高中生物实验教学中如何提高学生思维能力

程宝义

高中生物学科是一门以实验为基础的学科，实验教学在生物学的学习中占有非常重要的地位。让学生观察思考、动手操作实验，在动眼、动手和动脑相结合的过程中理解实验，不仅能够培养学生的实际操作能力，同时也能够全方位提高学生的思维能力。

一、遵循认知规律，激发兴趣

认知的开始往往是被动的，就像一个坐在车窗前的游客，窗外的景觀不断在眼前闪过，对这些景物的认知是被动的，只是瞬时记忆，很快就会遗忘。而当他看到一个感兴趣的事物时，如一片风景秀丽的湖泊，就会引起他的注意，并主动下车观赏一番，形成长期记忆，甚至多年以后还会想起。学生的学习过程也是如此。课堂上教师传授的知识，多数情况下学生都是被动记忆，这种记忆是短期的，不深刻不长久。对于学生认知规律的把握让我清晰地意识到，让学生变被动认知为主动探求知识，引发学生的思维兴趣，这是生物实验教学中非常关键的一环。为此，我以教材中实验教学内容为抓手，不断进行摸索，最大限度地激发学生的思维兴趣，以提高学生的生物素养。

例如，教材中“生长素的生理作用”这一课。教学之前，我就想到用生活中常见的实验材料，设置一个认知空间，让学生自己观察学习。于是，我带领学生到实验室进行了准备实验，将大蒜分别放置在不同浓度的吲哚乙酸（生长素）溶液中，观察生根情况。这一实验结果需要在一周后才能观察总结，此结果用作生长素生理作用具有两重性的重要依据。在等待实验结果的这一周时间里，我发现很多同学利用下课时间多次来到实验室观察大蒜的生根情况，他们对实验结果充满了好奇，也因此，对实验过程充满了兴趣。我知道已经成功将学生的注意力吸引了，课堂上必将成功激发学生的思维兴趣。不出所料，在一周后的教学中，这些学生思维活跃，发言也变得更加积极主动，并且能够准确画出生长素的生理作用曲线，深刻地理解了生长素生理作用的特点，到达了非常好的教学效果。

二、注重动手实践，培养探究能力

首先成立生物实验小组，让每个学生都能亲自参与实验中来。对于显微镜的使用，临时装片的制作等生物实验基本操作，指导学生亲自动手，反复实践，以至熟练掌握。在此基础上，结合实验内容，抛出问题，让学生带着问题进行实验操作。在实验过程中引导学生不断观察思考，让学生的眼、脑、手紧密结合，以提高学生的观察和思维能力。

如，“观察质壁分离与复原”生物实验教学。在实验前，教师提出这样几个问题，引导学生进行探究。1.此实验为什么选择洋葱鳞片叶外表皮作为实验材料，还有什么材料可以选择？2.实验用的蔗糖溶液的浓度时0.3g/ml，其他浓度可不可以？3.选用KNO3溶液行不行，实验现象如何？这些问题是是教材上没有答案的，需要学生亲自观察并且动脑思考才能回答上。这样学生带着问题去观察去实践，就能做到有的放矢，动手实践的同时，提高学生的探究思维能力。不仅如此，教学中我发现，相对复杂的实验操作更能锻炼学生的思维能力。例如，在“观察洋葱根尖细胞有丝分裂”的实验中，装片的制作需要经过解离→漂洗→染色→制片，这几个比较复杂的操作过程，然后在显微镜下观察实验结果。这个过程中，教师不断提出问题，让学生反复观察思考，并动手实践得出结论。这样相对复杂的实验过程，反而能够让学生在亲自做、看、听、写的过程中形成多维度的、多层次的记忆，这样的记忆相对牢固也比较稳定，有的学生甚至一生都难以忘记。这样的实验教学，在学生的探究思维方面发挥的作用应该是受益终生的。

三、模型构建，锻炼表达能力

实验的目的在于学生通过观察思考、动手实践进而生动的获取知识，懂得原理。那么，如何引导学生把观察到的现象分析总结，并且表达出来，进而上升为理论知识，这个过程自然成为实验教学的重点。

例如，在“生长素的生理作用”一课的教学中，我带领学生以大蒜为材料，在不同浓度的生长素溶液中培养生根，对生根情况进行了为期一周的实验。这个过程中，我要求学生每天固定几次观察，并把真实的数据记录在表格中。由于学生兴趣深厚，每天观察次数极频繁，可以说是细致入微。一周后，我指导学生依据观察数据绘制曲线制成了数学模型，该模型可以直观的体现出生长素生理作用的特点。由于是学生自己动手操作记录之后绘制出的东西，直观上加深了学生对知识的理解，同时也提高了学生的思维表达能力，形象地将动手实验上升成为了理论知识。

四、重视实验分析，培养创新能力

实验操作完成后，对实验结果的分析是提高学生思维能力的重要环节。让各小组进行比较，对实验结果不理想的小组，教师不要急于指出问题所在，给学生最大空间，让他们自己分析，小组讨论，共同找出失败的原因。例如，在“观察质壁分离”的实验中，有的小组各步骤操作均是规范的，但只观察到了质壁分离没有观察到复原现象。经过学生们的讨论和分析，认为很可能是配置的蔗糖溶液浓度过高，导致植物细胞失水过多而死亡，所以无法完成质壁分离的复原。找出原因后，我又指导学生重新配置了蔗糖溶液，之后，学生重新操作，达到了理想的实验效果。

对实验结果的分析是生物实验教学中至关重要的一环，深化课本知识的同时，培养学生分析问题、解决问题的能力。与此同时，我也鼓励学生对书本上的一些实验步骤敢于质疑，并提出改进方案，大胆尝试。如在“观察洋葱根尖细胞有丝分裂”的实验中，有一个步骤是“压片”，就是将盖玻片的上面再加一个载玻片，然后用拇指按压，达到使细胞分散开平铺成单层细胞的效果。在实际操作中有的学生发现此做法的效果不佳，于是采取了一种新方法，是用未削过的铅笔多次轻轻敲击盖玻片，就可以达到目的。此做法既简单效果又明显。我特别将此方法向全班推广，并及时对采取此做法的小组进行了表扬，使学生获得了成功的喜悦，增强了学习兴趣，创新思维能力得到了有效提升。

在生物实验中蕴涵着培养学生思维能力的多种方法，我还在教学中一一探索总结。学生即使亲自做了实验也不一定能得出正确的结论，只有在亲自动手的基础上，运用正确的思维方法，才能得出科学的结论。教师在实验中有意识地训练和培养学生的思维能力，是生物教学目的之一，学生形成了系统的实验思维能力，才能顺利地解决实验中遇到的问题。

编辑/魏继军