浅析高中生物实验教学中的意识与能力培养

◎杨旭锋苏亚平

浅析高中生物实验教学中的意识与能力培养

◎①杨旭锋②苏亚平

高中生物学实验课教学是一类探究性教学活动，也是学生获取生物知识的最有效手段之一，还是培养学生科学的情感态度和价值观的有效方法。在全面推进课程改革的今天，生物高考无论从形式到内容都发生了深刻的变化，更加注重对学生应用生物学原理分析问题、解决实际问题能力的培养。从历年的高考得分来看，实验题往往是学生得分的一个瓶颈，是决定学生得分高低的关键，因此加强对实验教学的研究，不但有利于培养学生掌握知识的能力，更有利于应对高考。

高中生物；实验教学；能力培养；实验教学策略

生物学是一门自然科学，也是一门实验科学。随着高中生物实验题的分值增多，考题形式多样，与亲身实践越来越紧密。实验教学已成为高中生物教学内容中最为重要的一部分，但在实验教学中我们也发现许多问题，未达到应有的教学效果。因此，生物教师必须明确认识到实验教学的重要性，在教学中培养学生正确使用仪器、善于分析实验程序等能力。而培养这些能力之前首先应重视培养学生的基本实验意识，即质疑意识、规范意识、求是意识、定量意识、环保意识和安全意识。高中教师在高中教学中就是要把实验基本意识贯穿在实验教学中并最终达到培养学生实验能力的目的。

一、培养学生实验意识

1.质疑意识：我们认为实验教学的重要目的之一就是要教给学生如何探究未知，因此，在实验教学中首先要鼓励学生提出问题，包括实验设计的原理(为什么这样设计？是否还有其他设计？)、实验材料用具(为什么用这种材料？其他材料可否替代？)、实验操作步骤(步骤换一下是否可以？条件可否改变？)、实验结果(与预测结果是否一致？不一致的原因是什么？)等方面的问题，引导大家共同讨论。要让学生带着问题进实验室，发现问题在实验室，带着新问题离开实验室。

2.规范意识：培养学生的规范意识，首先是要求学生遵守实验室的各项规章制度和操作规程，如进入实验室不大声喧哗、打打闹闹，不随便带入非实验用品等，其次是要求学生按实验内容的要求去做，规范操作步骤和方法。若要改变实验步骤和内容，一定要征求教师同意，进行必要的论证，避免意外事故的发生。

3.求是意识：培养学生的求是意识就是要让学生实事求是，具有最基本的科学素养。具体说，就是培养学生追求真理，诚实守信，不弄虚作假，特别是不随意更改实验结果。在疑惑时，可以通过亲身实验去尝试，在实践中答疑。

4.定量意识：尽管目前高中生物学实验多为定性实验，但这种定性实验中不乏定量的成分，如溶液的浓度、容器的标量、溶液的量取等。而且随着生物实验条件的改善和对学生生物学能力要求的提高，定量实验肯定会越来越多，因此培养学生的定量意识十分重要。另外，培养学生的定量意识还可以达到节约实验用品的功效。

5.环保意识：课改后，高中生物课本中学生动手的实验数量增多，导致使用药品的种类和数量大幅增加，实验产生的废弃物越来越多。这些废弃物中，污染环境的成分也不少，因此培养学生实验室中的环保意识显得非常重要。要引导学生不随手丢弃实验废物、不随处乱倒实验废液，合理回收和再次利用，这样既保护了环境，提高了学生的环保意识，又节约了实验用品，增强了学生的节约意识。

6.安全意识：实验室中隐藏着许多安全隐患，如果不及时提醒和教育学生很可能造成不必要的伤害，带来各种问题和麻烦。如实验室中的许多药品是有毒的(如丙酮、苯等)，有些是腐蚀性的(如HCL、NaOH等)，有些是挥发性的(如丙酮、HCL等)，有些是易燃的(如93号汽油、石油醚等)。使用器具中也有一些是容易致伤的(如剪刀、刀片、镊子、盖玻片等)。因此，培养学生实验的安全意识就显得尤为重要。

二、培养学生实验能力

对于高中生来说，生物实验教学主要包括常见的仪器、器具及药品的使用能力，还有对实验程序的理解能力，对实验结果的分析能力，对实验中出现的异常情况的处理能力。仪器、用具的使用是学习生物实验的基础，在初中阶段就应具备的学习条件。在高中主要是培养学生的分析问题、处理问题的能力。

1.培养学生分析实验程序：一个较为复杂的实验过程是设计人员长期辛勤劳动的结晶，它往往是经过几十次甚至上百次的反复摸索，总结得出。所以，学生实验中，不能单纯地用实验指导进行“按方抓药”出现结果就行了。而要指导学生分析实验中每一步骤的作用，每一个处理意义以及各步骤之间的联系，从中学习研究事物、解决问题的方法。

例如，在观察植物细胞有丝分裂实验过程中，大致为：培养——解离——漂洗——染色——压片。要让学生了解根尖放在10%HCI溶液中作用是为了溶解细胞间的果胶质，使根尖细胞间变得松散，便于压片，否则根尖细胞很难压散，在镜下不易观察。另外，通过10%HCI的处理，使细胞迅速死亡，细胞分别保留各自的分裂状态，让学生理解观察细胞的有丝分裂不是观察单一细胞的分裂。漂洗是为了去除根尖表面解离液(10%HCI)，否则影响染色效果。因此，在实验中，应根据学生程度和涉及原理的难易不同，由教师讲清或提出问题让学生尝试实验，通过亲身体验，使学生既知道实验应怎么做，也知道为什么这样做。

2.培养学生分析实验结果。在高中生物实验中，不少学生只重视实验结果，不重视分析结果；只满足于实验的成功，而不愿对实验失败的原因进行分析。造成这种现象的原因是：学生对实验的根本目的缺乏深刻的认识，不懂得如何分析实验。高中生物学是一门实验性很强的学科，在实验过程中，会有很多种因素影响并干扰实验结果，致使实验失败。如实验《检测生物组织中的还原糖》，实验结果不变砖红色，就要分析其中的原因：(1)是否加热。(2)检验用的试剂是否使用正确。(3)斐林试剂是否现配现用。(4)斐林试剂A液与B液是否混合均匀再加入。

三、实例探究生物实验教学的策略

1.问题提纲法：在学生自主看书的过程中，教师可以设计这样一些问题让学生思考、讨论：(1)本实验使用了哪些实验材料？(2)本实验的原理是什么？(3)实验的设计方法和步骤是这样的？(4)通过实验最终能得到的结果是什么？(5)通过结果分析，最终能得到什么样的实验结论或推理？(6)实验设计中的对照组是如何设计的？(7)实验设计中中是如何体现单一变量原则的？

例如，关于必修三《探究甲状腺激素的作用》的实验，教师可以引导学生对实验作如下分析：本实验是用小蝌蚪作为实验材料。实验的原理是：甲状腺激素有促进发育的作用。实验步骤设计如下：取三个编号的玻璃缸，分别加入2000ml的河水和适量的新鲜水草，再分别放入10只生长状态一致的蝌蚪，分别向一、二号缸中加入：甲状腺激素5mg，甲状腺抑制剂5mg，三号缸不加任何药剂作为对照，每天观察一次，并记录结果。实验结果是一号缸中的蝌蚪早于三号缸的蝌蚪发生变态发育，而二号缸的蝌蚪迟于三号缸的蝌蚪发生变态发育。根据实验结果可以得出如下结论：甲状腺激素具有促进蝌蚪发育的作用。其中一号和二号缸是实验组，三号缸则是对照组，单一变量是加入药剂的种类。

2.演绎练习法：学习一个实验之后，注意对这一类实验的练习，做到举一反三，同时可以达到练习巩固的目的，可以已学习的内容为铺垫，考查学生对相关实验的简单设计，培养学生的演绎推理的能力。例如，学生在学习了必修《探究甲状腺激素的作用》的实验以后，可以结合所学习的激素的作用机理，设计如下练习的习题：

虽然蟾蜍的排卵是有季节性的，但也可以通过向体内注射促性腺激素促进其排卵。为验证促性腺激素有促进蟾蜍排卵的作用，请利用提供的实验材料和用具，设计实验步骤和实验记录表。(注：蟾蜍排卵可通过检查泄殖腔开口处有无卵细胞作为观察指标；不考虑注射激素的剂量；注射激素后只要求观察一次。)

材料用具：发育成熟体重相近的雌性蟾蜍6只，注射器、饲养笼，适宜浓度的促性腺激素溶液，0.65%NaCL溶液(蟾蜍用生理盐水)

分析：学生可以根据学习过的激素的调节过程的内容为铺垫，以《探究甲状腺激素的作用》的实验为参考，设计简单实验的实验步骤(实验设计过程略)

3.数学模型法：数学在生物科学中的应用的一种主要形式就是建立生物数学模型。利用数学模型描述客观世界是科学研究和技术开发的一种重要方法。

4.补充完整法：教材上对一些实验的介绍，往往会省略一些步骤或对照组。在实际教学中，教师要引导学生将相关的实验步骤补充完整，完善对照组，从而使学生准确掌握相关的实验。

总之，在新课标背景下，要求我们从知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观等培养学生，强调过程而不是结果。培养学生的基本实验意识和实验的能力是课堂教学重要任务，在未来高中生物教学中发挥越来越重要的作用。高中学生生物实验意识与能力的提高，更加有利于学生自身综合素质的提高和更高层次地学习，但是实施起来困难重重，仍需要不断地探索和改进。

(作者单位：湖北省沙洋中学448200)

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1992-7711(2016)12-0098