高中生物實驗教學(xué)中如何提高學(xué)生思維能力

程寶義

高中生物學(xué)科是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，實驗教學(xué)在生物學(xué)的學(xué)習(xí)中占有非常重要的地位。讓學(xué)生觀察思考、動手操作實驗，在動眼、動手和動腦相結(jié)合的過程中理解實驗，不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力，同時也能夠全方位提高學(xué)生的思維能力。

一、遵循認(rèn)知規(guī)律，激發(fā)興趣

認(rèn)知的開始往往是被動的，就像一個坐在車窗前的游客，窗外的景觀不斷在眼前閃過，對這些景物的認(rèn)知是被動的，只是瞬時記憶，很快就會遺忘。而當(dāng)他看到一個感興趣的事物時，如一片風(fēng)景秀麗的湖泊，就會引起他的注意，并主動下車觀賞一番，形成長期記憶，甚至多年以后還會想起。學(xué)生的學(xué)習(xí)過程也是如此。課堂上教師傳授的知識，多數(shù)情況下學(xué)生都是被動記憶，這種記憶是短期的，不深刻不長久。對于學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的把握讓我清晰地意識到，讓學(xué)生變被動認(rèn)知為主動探求知識，引發(fā)學(xué)生的思維興趣，這是生物實驗教學(xué)中非常關(guān)鍵的一環(huán)。為此，我以教材中實驗教學(xué)內(nèi)容為抓手，不斷進(jìn)行摸索，最大限度地激發(fā)學(xué)生的思維興趣，以提高學(xué)生的生物素養(yǎng)。

例如，教材中“生長素的生理作用”這一課。教學(xué)之前，我就想到用生活中常見的實驗材料，設(shè)置一個認(rèn)知空間，讓學(xué)生自己觀察學(xué)習(xí)。于是，我?guī)ьI(lǐng)學(xué)生到實驗室進(jìn)行了準(zhǔn)備實驗，將大蒜分別放置在不同濃度的吲哚乙酸（生長素）溶液中，觀察生根情況。這一實驗結(jié)果需要在一周后才能觀察總結(jié)，此結(jié)果用作生長素生理作用具有兩重性的重要依據(jù)。在等待實驗結(jié)果的這一周時間里，我發(fā)現(xiàn)很多同學(xué)利用下課時間多次來到實驗室觀察大蒜的生根情況，他們對實驗結(jié)果充滿了好奇，也因此，對實驗過程充滿了興趣。我知道已經(jīng)成功將學(xué)生的注意力吸引了，課堂上必將成功激發(fā)學(xué)生的思維興趣。不出所料，在一周后的教學(xué)中，這些學(xué)生思維活躍，發(fā)言也變得更加積極主動，并且能夠準(zhǔn)確畫出生長素的生理作用曲線，深刻地理解了生長素生理作用的特點，到達(dá)了非常好的教學(xué)效果。

二、注重動手實踐，培養(yǎng)探究能力

首先成立生物實驗小組，讓每個學(xué)生都能親自參與實驗中來。對于顯微鏡的使用，臨時裝片的制作等生物實驗基本操作，指導(dǎo)學(xué)生親自動手，反復(fù)實踐，以至熟練掌握。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合實驗內(nèi)容，拋出問題，讓學(xué)生帶著問題進(jìn)行實驗操作。在實驗過程中引導(dǎo)學(xué)生不斷觀察思考，讓學(xué)生的眼、腦、手緊密結(jié)合，以提高學(xué)生的觀察和思維能力。

如，“觀察質(zhì)壁分離與復(fù)原”生物實驗教學(xué)。在實驗前，教師提出這樣幾個問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究。1.此實驗為什么選擇洋蔥鱗片葉外表皮作為實驗材料，還有什么材料可以選擇？2.實驗用的蔗糖溶液的濃度時0.3g/ml，其他濃度可不可以？3.選用KNO3溶液行不行，實驗現(xiàn)象如何？這些問題是是教材上沒有答案的，需要學(xué)生親自觀察并且動腦思考才能回答上。這樣學(xué)生帶著問題去觀察去實踐，就能做到有的放矢，動手實踐的同時，提高學(xué)生的探究思維能力。不僅如此，教學(xué)中我發(fā)現(xiàn)，相對復(fù)雜的實驗操作更能鍛煉學(xué)生的思維能力。例如，在“觀察洋蔥根尖細(xì)胞有絲分裂”的實驗中，裝片的制作需要經(jīng)過解離→漂洗→染色→制片，這幾個比較復(fù)雜的操作過程，然后在顯微鏡下觀察實驗結(jié)果。這個過程中，教師不斷提出問題，讓學(xué)生反復(fù)觀察思考，并動手實踐得出結(jié)論。這樣相對復(fù)雜的實驗過程，反而能夠讓學(xué)生在親自做、看、聽、寫的過程中形成多維度的、多層次的記憶，這樣的記憶相對牢固也比較穩(wěn)定，有的學(xué)生甚至一生都難以忘記。這樣的實驗教學(xué)，在學(xué)生的探究思維方面發(fā)揮的作用應(yīng)該是受益終生的。

三、模型構(gòu)建，鍛煉表達(dá)能力

實驗的目的在于學(xué)生通過觀察思考、動手實踐進(jìn)而生動的獲取知識，懂得原理。那么，如何引導(dǎo)學(xué)生把觀察到的現(xiàn)象分析總結(jié)，并且表達(dá)出來，進(jìn)而上升為理論知識，這個過程自然成為實驗教學(xué)的重點。

例如，在“生長素的生理作用”一課的教學(xué)中，我?guī)ьI(lǐng)學(xué)生以大蒜為材料，在不同濃度的生長素溶液中培養(yǎng)生根，對生根情況進(jìn)行了為期一周的實驗。這個過程中，我要求學(xué)生每天固定幾次觀察，并把真實的數(shù)據(jù)記錄在表格中。由于學(xué)生興趣深厚，每天觀察次數(shù)極頻繁，可以說是細(xì)致入微。一周后，我指導(dǎo)學(xué)生依據(jù)觀察數(shù)據(jù)繪制曲線制成了數(shù)學(xué)模型，該模型可以直觀的體現(xiàn)出生長素生理作用的特點。由于是學(xué)生自己動手操作記錄之后繪制出的東西，直觀上加深了學(xué)生對知識的理解，同時也提高了學(xué)生的思維表達(dá)能力，形象地將動手實驗上升成為了理論知識。

四、重視實驗分析，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

實驗操作完成后，對實驗結(jié)果的分析是提高學(xué)生思維能力的重要環(huán)節(jié)。讓各小組進(jìn)行比較，對實驗結(jié)果不理想的小組，教師不要急于指出問題所在，給學(xué)生最大空間，讓他們自己分析，小組討論，共同找出失敗的原因。例如，在“觀察質(zhì)壁分離”的實驗中，有的小組各步驟操作均是規(guī)范的，但只觀察到了質(zhì)壁分離沒有觀察到復(fù)原現(xiàn)象。經(jīng)過學(xué)生們的討論和分析，認(rèn)為很可能是配置的蔗糖溶液濃度過高，導(dǎo)致植物細(xì)胞失水過多而死亡，所以無法完成質(zhì)壁分離的復(fù)原。找出原因后，我又指導(dǎo)學(xué)生重新配置了蔗糖溶液，之后，學(xué)生重新操作，達(dá)到了理想的實驗效果。

對實驗結(jié)果的分析是生物實驗教學(xué)中至關(guān)重要的一環(huán)，深化課本知識的同時，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。與此同時，我也鼓勵學(xué)生對書本上的一些實驗步驟敢于質(zhì)疑，并提出改進(jìn)方案，大膽嘗試。如在“觀察洋蔥根尖細(xì)胞有絲分裂”的實驗中，有一個步驟是“壓片”，就是將蓋玻片的上面再加一個載玻片，然后用拇指按壓，達(dá)到使細(xì)胞分散開平鋪成單層細(xì)胞的效果。在實際操作中有的學(xué)生發(fā)現(xiàn)此做法的效果不佳，于是采取了一種新方法，是用未削過的鉛筆多次輕輕敲擊蓋玻片，就可以達(dá)到目的。此做法既簡單效果又明顯。我特別將此方法向全班推廣，并及時對采取此做法的小組進(jìn)行了表揚，使學(xué)生獲得了成功的喜悅，增強了學(xué)習(xí)興趣，創(chuàng)新思維能力得到了有效提升。

在生物實驗中蘊涵著培養(yǎng)學(xué)生思維能力的多種方法，我還在教學(xué)中一一探索總結(jié)。學(xué)生即使親自做了實驗也不一定能得出正確的結(jié)論，只有在親自動手的基礎(chǔ)上，運用正確的思維方法，才能得出科學(xué)的結(jié)論。教師在實驗中有意識地訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，是生物教學(xué)目的之一，學(xué)生形成了系統(tǒng)的實驗思維能力，才能順利地解決實驗中遇到的問題。

編輯/魏繼軍