淺析高中生物實驗教學(xué)中的意識與能力培養(yǎng)

楊旭鋒+蘇亞平

摘要：高中生物學(xué)實驗課教學(xué)是一類探究性教學(xué)活動，也是學(xué)生獲取生物知識的最有效手段之一，還是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的情感態(tài)度和價值觀的有效方法。在全面推進課程改革的今天，生物高考無論從形式到內(nèi)容都發(fā)生了深刻的變化，更加注重對學(xué)生應(yīng)用生物學(xué)原理分析問題、解決實際問題能力的培養(yǎng)。從歷年的高考得分來看，實驗題往往是學(xué)生得分的一個瓶頸，是決定學(xué)生得分高低的關(guān)鍵，因此加強對實驗教學(xué)的研究，不但有利于培養(yǎng)學(xué)生掌握知識的能力，更有利于應(yīng)對高考。

關(guān)鍵詞：高中生物；實驗教學(xué)；能力培養(yǎng)；實驗教學(xué)策略

中圖分類號：G633.91 文獻標(biāo)識碼：A 文章編 號：1992-7711（2016）12-0098

生物學(xué)是一門自然科學(xué)，也是一門實驗科學(xué)。隨著高中生物實驗題的分值增多，考題形式多樣，與親身實踐越來越緊密。實驗教學(xué)已成為高中生物教學(xué)內(nèi)容中最為重要的一部分，但在實驗教學(xué)中我們也發(fā)現(xiàn)許多問題，未達到應(yīng)有的教學(xué)效果。因此，生物教師必須明確認(rèn)識到實驗教學(xué)的重要性，在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生正確使用儀器、善于分析實驗程序等能力。而培養(yǎng)這些能力之前首先應(yīng)重視培養(yǎng)學(xué)生的基本實驗意識，即質(zhì)疑意識、規(guī)范意識、求是意識、定量意識、環(huán)保意識和安全意識。高中教師在高中教學(xué)中就是要把實驗基本意識貫穿在實驗教學(xué)中并最終達到培養(yǎng)學(xué)生實驗?zāi)芰Φ哪康摹?/p>

一、培養(yǎng)學(xué)生實驗意識

1. 質(zhì)疑意識：我們認(rèn)為實驗教學(xué)的重要目的之一就是要教給學(xué)生如何探究未知，因此，在實驗教學(xué)中首先要鼓勵學(xué)生提出問題，包括實驗設(shè)計的原理（為什么這樣設(shè)計？是否還有其他設(shè)計？）、實驗材料用具（為什么用這種材料？其他材料可否替代？）、實驗操作步驟（步驟換一下是否可以？條件可否改變？）、實驗結(jié)果（與預(yù)測結(jié)果是否一致？不一致的原因是什么？）等方面的問題，引導(dǎo)大家共同討論。要讓學(xué)生帶著問題進實驗室，發(fā)現(xiàn)問題在實驗室，帶著新問題離開實驗室。

2. 規(guī)范意識：培養(yǎng)學(xué)生的規(guī)范意識，首先是要求學(xué)生遵守實驗室的各項規(guī)章制度和操作規(guī)程，如進入實驗室不大聲喧嘩、打打鬧鬧，不隨便帶入非實驗用品等，其次是要求學(xué)生按實驗內(nèi)容的要求去做，規(guī)范操作步驟和方法。若要改變實驗步驟和內(nèi)容，一定要征求教師同意，進行必要的論證，避免意外事故的發(fā)生。

3. 求是意識：培養(yǎng)學(xué)生的求是意識就是要讓學(xué)生實事求是，具有最基本的科學(xué)素養(yǎng)。具體說，就是培養(yǎng)學(xué)生追求真理，誠實守信，不弄虛作假，特別是不隨意更改實驗結(jié)果。在疑惑時，可以通過親身實驗去嘗試，在實踐中答疑。

4. 定量意識：盡管目前高中生物學(xué)實驗多為定性實驗，但這種定性實驗中不乏定量的成分，如溶液的濃度、容器的標(biāo)量、溶液的量取等。而且隨著生物實驗條件的改善和對學(xué)生生物學(xué)能力要求的提高，定量實驗肯定會越來越多，因此培養(yǎng)學(xué)生的定量意識十分重要。另外，培養(yǎng)學(xué)生的定量意識還可以達到節(jié)約實驗用品的功效。

5. 環(huán)保意識：課改后，高中生物課本中學(xué)生動手的實驗數(shù)量增多，導(dǎo)致使用藥品的種類和數(shù)量大幅增加，實驗產(chǎn)生的廢棄物越來越多。這些廢棄物中，污染環(huán)境的成分也不少，因此培養(yǎng)學(xué)生實驗室中的環(huán)保意識顯得非常重要。要引導(dǎo)學(xué)生不隨手丟棄實驗廢物、不隨處亂倒實驗廢液，合理回收和再次利用，這樣既保護了環(huán)境，提高了學(xué)生的環(huán)保意識，又節(jié)約了實驗用品，增強了學(xué)生的節(jié)約意識。

6. 安全意識：實驗室中隱藏著許多安全隱患，如果不及時提醒和教育學(xué)生很可能造成不必要的傷害，帶來各種問題和麻煩。如實驗室中的許多藥品是有毒的（如丙酮、苯等），有些是腐蝕性的（如HCL、NaOH等），有些是揮發(fā)性的（如丙酮、HCL等），有些是易燃的（如93號汽油、石油醚等）。使用器具中也有一些是容易致傷的（如剪刀、刀片、鑷子、蓋玻片等）。因此，培養(yǎng)學(xué)生實驗的安全意識就顯得尤為重要。

二、培養(yǎng)學(xué)生實驗?zāi)芰?/p>

對于高中生來說，生物實驗教學(xué)主要包括常見的儀器、器具及藥品的使用能力，還有對實驗程序的理解能力，對實驗結(jié)果的分析能力，對實驗中出現(xiàn)的異常情況的處理能力。儀器、用具的使用是學(xué)習(xí)生物實驗的基礎(chǔ)，在初中階段就應(yīng)具備的學(xué)習(xí)條件。在高中主要是培養(yǎng)學(xué)生的分析問題、處理問題的能力。

1. 培養(yǎng)學(xué)生分析實驗程序：一個較為復(fù)雜的實驗過程是設(shè)計人員長期辛勤勞動的結(jié)晶，它往往是經(jīng)過幾十次甚至上百次的反復(fù)摸索，總結(jié)得出。所以，學(xué)生實驗中，不能單純地用實驗指導(dǎo)進行“按方抓藥”出現(xiàn)結(jié)果就行了。而要指導(dǎo)學(xué)生分析實驗中每一步驟的作用，每一個處理意義以及各步驟之間的聯(lián)系，從中學(xué)習(xí)研究事物、解決問題的方法。

例如，在觀察植物細胞有絲分裂實驗過程中，大致為：培養(yǎng)——解離——漂洗——染色——壓片。要讓學(xué)生了解根尖放在10%HCI溶液中作用是為了溶解細胞間的果膠質(zhì)，使根尖細胞間變得松散，便于壓片，否則根尖細胞很難壓散，在鏡下不易觀察。另外，通過10%HCI的處理，使細胞迅速死亡，細胞分別保留各自的分裂狀態(tài)，讓學(xué)生理解觀察細胞的有絲分裂不是觀察單一細胞的分裂。漂洗是為了去除根尖表面解離液（10%HCI），否則影響染色效果。因此，在實驗中，應(yīng)根據(jù)學(xué)生程度和涉及原理的難易不同，由教師講清或提出問題讓學(xué)生嘗試實驗，通過親身體驗，使學(xué)生既知道實驗應(yīng)怎么做，也知道為什么這樣做。

2. 培養(yǎng)學(xué)生分析實驗結(jié)果。在高中生物實驗中，不少學(xué)生只重視實驗結(jié)果，不重視分析結(jié)果；只滿足于實驗的成功，而不愿對實驗失敗的原因進行分析。造成這種現(xiàn)象的原因是：學(xué)生對實驗的根本目的缺乏深刻的認(rèn)識，不懂得如何分析實驗。高中生物學(xué)是一門實驗性很強的學(xué)科，在實驗過程中，會有很多種因素影響并干擾實驗結(jié)果，致使實驗失敗。如實驗《檢測生物組織中的還原糖》，實驗結(jié)果不變磚紅色，就要分析其中的原因：（1）是否加熱。（2）檢驗用的試劑是否使用正確。（3）斐林試劑是否現(xiàn)配現(xiàn)用。（4）斐林試劑A液與B液是否混合均勻再加入。

三、實例探究生物實驗教學(xué)的策略

1. 問題提綱法：在學(xué)生自主看書的過程中，教師可以設(shè)計這樣一些問題讓學(xué)生思考、討論：（1）本實驗使用了哪些實驗材料？（2）本實驗的原理是什么？（3）實驗的設(shè)計方法和步驟是這樣的？（4）通過實驗最終能得到的結(jié)果是什么？（5）通過結(jié)果分析，最終能得到什么樣的實驗結(jié)論或推理？（6）實驗設(shè)計中的對照組是如何設(shè)計的？（7）實驗設(shè)計中中是如何體現(xiàn)單一變量原則的？

例如，關(guān)于必修三《探究甲狀腺激素的作用》的實驗，教師可以引導(dǎo)學(xué)生對實驗作如下分析：本實驗是用小蝌蚪作為實驗材料。實驗的原理是：甲狀腺激素有促進發(fā)育的作用。實驗步驟設(shè)計如下：取三個編號的玻璃缸，分別加入2000ml的河水和適量的新鮮水草，再分別放入10只生長狀態(tài)一致的蝌蚪，分別向一、二號缸中加入：甲狀腺激素5mg，甲狀腺抑制劑5mg，三號缸不加任何藥劑作為對照，每天觀察一次，并記錄結(jié)果。實驗結(jié)果是一號缸中的蝌蚪早于三號缸的蝌蚪發(fā)生變態(tài)發(fā)育，而二號缸的蝌蚪遲于三號缸的蝌蚪發(fā)生變態(tài)發(fā)育。根據(jù)實驗結(jié)果可以得出如下結(jié)論：甲狀腺激素具有促進蝌蚪發(fā)育的作用。其中一號和二號缸是實驗組，三號缸則是對照組，單一變量是加入藥劑的種類。

2. 演繹練習(xí)法：學(xué)習(xí)一個實驗之后，注意對這一類實驗的練習(xí)，做到舉一反三，同時可以達到練習(xí)鞏固的目的，可以已學(xué)習(xí)的內(nèi)容為鋪墊，考查學(xué)生對相關(guān)實驗的簡單設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生的演繹推理的能力。例如，學(xué)生在學(xué)習(xí)了必修《探究甲狀腺激素的作用》的實驗以后，可以結(jié)合所學(xué)習(xí)的激素的作用機理，設(shè)計如下練習(xí)的習(xí)題：

雖然蟾蜍的排卵是有季節(jié)性的，但也可以通過向體內(nèi)注射促性腺激素促進其排卵。為驗證促性腺激素有促進蟾蜍排卵的作用，請利用提供的實驗材料和用具，設(shè)計實驗步驟和實驗記錄表。（注：蟾蜍排卵可通過檢查泄殖腔開口處有無卵細胞作為觀察指標(biāo)；不考慮注射激素的劑量；注射激素后只要求觀察一次。）

材料用具：發(fā)育成熟體重相近的雌性蟾蜍6只，注射器、飼養(yǎng)籠，適宜濃度的促性腺激素溶液，0.65%NaCL溶液（蟾蜍用生理鹽水）

分析：學(xué)生可以根據(jù)學(xué)習(xí)過的激素的調(diào)節(jié)過程的內(nèi)容為鋪墊，以《探究甲狀腺激素的作用》的實驗為參考，設(shè)計簡單實驗的實驗步驟（實驗設(shè)計過程略）

3. 數(shù)學(xué)模型法：數(shù)學(xué)在生物科學(xué)中的應(yīng)用的一種主要形式就是建立生物數(shù)學(xué)模型。利用數(shù)學(xué)模型描述客觀世界是科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)的一種重要方法。

4. 補充完整法：教材上對一些實驗的介紹，往往會省略一些步驟或?qū)φ战M。在實際教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生將相關(guān)的實驗步驟補充完整，完善對照組，從而使學(xué)生準(zhǔn)確掌握相關(guān)的實驗。

總之，在新課標(biāo)背景下，要求我們從知識與能力、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀等培養(yǎng)學(xué)生，強調(diào)過程而不是結(jié)果。培養(yǎng)學(xué)生的基本實驗意識和實驗的能力是課堂教學(xué)重要任務(wù)，在未來高中生物教學(xué)中發(fā)揮越來越重要的作用。高中學(xué)生生物實驗意識與能力的提高，更加有利于學(xué)生自身綜合素質(zhì)的提高和更高層次地學(xué)習(xí)，但是實施起來困難重重，仍需要不斷地探索和改進。

（作者單位：湖北省沙洋中學(xué) 448200）