高中生物实验教学初探

　　【摘要】科技的进步，时代的发展都赋予生物教育新的内涵，倡导探究性学习是新课标教育的基本理念之一。本文从实际出发，结合自己的教学实践，利用生物实验教学这个领域，引导学生主动参与探究、勤于动手动脑，逐步培养学生批判性思维的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力，重在培养学生创新精神和实践能力。

　　【关键词】高中生物；实验教学；探究性

　　【中图分类号】G633．91 【文献标识码】A 【文章编号】1006－8646（2015）02－0048－03

　　实验课是人类认识和研究生物科学的重要手段，也是生物教学的一种重要手段，生物实验是教师指导学生利用一定的材料、药品、仪器设备等，按照指定的条件去进行生物实践活动。通过生物实验，可以向学生提供生物界的感性认识，培养学生学习的基本技能和观察、分析综合运用生物学知识的能力。而且可以培养学生学习生物学的兴趣，培养实事求是的科学态度。因此，搞好高中生物实验教学，提高高中生物教学质量，对于指导学生科学、合理地完成实验、并通过实验巩固、综合、运用所学物学知识是大有裨益的。

　　那么，怎样开展并组织好高中生物实验课的教学呢？现在的高中学生，身体上接近成年人，但思想发育并未成熟。因此，在实验过程中难免有活泼好动的特点，搞好高中生物实验教学应从以下几个方面着手。

　　一、通过生物发展史，培养学生思维和科学的探究方法，引导学生学会探究。

　　自然科学的发展史就是一部科学探究的历史。在生物发展史中，每个发现都经过科学家周密的实验、细致的观察和分析、严密的推理和验证等过程。通过科学史的学习，不仅能加强学生知道知识的发生、发展过程，还能能激发学生学习的兴趣，探究未知世界的好奇心。因此在教学过程中，我们要努力做到：

　　1．展示科学家的思维过程，培养学生的思维能力。

　　生物学史上的许多重大发现，都闪烁着科学家们非凡的创造性思维的光芒。如生物膜流动镶嵌模型的提出、光合作用发现史、植物生长素的发现过程和孟德尔两个遗传基本规律的创立等。教学中应该引导学生循着科学家的思维历程去亲身体验一番，探究得出结论的具体思维过程。并适时让学生大胆作出种种设想、猜测，让他们无拘无束地去思考、去讨论、去争辩。同时要求学生将自己设计的方法与科学家所采用的实验方法进行比较，找出自己方法中的不足之处。通过这这种方式的教学，科学思维的全过程充分地暴露出来，学生不仅从中获取科学知识，更重要的是受到科学思维的熏陶。

　　2．从生物学史中学习科学的研究方法。

　　在生物学发展史中，每一项重大发现，都是各种科学研究方法综合运用的结果。教师应充分地把科学家们独到的科学思想和方法渗透到知识传授中，启迪学生领会科学方法，且能运用到实际的实验设计中。如光合作用探究历程中，科学家通过同位素标记法成功探究出光合作用中的物质变化。沃森和克里克通过对DNAX射线的衍射图谱的分析构建出DNA双螺旋结构模型。梅塞尔森和斯塔尔用等密度梯度离心的方法，证明DNA是半保留复制。再如，在遗传的基本规律的教学中，可向学生提出孟德尔之所以能发现遗传的两大规律，与他精心选择实验材料有关，当然还有科学的观察和分析方法，他在观察时，对纷繁复杂的杂交现象，只看其一对性状，而对其它性状暂且不管，这就使研究对象大大简化了，特别是他把数学统计方法引入生物学的研究，是超越前人的创新。

　　让学生明确仪器的原理和药品的特性，是培养学生使用它们的能力的基础。

　　“知其然，应该知其所以然”。对仪器的原理、药品的特性不了解，使用起来就会带有盲目性，就不可能形成使用能力。例如，学生对低倍镜和高倍镜的选择上，经常不能根据观察对象的特点和观察目的进行合理的选择来使用，学生常常由于好奇心的驱使和对低倍镜、高倍镜特点的无知，总是一上来就用高倍镜，认为高倍镜总比低倍镜观察清楚。这种盲目性，是由于学生不了解显微镜的基本原理，不了解高倍镜放大倍数大，分辨率高，但所看到的实际面积小，即视野小。而且倍数越高，看到材料的厚度就越薄，高倍镜适宜观察局部和细节。低倍镜所看到的面积大，适宜观察材料的整体结构，以及寻找观察目标。只要学生了解了这些基本原理，才能正确选用低、高倍镜。由低倍镜换高倍镜时，如果图像不太清晰，只需调节细准焦螺旋，就可以看清图象了。至此学生只有了解了上述的基本原理和操作方法，才能正确使用高倍镜。另外，如果镜中有污染的花斑或异物，就会影响对微细结构的观察，清除花斑或异物，也是形成使用能力的一个方面。清除污染物，首先应确定污染物在目镜、物镜还是装片（或切片）上。

　　因此应让学生了解目镜在镜筒上可用手做圆周转动，装片（或切片）在载物台上可用手向任意一个方向移动或用移动器上下左右移动，如污染物在装片（或切片）上，移动装片（切片），污染物则随之移动而反方向移动，否则，污染物就在物镜上。在清除直镜筒的显微镜目镜和物镜上的污染物时，还应让学生了解先后顺序，应先摘下物镜，然后再摘下目镜，试擦完毕装上时，则应先装目镜后装物镜，因为这样可以防止因摘装目镜时与镜筒摩擦下来的尘渣沿镜筒落入物镜的内部。

　　二、开足开好生物实验才是保证。

　　生物科学是实验科学，实验教学是生物学教学的基本形式之一。教师应根据新课程标准设定的实验项目千方百计创造条件开足开好。针对目前中学普遍存在生物学实验室简陋和仪器设备处于低水平的现状，笔者认为，提倡实验教学低成本、简单易行为原则。教师应根据学校的条件与所在地的具体情况，采用多种代用品，实验设计多样化，尽量就地取材；还可以采用科学实验中常用的模拟方法开设实验以及运用多媒体现代教育技术，设计虚拟实验；等等。开设实验应尽量摒弃传统的模仿式、验证式实验，提倡同一实验的不同设计思路，以发展学生的创新意识与实践能力。生物实验的材料多为生命有机体，教师应特别注意教育学生爱护生物、保护环境、融入生态观念等。近几年，我市对培养中学生实验操作能力方面十分重视，其实验考核已在中考中进行，成绩记入总分。这对各校重视学生实验操作能力、观察能力的培养无疑起着很好的促进作用。

　　三、注重培养学生的生物实验探究能力。

　　可以把课本中的一些科学研究史改编为探究性实验课题并选择多媒体信息技术为实验探究手段。例如，在植物生长素的发现的教学中，把温特经典实验变为探究实验课题。通过本节课前面的学习，学生会提出假设：胚芽鞘的生长和向光性是由尖端决定的。教师引导学生思考：以上实验说明胚芽鞘的生长及向光性是尖端决定的，但到底是尖端本身还是尖端产生的某种物质？应如何通过实验研究该问题？然后，教师提出思考题对学生进行引导：（1）实验设计的基本思路是什么？（2）自变量和因变量是什么？怎样处理自变量和观测因变量？（3）应该用什么样的基质吸附这种物质？如何验证该物质是否存在？（4）用怎样的实验方法排除基质对实验的影响？以上问题由学生讨论解决，教师鼓励和点评。当然，这个探究实验如果让学生自己动手操作有实验材料等的限制，不可能在课堂上短时间内完成。

　　可以鼓励学生自己课下利用FLASH、POWERPOINT等软件技术制作动画，把自己设计的实验过程通过动画形式将实验展示出来，“做中学”，印象自然非常深刻。难点因而得以突破，探究因而得以实现。

　　四、注重培养学生的实验创新能力及思维能力。

　　在实验课中，教师可以引导学生对实验过程进行改进或者寻找变式实验，利用实验活动课激发学生的创造性思维。例如，在做完“探究植物细胞的吸水和失水实验”后，教师鼓励学生依据实验原理设计出其他方案。在老师的提示下学生可能会提出：（1）此实验中将紫色的洋葱换成白菜叶、洋葱根尖或红心萝卜；（2）实验中30％蔗糖溶液改成10％或50％或其他的浓度；（3）用NaCl、葡萄糖、白糖溶液替代蔗糖溶液。在此基础上，教师也可以不失时机引导学生将这些设计成研究性课题，并进行分析讨论，从中选出可行的方案进行具体实验，以检验是否成功。这样学生在进行实验的全过程中，都必须经过自己的创新想象完成的，不断创设机会让学生动手操作，将学生的思维能力和创新能力提高到一个新的层次。

　　五、注重现代教育技术手段在生物实验教学中的使用。

　　在中学生物学实验中，既有我们在实验室容易做的，如糖类、脂肪和蛋白质的鉴定等实验，也有在中学实验室很难做到或很难让学生得到良好效果的实验，如探究人体某方面稳态的维持实验。我们不可能把中学生物涉及的实验及探究全部在实验室里操作完成。对于一些难度较大、较抽象的或比较危险的探究实验，教师可以采用多媒体教学手段进行演示。例如，利用计算机中的FLASH、POWERPOINT、PHOTOSHOP等资源制作电脑课件、利用多媒体网络截取电视、电影相关资料，利用投影播放实验录像，再或者有条件的学校可利用手持实验技术在生物实验探究中进行定量的探究，如在必修1中探究环境因素对光合作用强度的影响的实验就可以定量的检测光照强度等因素，让学生能更直观地感受实验的乐趣，从而掌握探究科学知识的新方法，我们充分利用现代化教学手段，使生物实验课堂生动活泼引人入胜。

　　六、注意安排课外活动提高效率。

　　长期以来，课外活动没有真正被列入学校教学的计划范畴，即使有的学校或学科安排了有关项目，常为摆设而没有予以重视。笔者认为学校根据教学计划、大纲和教材，教师通过系统的课堂教学对学生进行文化科学知识传授、基本技能训练和情感、态度、价值观的培养和养成，是学校教育的主渠道。但是课外活动不受大纲、教材的局限，选择迎合学生的个性、兴趣与特长，组织形式可以灵活多样，时间安排可以随机调整，学生参与自主自由，活动氛围宽松愉悦。因此，只要教师组织引导得当，课外活动过程更有利于激发学生兴趣，发挥学生专长，发展学生个性，发现和培养人才。

　　中学生物学科组织开展课外活动又有其学科优势，可以结合学科教学，选择学生喜闻乐见、踊跃参与的活动项目。教师组织学生课外活动，要有明确的目的，其共同的目的是培养学生的创新精神和实践能力，活动的过程应是学生自主学习的过程，教师的指导决不能沦为“包办”和“代替”。活动结束后，应根据学生活动的情况，组织指导学生进行形式多样的总结交流。以提高活动的效果。

　　可见积极引导学生去思考、去探索，比简单的验证更能培养学生的实验技能和创新能力。这样做不仅可使学生牢固掌握知识点，而且激发了学生探究的热情，培养了学生创造性思维能力。

　　莫满春（广西钦州市第二中学 535000）