养液中酵母菌种群的数量变化这个实验谈如何建立数学模型、引导学生用数学方法解释种群数量的变化，进而培养学生的实验分析能力。

建立数学模型是生态学研究的重要方法，它通过可表述生命系统发展状况等数学系统，对生命现象进行量化，以数量关系描述生命现象，再运用逻辑推理、求解和运算达到对生命现象进行研究的目的，使学生对生命现象有更感性的认识。在实验过程中，教师要严格要求学生实验的质量，使学生形成严谨的实验态度与端

正的学习态度并养成在今后的学习生活中自主探索、自主创新的习惯。

一、从观察研究对象提出合理的假设，培养学生设计简单实验方案的能力，提高学生的科学素质

第一步，提出问题。如“培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？”或“酵母菌种群的数量变化与pH值、温度等因素是否也有关系呢？”通过提出问题这一过程，既能培养他们独立且科学地思考问题的能力，又能培养他们观察、实验、思维、自学等能力，从而提高学生的科学素质。

第二步，做出假设。根据前面所学内容，针对这一问题做出假设，例如，“温度影响酵母菌种群的数量变化随温度升高而增加”。围绕上述假设，小组成员可能对实验设计的技巧与原理掌握不透彻而往往不能直接获得答案，这样，小组成员就要搜集他人的设计经验进行推敲、讨论。“那应如何给酵母菌提供这些条件？实验过程中如何控制杂菌污染？如何进行无菌操作？如何观察培养基上生长出的酵母菌菌落？如何进行采样？”在学生自学解决问题的过程中，教师扮演学生学习的组织者、参与者、指导者和促进者的角色，在学生遇到困难时，给予个别指导，使他们懂得了实验中设立对照或对比的原则及控制无关变量对实验现象的影响。这样在教师指导下结合学生的假设再做出分析，基本达到了知识教学目标及技能

目标的要求。

第三步，设计实验方案。相当多的学生认为教材提供的实验方案是唯一的或最为合理的方案，却并未意识到某一个具体实验可能存在多套方案，也并未从地域特点、季节因素和本校实验条件限制等角度出发，有意识地改进原有方案或选择替代方案。学生独立思考、亲自设计实验方案，然后师生共同评议方案的合理性，教师根据自己事先制订的计划对学生设计的方案中的不合理步骤进行修改，选取最优方案进行实验。经过对同一实验不同方案的比较，激发了学生创新的灵感，加深了对于科学的理解，懂得了方案优化的价值，也能更深刻地理解实验与理论间的关系。

二、从计划实施过程培养学生实事求是的科学态度和收集、整理、分析数据的能力

在与学生做了上述分析，讨论了思路并选出最优方案后，即可实施计划了。指导学生规范操作是实验教学取得成功的关键。首先教师要对操作难点进行操作示范，然后将时间留给学生演练。在学生操作时，教师现场巡视与指导，及时发现问题，指导学生纠正错误的操作，及时解决学生实验中的疑惑或解释异常现象。在指导学生观察实验的过程中，要培养学生实事求是的科学态度。要告诉学生，任何实验都有可能因为受到不同因素的影响而产生结果差异，观察到不同于教材的现象和结果并不奇怪，不必照搬、照套教材上的现象和结论，不要轻易放弃异常的实验现象和结果，要积极思考并跟同学或教师讨论找出可能的原因。

实施计划时，首先要通过显微镜观察、估算出10mL培养液中酵母菌的初始数量（N0），之后连续观察7天，分别记录下这7天的数值。将所得数值用公式：Nn=N0λt，计算出不同时间酵母菌的数量，填入表格中，然后以时间为横坐标，数量为纵坐标，画出酵母菌的种群增长曲线来。期间要求学生做到：1.取样观察时应注意随机取样，计数时要注意标准；2.每天取样时应注意取样的时间，所取的量，要体现探究实验的等量原则、控制无关变量原则等；3.明白如何记录数据，能设计出如下表格：

三、分析实验结果，培养学生收集和处理生物学信息的能力

“编筐编篓全在收口”。实验操作完成后的分析实验结果是实验教学的收获环节，通过分析实验结果可以查漏补缺，

解疑析难，帮助学生巩固提高。分析实验结果不仅仅是对实验操作课的辅助、补充，而且是培养学生实验分析能力、提高实验教学质量的必要措施。

各小组在全班进行汇报和交流，算出每天全班各小组数据的平均值，根据平均值重新画酵母菌种群数量变化的增长曲线，将这个曲线与各小组的进行比较，分析其相似程度，并能做出合理的解释，如下列问题：

1.影响酵母菌种群数量变化的原因主要有哪些？

2.为什么要做重复实验？记录表应如何设计？

3.本探究需要设置对照吗？如需要，请讨论对照组应怎样设计和操作；如不需要，请说明理由。

4.如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应采取怎样的

措施？

5.为什么有的小组得出的曲线变化趋势与课本相差较大？总结可能的原因是什么？

四、认真组织学生完成实验后的讨论，培养分析、解决问题的能力和合作的能力

实验方案是需要精心设计的，但实验结果更多是动态生成的。以不同材料来做同一实验，实验现象可能不同；在不同的环境条件下做同一实验，实验现象也可能不同；不同学生做同一个实验，也可能出现不同的现象。而通过对多种实验现象的交流、讨论与质疑，不仅可以甄别正误，找出错误产生的原因，帮助学生深刻理解概念，还可以发现新知识、解决新问题。

实验结束后，对实验重点、难点、注意事项、实验现象或实验结论等内容不能蜻蜓点水，一带而过。应认真组织并引导学生去讨论。通过讨论，学生畅所欲言，各抒己见，既能把知识融会贯通，又能培养分析和解决问题的能力以及交流合作的能力。实验不一定会取得令人满意的结果。但此时，要鼓励学生通过讨论、分析实验中出现的现象，并通过思考找出解决问题的方法。这样一来，有些小组虽然没有得到满意的实验结果，但对知识的应用能力和领悟能力却得到了发展，同时也培养了自己综合处理生物学信息的能力，从而激发了他们的创新思维。

通过本实验的探究，学生进一步体会了建构数学模型的形式和方法。从实验结果得知了酵母菌种群数量变化规律，也更深刻地领悟了课文所学的种群数量变化的“J”型、“S”型变化曲线的含义。

新课程倡导真实实验，强调以实验来解决问题，并倡导通过实验教学让学生获取对终身发展有用的知识、习得对终身发展有用的技能，并形成“做真事、做真人”的态度和价值观。

培养学生的各种实验技能和能力是一项综合工程，教学中只要我们能注意方方面面的结合，那么要完成这项工程也不是遥不可及的。因此，我们应当遵循教育规律，使学生的实验能力和创造能力得到最优化发展与提高。教师必须创设宽松、和谐的教学环境，发掘学生好问的天性，让学生敢问，并鼓励学生大胆质疑。质疑是学生主动分析问题的前提。学生在自主探究过程中，经过研究、判断、反思等复杂的思维活动，发展了学生高层次的思维技能，如此而建构起的知识是自己的、灵活的，是能够在今后的实践中加以运用的，最终也能够达到“发展知识的运用能力”的教育目标。

参考文献：

[1]田光文.浅谈生物教学中创造能力的培养.中学生物教学，2000（2）.

[2]王修建.生物学教学中培养学生综合能力初探.中学生物教学，2000（6）.

作者简介：张美凤，女，1969年3月出生，本科，就职于广东省连州市连州中学，研究方向：高中生物学教育。

摘 要：生物学是以实验为基础的自然科学，但由于我国的生物实验教学起步较晚，导致高中学生的实验能力不强。随着教育的改革，新课程标准对学生实验能力的要求日渐提高，教师应通过建立数学模型等方法对学生进行正确的引导，提高学生的科学素养和实验能力。

关键词：生物教学；自主探究；科学素养

生物学是以实验为基础的自然科学，实验是培养学生能力十分重要的途径，所以实验教学在生物教学中占有非常重要的地位。新课程改革之后大纲开始注重培养学生的自主创新能力，要求学生在获得知识的同时，认识到获得知识的过程与方法，增强学生的创新能力和实践能力。下面就从必修三中探究培养液中酵母菌种群的数量变化这个实验谈如何建立数学模型、引导学生用数学方法解释种群数量的变化，进而培养学生的实验分析能力。

建立数学模型是生态学研究的重要方法，它通过可表述生命系统发展状况等数学系统，对生命现象进行量化，以数量关系描述生命现象，再运用逻辑推理、求解和运算达到对生命现象进行研究的目的，使学生对生命现象有更感性的认识。在实验过程中，教师要严格要求学生实验的质量，使学生形成严谨的实验态度与端

正的学习态度并养成在今后的学习生活中自主探索、自主创新的习惯。

一、从观察研究对象提出合理的假设，培养学生设计简单实验方案的能力，提高学生的科学素质

第一步，提出问题。如“培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？”或“酵母菌种群的数量变化与pH值、温度等因素是否也有关系呢？”通过提出问题这一过程，既能培养他们独立且科学地思考问题的能力，又能培养他们观察、实验、思维、自学等能力，从而提高学生的科学素质。

第二步，做出假设。根据前面所学内容，针对这一问题做出假设，例如，“温度影响酵母菌种群的数量变化随温度升高而增加”。围绕上述假设，小组成员可能对实验设计的技巧与原理掌握不透彻而往往不能直接获得答案，这样，小组成员就要搜集他人的设计经验进行推敲、讨论。“那应如何给酵母菌提供这些条件？实验过程中如何控制杂菌污染？如何进行无菌操作？如何观察培养基上生长出的酵母菌菌落？如何进行采样？”在学生自学解决问题的过程中，教师扮演学生学习的组织者、参与者、指导者和促进者的角色，在学生遇到困难时，给予个别指导，使他们懂得了实验中设立对照或对比的原则及控制无关变量对实验现象的影响。这样在教师指导下结合学生的假设再做出分析，基本达到了知识教学目标及技能

目标的要求。

第三步，设计实验方案。相当多的学生认为教材提供的实验方案是唯一的或最为合理的方案，却并未意识到某一个具体实验可能存在多套方案，也并未从地域特点、季节因素和本校实验条件限制等角度出发，有意识地改进原有方案或选择替代方案。学生独立思考、亲自设计实验方案，然后师生共同评议方案的合理性，教师根据自己事先制订的计划对学生设计的方案中的不合理步骤进行修改，选取最优方案进行实验。经过对同一实验不同方案的比较，激发了学生创新的灵感，加深了对于科学的理解，懂得了方案优化的价值，也能更深刻地理解实验与理论间的关系。

二、从计划实施过程培养学生实事求是的科学态度和收集、整理、分析数据的能力

在与学生做了上述分析，讨论了思路并选出最优方案后，即可实施计划了。指导学生规范操作是实验教学取得成功的关键。首先教师要对操作难点进行操作示范，然后将时间留给学生演练。在学生操作时，教师现场巡视与指导，及时发现问题，指导学生纠正错误的操作，及时解决学生实验中的疑惑或解释异常现象。在指导学生观察实验的过程中，要培养学生实事求是的科学态度。要告诉学生，任何实验都有可能因为受到不同因素的影响而产生结果差异，观察到不同于教材的现象和结果并不奇怪，不必照搬、照套教材上的现象和结论，不要轻易放弃异常的实验现象和结果，要积极思考并跟同学或教师讨论找出可能的原因。

实施计划时，首先要通过显微镜观察、估算出10mL培养液中酵母菌的初始数量（N0），之后连续观察7天，分别记录下这7天的数值。将所得数值用公式：Nn=N0λt，计算出不同时间酵母菌的数量，填入表格中，然后以时间为横坐标，数量为纵坐标，画出酵母菌的种群增长曲线来。期间要求学生做到：1.取样观察时应注意随机取样，计数时要注意标准；2.每天取样时应注意取样的时间，所取的量，要体现探究实验的等量原则、控制无关变量原则等；3.明白如何记录数据，能设计出如下表格：

三、分析实验结果，培养学生收集和处理生物学信息的能力

“编筐编篓全在收口”。实验操作完成后的分析实验结果是实验教学的收获环节，通过分析实验结果可以查漏补缺，

解疑析难，帮助学生巩固提高。分析实验结果不仅仅是对实验操作课的辅助、补充，而且是培养学生实验分析能力、提高实验教学质量的必要措施。

各小组在全班进行汇报和交流，算出每天全班各小组数据的平均值，根据平均值重新画酵母菌种群数量变化的增长曲线，将这个曲线与各小组的进行比较，分析其相似程度，并能做出合理的解释，如下列问题：

1.影响酵母菌种群数量变化的原因主要有哪些？

2.为什么要做重复实验？记录表应如何设计？

3.本探究需要设置对照吗？如需要，请讨论对照组应怎样设计和操作；如不需要，请说明理由。

4.如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应采取怎样的

措施？

5.为什么有的小组得出的曲线变化趋势与课本相差较大？总结可能的原因是什么？

四、认真组织学生完成实验后的讨论，培养分析、解决问题的能力和合作的能力

实验方案是需要精心设计的，但实验结果更多是动态生成的。以不同材料来做同一实验，实验现象可能不同；在不同的环境条件下做同一实验，实验现象也可能不同；不同学生做同一个实验，也可能出现不同的现象。而通过对多种实验现象的交流、讨论与质疑，不仅可以甄别正误，找出错误产生的原因，帮助学生深刻理解概念，还可以发现新知识、解决新问题。

实验结束后，对实验重点、难点、注意事项、实验现象或实验结论等内容不能蜻蜓点水，一带而过。应认真组织并引导学生去讨论。通过讨论，学生畅所欲言，各抒己见，既能把知识融会贯通，又能培养分析和解决问题的能力以及交流合作的能力。实验不一定会取得令人满意的结果。但此时，要鼓励学生通过讨论、分析实验中出现的现象，并通过思考找出解决问题的方法。这样一来，有些小组虽然没有得到满意的实验结果，但对知识的应用能力和领悟能力却得到了发展，同时也培养了自己综合处理生物学信息的能力，从而激发了他们的创新思维。

通过本实验的探究，学生进一步体会了建构数学模型的形式和方法。从实验结果得知了酵母菌种群数量变化规律，也更深刻地领悟了课文所学的种群数量变化的“J”型、“S”型变化曲线的含义。

新课程倡导真实实验，强调以实验来解决问题，并倡导通过实验教学让学生获取对终身发展有用的知识、习得对终身发展有用的技能，并形成“做真事、做真人”的态度和价值观。

培养学生的各种实验技能和能力是一项综合工程，教学中只要我们能注意方方面面的结合，那么要完成这项工程也不是遥不可及的。因此，我们应当遵循教育规律，使学生的实验能力和创造能力得到最优化发展与提高。教师必须创设宽松、和谐的教学环境，发掘学生好问的天性，让学生敢问，并鼓励学生大胆质疑。质疑是学生主动分析问题的前提。学生在自主探究过程中，经过研究、判断、反思等复杂的思维活动，发展了学生高层次的思维技能，如此而建构起的知识是自己的、灵活的，是能够在今后的实践中加以运用的，最终也能够达到“发展知识的运用能力”的教育目标。

参考文献：

[1]田光文.浅谈生物教学中创造能力的培养.中学生物教学，2000（2）.

[2]王修建.生物学教学中培养学生综合能力初探.中学生物教学，2000（6）.

作者简介：张美凤，女，1969年3月出生，本科，就职于广东省连州市连州中学，研究方向：高中生物学教育。