如何在生物實驗中培養(yǎng)學生的能力

朱沈芳

摘 要： 新課改后，實驗教學逐漸成為生物教學的重心，期望通過學生的實驗探究活動，讓學生自己發(fā)現(xiàn)科學知識，而不是課改前通過實驗驗證、強化知識。教學不再以講授科學知識為重點，以高分為唯一目標，而是通過實驗培養(yǎng)學生的生物實驗的基本操作能力、整體設計能力和探究能力。

關鍵詞： 生物實驗 基本操作能力 分析實驗能力 實驗設計能力

生物學科是一門以實驗為基礎的自然科學，生物學科的特點決定了生物學的發(fā)展主要依賴于科學實驗，生物教學必須突出實驗。生物實驗是生物教學的重要組成部分。在生物實驗教學中培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題的能力是中學生物實驗教學的根本目標。

筆者通過多年教學實踐，發(fā)現(xiàn)堅持進行生物實驗，尤其是探究性實驗，有利于學生多種能力的培養(yǎng)。本文就談談如何通過生物實驗培養(yǎng)的學生能力。

1.明確實驗儀器的原理和藥品的特性，培養(yǎng)學生基本操作能力。

如果對儀器的原理、藥品的特性不了解，使用起來就會帶有盲目性，就不可能正確使用。在實驗前，我們可以通過介紹或學生自己查找資料明確實驗所需儀器或藥品的特性，從而培養(yǎng)學生基本實驗操作能力。

例如高中生物實驗中有相當一部分要借助顯微鏡來完成實驗，而高一學生在低倍鏡和高倍鏡的選擇上，經常不能根據觀察對象的特點和觀察目的進行合理選擇，不少學生由于好奇心的驅使和對低倍鏡、高倍鏡特點的無知，一上來就直接使用高倍鏡，認為高倍鏡總比低倍鏡觀察清楚。這種盲目性，是因為學生不了解顯微鏡的基本原理，不了解高倍鏡放大倍數大，分辨率高，但所看到的實際面積小，即視野小。高倍鏡適宜觀察局部和細節(jié)，例如要觀察細胞中的葉綠體、線粒體等細胞器。低倍鏡所看到的面積大，適宜觀察材料的整體結構，以及尋找觀察目標，例如：觀察紫色洋蔥表皮細胞的質壁分離實驗，用低倍鏡就可以了。只有學生了解了這些基本原理，才能正確選用低、高倍鏡。

又如觀察植物細胞的有絲分裂實驗，該實驗應讓學生了解龍膽紫或醋酸洋紅是與染色體結合的堿性染料，學生基本都會錯誤地認為堿性染料呈堿性，而事實上是酸性的，因為染料分子是溶解在醋酸中的，實際上堿性染料是指有色離子是陽離子的染料，而不是染液的pH呈堿性，那醋酸起什么作用？應讓學生了解2%醋酸是染料的溶劑，在染色時增加了細胞的通透性，而不引起細胞膨脹，有利于染液的離子進入細胞而使細胞核內的染色體著色。

2.培養(yǎng)學生分析實驗程序的能力。

一個較復雜的實驗過程是設計人員長期辛勤勞動的結晶，它往往需要經過幾十次甚至上百次的反復摸索、實踐。要指導學生分析實驗中每一步驟的作用，每一步的處理意義，以及各步驟之間的聯(lián)系，從中學習解決問題、研究事物的方法。

例如觀察植物細胞有絲分裂的實驗，過程分為：培養(yǎng)→解離→漂洗→染色→制片。解離需要解離液，由15%的Hcl和95%的酒精混合而成，要讓學生了解根尖放在15%Hcl溶液中是為了溶解細胞間的果膠質，使根尖細胞間變得松散，便于壓片，否則根尖細胞很難壓散，不利在鏡下觀察；另外，通過15%Hcl的處理，使細胞迅速死亡，讓細胞分別保留各自的分裂狀態(tài)；酒精是用來固定細胞的。漂洗是為了沖洗解離液，否則會影響染色效果，使得染色較淺。

因此，在實驗中，應根據學生程度和涉及原理的難易不同，由教師提出問題讓學生思考，通過查閱資料，學生既知道實驗應怎么做，又知道為什么這樣做。

3.培養(yǎng)學生分析實驗現(xiàn)象的能力。

在實驗中，經常存在這樣的問題：重實驗最后結果的記錄，而輕視對實驗過程中間某些現(xiàn)象的記錄；重視結果而不重視分析結果；重視對成功實驗的肯定，而不重視查找實驗失敗原因等現(xiàn)象。

例如在觀察植物有絲分裂的實驗中，在顯微鏡的某個視野中，要讓學生了解為什么看到的細胞多數為間期的細胞；在質壁分離和復原的實驗中要讓學生了解液泡的體積大小、顏色變化如何等。

又如葉綠體中色素提取和分離的實驗，結果四條色素帶部分或全部不明顯，老師可提示學生從以下幾方面分析可能原因：（1）實驗材料是否合適；（2）提取色素操作是否規(guī)范（有無加碳酸鈣、二氧化硅，有機溶劑的量是否合適）；（3）分離色素操作是否規(guī)范（畫濾液細線的次數，層析液有無觸及等）。

4.培養(yǎng)學生實驗設計能力。

生物實驗設計，就是學生在具備一定的生物學知識和實驗技能的基礎上，明確實驗目標和要求，選擇實驗設計原理，選用實驗儀器材料，確定實驗思路，安排實驗步驟，并對實驗結果進行預測、分析和討論等一系列設計實驗方案的活動。

生物實驗設計能力，主要體現(xiàn)為學生能否正確理解并恰當選用實驗原理，運用生物學知識和實驗技能，善于在不同情境下靈活遷移，設計出實驗新方案的能力。生物實驗設計能力要在長期的實驗設計訓練中逐步形成。

實驗設計的基本思路：①明確實驗目的，實驗原理，以及實驗要求的基本條件；②精心策劃實驗方法、嚴格設計實驗過程、合理設置對照實驗，并進行科學測量；③能夠做到有效預測實驗結果、科學描述實驗結果，并得出科學的實驗結論。單一變量原則和對照原則是設計實驗的兩大基本原則。

例如探究影響酶活性的因素這個實驗中，老師可以讓學生按小組為單位提出假設、設計實驗、實驗實施、推導結論。有的小組探究的是溫度對淀粉酶（也有對過氧化氫酶）活性的影響，有的探究的是pH對淀粉酶活性的影響，也有探究重金屬離子對酶活性的影響，等等。

在高中生物實驗教學中，我們可以根據需要，將一些驗證性實驗改成探究性實驗，讓學生自己設計、完成實驗，培養(yǎng)學生的探究能力。我們也可以在中學生物學實驗教學中融入研究性學習，培養(yǎng)學生的研究性、創(chuàng)新性。

人腦有一些富有創(chuàng)造性的特殊區(qū)域，當雙手從事精細、靈巧的動作時，就能充分激發(fā)這些區(qū)域的活力。所以我們應重視實驗，增加學生動手、動腦的實踐機會，讓學生的能力通過實驗得到大幅度的提高。

參考文獻：

[1]普通高中生物課程標準.人民教育出版社，2004.

[2]李秋茹.高中學生生物實驗設計能力的結構特征培養(yǎng).