謝學(xué)柱

【摘 要】本文分析當前高中生物實驗教學(xué)中存在的主要問題，論述培養(yǎng)高中生實驗?zāi)芰Φ姆椒?，從原理入手著力培養(yǎng)學(xué)生進行生物實驗的思維模式，從技巧入手著力提升運用實驗設(shè)備的能力，從程序入手著力強化學(xué)生規(guī)范有序開展實驗活動的意識，從分析入手著力增強學(xué)生對實驗現(xiàn)象及失敗原因解剖研究的水平。

【關(guān)鍵詞】高中生物 實驗?zāi)芰?培養(yǎng)策略

【中圖分類號】G? 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2019）09B-0142-02

在生物教學(xué)中，實驗教學(xué)是非常重要的教學(xué)方式之一，其實驗過程不僅有助于學(xué)生對生物知識的掌握，而且更加能夠有效提升學(xué)生的綜合素質(zhì)和核心素養(yǎng)。隨著新課程改革的深入推進，具有探究性特征的實驗教學(xué)越來越受到學(xué)校和教師的廣泛關(guān)注，并且被嘗試應(yīng)用到生物教學(xué)課堂當中。因此，有必要加強對高中生物實驗教學(xué)進行研究，探索培養(yǎng)高中生生物實驗?zāi)芰Φ牟呗?，以有效提升高中學(xué)生的實驗?zāi)芰ΓM而促進學(xué)生綜合素能的全面成長。

一、當前高中生物實驗教學(xué)中存在的主要問題

（一）學(xué)生習(xí)慣于被動學(xué)習(xí)，沒有形成良好的實驗學(xué)習(xí)習(xí)慣

實驗教學(xué)是一種區(qū)別于理論教學(xué)的教育教學(xué)方式，不僅需要配備一定的硬件設(shè)施，而且更加需要師生共同培養(yǎng)良好的實驗教學(xué)習(xí)慣。長期以來受應(yīng)試教育的影響，許多學(xué)生特別是面臨高考的高中學(xué)生，在學(xué)習(xí)過程中習(xí)慣于被動地接受教師灌輸?shù)闹R和給予的答案，對教學(xué)內(nèi)容缺乏獨立的思考能力。在生物實驗教學(xué)中，許多學(xué)生并沒有能力進行實驗學(xué)習(xí)，也沒有意愿進行實驗操作，而是被動地等待教師進行實驗操作演示，聽取并背誦教師講授的教學(xué)內(nèi)容。在這樣的實驗課堂上，教師的教學(xué)演示并不能引起學(xué)生進行深入思考，而學(xué)生也沒有在實驗操作過程中獲得更多的知識和能力。特別是當學(xué)生實驗操作出現(xiàn)失敗時，學(xué)生往往習(xí)慣于請求教師或者其他學(xué)生代為實驗，而不會去反思實驗失敗的原因，使生物實驗教學(xué)難以取得突破性的效果。

（二）學(xué)校實驗條件十分有限，難以進行生物教學(xué)的深入普及

在生物實驗教學(xué)中，由于許多實驗課程的器材、實驗品和實驗時間相對有限，難以保證每一位學(xué)生都能夠有充足的時間和設(shè)備進行實驗學(xué)習(xí)，更不必說進行拓展性的實驗操作。當前，許多高中班級仍然采取大班制教學(xué)，班級學(xué)生通常在 50 人左右，而實驗室的器材設(shè)備以及實驗耗材往往只能保證二三十人使用，導(dǎo)致學(xué)生只能采取分組方式進行實驗學(xué)習(xí)和操作。在實驗過程中，有些學(xué)生可能會霸占實驗機會，或者在操作過程中隨意盲目行為，導(dǎo)致實驗偏離教學(xué)應(yīng)有的方向。即使所有學(xué)生都嚴格按照教學(xué)操作要求進行實驗，也只能保證學(xué)生體驗到書上所列明的實驗內(nèi)容，而無法在此基礎(chǔ)上進行拓展學(xué)習(xí)。

（三）師生實驗理念仍然滯后，難以在實驗教學(xué)中提升教學(xué)質(zhì)效

現(xiàn)代教育理論中的核心素養(yǎng)理念提出，教育教學(xué)活動要著眼于學(xué)生綜合能力的提升，使其能夠更好地強化自學(xué)、適應(yīng)社會。目前許多教師的生物實驗理念還沒有切實轉(zhuǎn)變到新的教育理念上，對實驗教學(xué)的根本目的沒有了解到位，而僅僅局限于讓學(xué)生體驗教學(xué)大綱上所要求的內(nèi)容。在具體的實驗教學(xué)活動中，教師更加注重生物學(xué)科相關(guān)概念和知識的傳授，而沒有對學(xué)生主動獲取知識的行為加以引導(dǎo)，也沒有關(guān)注學(xué)生在進行教學(xué)實驗時的感受。特別是當學(xué)生在生物實驗過程中可能會出于自己的思考或者想象，進行一些超出教學(xué)大綱的實驗行為時，教師更多地阻止而不是進行引導(dǎo)，從而阻礙了學(xué)生進行生物實驗探索的能力發(fā)展。

二、高中生生物實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)的策略

在高中生物實驗教學(xué)中，常規(guī)的實驗教學(xué)模式主要是由教師按照課本要求操作，指導(dǎo)學(xué)生完成實驗任務(wù)，但這只是生物實驗教學(xué)的一部分功能。在實驗的過程中，往往會受到諸多因素的干擾而使實驗出現(xiàn)新的情況或者導(dǎo)致失敗。如何進行有效的生物實驗分析，對實驗成效及學(xué)生能力的提升顯得尤為重要。在生物實驗教學(xué)過程中，教師必須摒棄過去的機械教學(xué)方式，不能將學(xué)生的實驗思維束縛在教學(xué)課本的框架范圍內(nèi)，而要從更高層次的實驗思維入手，著力提升學(xué)生的全面素質(zhì)，使實驗教學(xué)取得事半功倍的成效。

（一）從原理入手，著力培養(yǎng)學(xué)生進行生物實驗的思維模式

在每一個具體的生物實驗中，其實都是一種物質(zhì)變化的反映，內(nèi)里必然存在著一定的原理。學(xué)生只有掌握實驗的原理，才能夠通過實驗過程和結(jié)果進行舉一反三，增強學(xué)生的生物實驗?zāi)芰Α?/p>

實驗原理不僅是生物現(xiàn)象或者相關(guān)生物學(xué)反應(yīng)的基本理論，而且是構(gòu)建生物理論與實驗根基的重要知識體系。無論是實驗的目的和要求，還是實驗的現(xiàn)象與結(jié)果，或是實驗的設(shè)備、儀器、試劑等的選擇，都與實驗原理有密切的聯(lián)系。實驗原理的掌握，可以使簡單的生物實驗進入一個更高層次，以發(fā)散的方式指導(dǎo)更多、更新的實驗操作，從而使生物實驗進入良好發(fā)展的狀態(tài)，同時也有助于高中生生物實驗思維的塑造。例如，在進行光合作用的實驗教學(xué)時，教師可以按照教學(xué)大綱的指示，指導(dǎo)學(xué)生剪取兩塊相同的小型葉片，分別放置在裝有蒸餾水和 NaHCO 溶液的試管當中。用真空泵將液體中和葉肉細胞間的空氣抽干之后放開試管口，可以觀察到葉片下沉到試管的底部。此時，教師不必急于讓學(xué)生進入下一階段的實驗活動，而可以向?qū)W生進行提問“為什么抽取空氣后葉片就會下沉？”“葉片下沉后，其光合作用會發(fā)生什么樣的反應(yīng)？”通過提問并引發(fā)學(xué)生思考，學(xué)生可以理解該實驗的原理是利用葉片的光合作用，吸收 CO2 并轉(zhuǎn)換成為 O2 ，而 O2 難溶于水的特征將會導(dǎo)致葉片在水中上浮。

（二）從技巧入手，著力提升運用實驗設(shè)備的能力。

生物實驗離不開各種各樣實驗設(shè)備的操作使用，而為何選取該種設(shè)備、該種試劑，以及設(shè)備之間的組合搭配，是生物實驗中十分重要的內(nèi)容。在傳統(tǒng)教學(xué)理念下，學(xué)生只需要記下設(shè)備的名稱和安裝順序，就可以完成實驗任務(wù)并應(yīng)對考試。然而在新教育理念要求下，教師應(yīng)當指引學(xué)生著力提升運用實驗設(shè)備能力，深入思考實驗所需的設(shè)備、儀器、試劑及相互之間的搭配方式，從而更加深刻地理解實驗設(shè)備的作用和相互影響，得以在生物實驗學(xué)習(xí)中掌握更多的實驗操作技能。

例如，在顯微鏡的使用過程中，學(xué)生往往很難根據(jù)被觀察的對象特征來選擇最為恰當?shù)谋剁R，甚至誤解高倍鏡的性能優(yōu)于低倍鏡，從而盲目使用高倍鏡進行生物實驗觀察。此時，教師不能簡單地要求學(xué)生必須選擇正確的倍鏡，而應(yīng)當對學(xué)生進行引導(dǎo)，讓學(xué)生先后利用高倍鏡和低倍鏡，對不同的研究對象進行觀察，使學(xué)生明白高倍鏡更加適用于局部或者細節(jié)部位的觀察，而低倍鏡則更加有助于對被觀察對象的全面觀察。通過對實驗設(shè)備性能和使用原理的了解掌握，使學(xué)生更加懂得實驗儀器設(shè)備的功能，在以后的實驗過程中更加合理有效地利用好實驗器材進行實驗。

（三）從程序入手，著力強化學(xué)生規(guī)范有序開展實驗活動的意識

在生物實驗過程中，往往都需要進行固定程序的操作，才能夠觀察和獲得所需要的實驗結(jié)果。這些實驗的程序，并不僅僅是生物實驗的理論研究所能夠完成的，而是需要進行長期的反復(fù)實驗探索、經(jīng)歷無數(shù)的失敗和挫折之后才得到的。在高中生物實驗教學(xué)中，教師往往讓學(xué)生按照既有的實驗指導(dǎo)進行操作，雖然可以快速地達成實驗?zāi)康模也蝗菀壮霈F(xiàn)實驗失敗或者實驗事故，但影響學(xué)生對實驗程序的思考和探索。

因此，教師需要轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，讓學(xué)生在進行實驗前，對實驗程序中的每一步操作都進行分析，探討實驗操作的作用和相互之間的聯(lián)系，必要時可以放手讓學(xué)生進行非既定程序的實驗探索，從而體會到實驗程序與非實驗程序的差別。例如，在進行植物細胞有絲分裂的觀察實驗操作中，常規(guī)的實驗程序是“培養(yǎng)—— 10% HCl 解離—— 漂洗—— 染色—— 壓片”，有些學(xué)生不理解為什么要將植物根尖放在 HCl 溶液中的目的，教師不必要強行要求學(xué)生按規(guī)定操作，而是讓學(xué)生可以先跳過這一步驟進行觀察操作，從而發(fā)現(xiàn)未經(jīng) HCl 解離的根尖細胞難以被壓片壓散，在顯微鏡下很難進行有效的觀察。借此，學(xué)生不僅更加深刻地記住 10% HCl 解離這一實驗操作，并且更加理解植物細胞觀察的實驗原理，對生物實驗形成更加深切的認知。

（四）從分析入手，著力增強學(xué)生對實驗現(xiàn)象及失敗原因解剖研究的水平。

在生物實驗教學(xué)過程中，實驗結(jié)果是教材上明確給出的內(nèi)容，也是高中學(xué)生在進行實驗操作后所能夠觀察到的情況。然而，生物實驗的意義并不僅僅在于實驗的最終結(jié)果，有時實驗過程中所出現(xiàn)的現(xiàn)象，也有著十分重要的意義。特別是對于失敗的實驗操作，同樣可以挖掘出價值，有些失敗的實驗可能會促成學(xué)生更多的思考，從而促進學(xué)生生物實驗思維的發(fā)散式發(fā)展。在實踐中，許多教師和學(xué)生在進行生物實驗教學(xué)時只顧及實驗結(jié)果的獲取，而忽視實驗過程中的數(shù)據(jù)或現(xiàn)象記錄。當出現(xiàn)實驗失敗現(xiàn)象時急于進行實驗的恢復(fù)與重新操作，而沒有靜下心來進行失敗原因的思考和查找，這不利于學(xué)生實驗?zāi)芰Φ奶岣摺?/p>

例如，在進行淀粉的檢測實驗中，常規(guī)的操作是“取口腔上皮細胞—— 放入鹽酸水解—— 沖洗涂片—— 染色—— 觀察”，而有的學(xué)生可能會忘記進行鹽酸水解操作，而直接進行沖洗并染色觀察。此時學(xué)生可能會向教師發(fā)問：“為什么我沒有觀察到淀粉的染色？”此時，教師不要急于讓學(xué)生重新進行操作，而應(yīng)讓學(xué)生對實驗失敗這一現(xiàn)象進行反思，對照自己的操作，從而認識到鹽酸水解在淀粉染色操作中所發(fā)揮的重要作用，以及淀粉的染色原理在于染色質(zhì)中的 DNA 而不是蛋白質(zhì)，從而更加深刻地理解生物學(xué)的相關(guān)知識。

綜上所述，生物實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)不僅是一種科學(xué)研究精神與方法的傳授，更是科學(xué)研究原理與技巧綜合應(yīng)用的過程，對于學(xué)生在實驗?zāi)芰Ψ矫娴木C合提升有著十分有價值的幫助，特別是對于學(xué)生突破學(xué)習(xí)過程中的思維障礙、培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣，有著積極的促進作用。通過在高中生物實驗教學(xué)過程中的思維能力培養(yǎng)，不僅可以有效增強學(xué)生的生物實驗觀察、操作及思維能力，而且可以有效培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和求知的實驗習(xí)慣，使學(xué)生能夠更好地解決實際問題，從而為以后的學(xué)習(xí)和工作奠定良好的基礎(chǔ)，逐漸成長為有思想、有能力的優(yōu)秀人才。

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（責(zé)編 盧建龍）