有效利用高中生物科學(xué)史提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力

徐冬梅

摘 要：近年來，隨著我國高等教育體制改革的不斷發(fā)展，對高中的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法提出了新的要求，其中高中生物作為一門以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)的學(xué)科，對高中生的科學(xué)思維能力與實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力有著很高的要求。因此，本文從高中生物科學(xué)史的教學(xué)應(yīng)用角度入手，探究如何提升高中生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，以此來推動(dòng)高中生物學(xué)科的教學(xué)質(zhì)量進(jìn)一步提高。

關(guān)鍵詞：生物科學(xué)史;實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì);能力提升;方法

1 引言

受到傳統(tǒng)教育觀念的影響，我國高中的生物教學(xué)普遍存在嚴(yán)重的形式化教學(xué)問題，課堂的教學(xué)內(nèi)容枯燥乏味，難以吸引學(xué)生的注意力，而且教學(xué)效率不高，學(xué)生缺少獨(dú)立思考、自主分析以及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力。因?yàn)樯锔呖碱}型對學(xué)生綜合能力的考查點(diǎn)比較多，所以，高中教師在課堂教學(xué)過程中要注意對學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

2 利用高中生物科學(xué)史提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的方法

2.1 通過生物科學(xué)史滲透生物科學(xué)的研究方法

生物科學(xué)的研究方法是認(rèn)識自然或者解密自然的重要方法之一，在高中生物教材中也包括著一些科學(xué)的生物研究方法，作為輔助教學(xué)的手段，幫助學(xué)生更好的理解生物科學(xué)。然而，教師在進(jìn)行課堂教學(xué)過程中，如果單獨(dú)的將生物科學(xué)的研究方法傳授給學(xué)生，學(xué)生會感到困惑以及難以理解，課堂教學(xué)的氛圍也會變得枯燥乏味，學(xué)生會逐漸失去學(xué)習(xí)的興趣。而將生物科學(xué)史應(yīng)用到實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，則可以很好的解決教學(xué)與理解的問題，生物科學(xué)史不但揭示了科學(xué)家發(fā)現(xiàn)問題與思考問題的歷程，而且也清晰的展示了科學(xué)家如何通過實(shí)驗(yàn)去證實(shí)猜想，做出結(jié)論的過程，能夠幫助學(xué)生深刻理解并且掌握科學(xué)的研究方法，提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。

2.2 通過生物科學(xué)史幫助學(xué)生梳理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程

高中涉及到的生物實(shí)驗(yàn)通常是對已經(jīng)得出結(jié)論的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行簡單重復(fù)，學(xué)生需要做到的只是按照已有的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程，再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理與過程沒有清晰的認(rèn)知。當(dāng)學(xué)生面對新的實(shí)驗(yàn)探究性實(shí)驗(yàn)時(shí)，經(jīng)常會產(chǎn)生這樣的疑問-探究性實(shí)驗(yàn)需要遵循什么樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程？實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理又是什么？學(xué)生在親自設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)會受到課本上的教學(xué)案例的影響，禁錮自己的科學(xué)思維。所以，教師在開展生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)課程時(shí)，可以充分利用生物科學(xué)史的引導(dǎo)作用，引導(dǎo)學(xué)生去自主分析問題，并尋找解決問題的途徑，在此基礎(chǔ)上就能夠幫助學(xué)生梳理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過程，從而培養(yǎng)其自主思考與動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的能力[1]。

2.3 通過生物科學(xué)史培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)選材的意識

生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是指實(shí)驗(yàn)者無法提前得知實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一種嘗試，需要實(shí)驗(yàn)者通過實(shí)驗(yàn)，并且對產(chǎn)生的反應(yīng)進(jìn)行探索與分析，最終才能得到實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)的過程離不開正確的選材，選材是實(shí)驗(yàn)取得成功的關(guān)鍵因素之一，所以，教師可以在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)課中利用生物科學(xué)史，來培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)選材的意識，例如孟德爾通過豌豆進(jìn)行了雜交實(shí)驗(yàn)，以及恩格爾曼利用水棉與好氧細(xì)菌進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)等，通過這些生物實(shí)驗(yàn)的成功案例，教師可以幫助學(xué)生逐漸認(rèn)識到實(shí)驗(yàn)選材的重要性，并且加深學(xué)生對實(shí)驗(yàn)選材的認(rèn)知度，同時(shí)還要幫助學(xué)生歸納總結(jié)教材中涉及到的實(shí)驗(yàn)如何選材。

2.4 通過生物科學(xué)史幫助學(xué)生掌握科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法

生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循科學(xué)性的原則，一個(gè)理想的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，除了要有正確的選材與設(shè)計(jì)理念以外，還應(yīng)該要有一個(gè)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法，只有科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)方法才能夠得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。為此，教師在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力時(shí)要通過生物科學(xué)史來幫助學(xué)生掌握科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法，并且引導(dǎo)學(xué)生積極的動(dòng)手參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，從中獲取更多的實(shí)踐機(jī)會，通過不斷的實(shí)踐來鞏固自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，提升自身的綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。

3 生物科學(xué)史在高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)中的實(shí)踐應(yīng)用

高中生物教材中涉及的實(shí)驗(yàn)有很多，其中大部分的實(shí)驗(yàn)都是經(jīng)過反復(fù)的推敲，并且得到了大眾的認(rèn)可，教師在生物課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中想要培養(yǎng)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力，首先要考慮到的問題就是如何幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)意識，能夠通過自己的理解去分析實(shí)驗(yàn)的過程以及想要得到的結(jié)論，并且從以往的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中找到符合自己實(shí)驗(yàn)要求的選材或者實(shí)驗(yàn)方案[2]。

例如，教師在講解綠色植物呼吸作用時(shí)，為了證明其呼吸作用最終的產(chǎn)物是二氧化碳，可以通過實(shí)驗(yàn)的方式來直觀的向?qū)W生展示結(jié)果。首先，教師要向?qū)W生講解實(shí)驗(yàn)的原理與設(shè)計(jì)思路，讓學(xué)生對實(shí)驗(yàn)有一個(gè)初步的認(rèn)識;然后，教師要將實(shí)驗(yàn)所用的材料與設(shè)備一一向?qū)W生展示，并且告知學(xué)生它們的用途以及用法;最后，教師要根據(jù)制定好的實(shí)驗(yàn)過程將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行下去。

實(shí)驗(yàn)開始時(shí)首先要使空氣經(jīng)過NaOH溶液，除去空氣中所含有的CO2成分，然后再將凈化后的空氣通過Ca（OH）2溶液，用來檢驗(yàn)空氣中是否還含有CO2成分，最后再將空氣注入裝有綠色植物的暗箱或者密封瓶中，對其作遮光處理，為其創(chuàng)造呼吸作用的條件，讓綠色植物釋放CO2，待呼吸作用完成后將暗箱中的空氣經(jīng)過Ca（OH）2溶液，證實(shí)空氣中的CO2是來自于綠色植物的呼吸作用。通過實(shí)驗(yàn)的開展能夠讓學(xué)生深刻的理解綠色植物的呼吸作用，并且能夠起到加深印象的作用。除此之外，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生親自動(dòng)手去進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)去認(rèn)識并且了解生物科學(xué)史對生物學(xué)科起到的重要意義，從而提高學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中的積極性，幫助學(xué)生掌握更多的生物實(shí)驗(yàn)理論基礎(chǔ)與實(shí)驗(yàn)方法等，最終實(shí)現(xiàn)提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的目標(biāo)，推動(dòng)高中生物學(xué)科的實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展。

4 結(jié)論

綜上所述，在高中生物課堂教學(xué)中應(yīng)用生物科學(xué)史進(jìn)行教學(xué)，對于幫助學(xué)生掌握基本的生物科學(xué)研究方法、梳理生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)選材意識以及提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力起到重要作用，具有良好的實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值，應(yīng)該被廣泛推廣與應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王雪.生物科學(xué)史在高中生物教學(xué)中的教育價(jià)值[J].現(xiàn)代交際，2019（06）：205+204.

[2] 劉同合.探究生物科學(xué)史在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用[J].華夏教師，2019.