高中生物實(shí)驗(yàn)對學(xué)生能力的培養(yǎng)探討

肖俊華

【摘要】生物學(xué)在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等方面都發(fā)揮著重要作用，高中生物主要是對生物的生命形態(tài)、結(jié)構(gòu)功能和生長規(guī)律進(jìn)行研究。在高中生物實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，除了要培養(yǎng)學(xué)生必要的生物學(xué)知識，還要培養(yǎng)學(xué)生的能力，本文主要圍繞高中生物實(shí)驗(yàn)對學(xué)生能力的培養(yǎng)展開討論，主要表現(xiàn)為以下四方面能力的培養(yǎng)：觀察能力、實(shí)踐操作能力、探索創(chuàng)新能力、理性思維能力。

【關(guān)鍵詞】高中生物實(shí)驗(yàn)??? 學(xué)生??? 能力??? 培養(yǎng)

【中圖分類號】G633.91??? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A??? 【文章編號】2095-3089（2021）44-0109-02

生物學(xué)的研究是建立在對生物進(jìn)行觀察描述、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上的，通過實(shí)驗(yàn)對問題進(jìn)行思考、分析、探究和解決，既可以遷移和運(yùn)用確定性的結(jié)論，又可以用實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證猜測性的想法，通過生物實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的原理、步驟、現(xiàn)象和結(jié)論掌握得更加透徹，在實(shí)驗(yàn)過程中對學(xué)生的各種能力進(jìn)行培養(yǎng)。

一、培養(yǎng)學(xué)生的觀察力

高中生物主要是對自然界中無法用肉眼看見的生物進(jìn)行研究，對這些微觀生物的研究需要借助藥品和科學(xué)儀器來完成，這就需要學(xué)生具有較好的觀察力，才能更好地實(shí)現(xiàn)對生物現(xiàn)象的觀察，從而發(fā)現(xiàn)生命體的個性特征，然后對生命現(xiàn)象進(jìn)行探索，因此在進(jìn)行高中生物實(shí)驗(yàn)時，教師需要培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度，使學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)的操作步驟，以便學(xué)生在自主操作時可以規(guī)范地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，避免因?yàn)橛^察不到位，導(dǎo)致操作失誤，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在實(shí)驗(yàn)中觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時，要善于觀察發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)對象產(chǎn)生的細(xì)微區(qū)別，抓住觀察的要點(diǎn)，并掌握觀察的方法，這樣才能實(shí)現(xiàn)對微觀生命現(xiàn)象的研究[1]。比如，對不同的觀察對象使用不同的鏡片，很多學(xué)生不了解低倍鏡和高倍鏡的特征，盲目地選擇高倍鏡來對實(shí)驗(yàn)對象進(jìn)行觀察，以為高倍鏡會看得更清楚，這主要是因?yàn)閷W(xué)生對顯微鏡的原理不了解，事實(shí)上倍數(shù)越高，觀察的面積就越小，看到的材料就越薄，也就是說高倍鏡只適合對實(shí)驗(yàn)對象進(jìn)行局部觀察，更適合觀察一些細(xì)節(jié)，而低倍鏡才是適合對生物整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察的，教師要引導(dǎo)學(xué)生正確選擇觀察工具，了解觀察工具的不同功用和不同特征，從而更加科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在用顯微鏡對微生物進(jìn)行觀察時，如果發(fā)現(xiàn)污染物影響了觀察效果，應(yīng)該先摘物鏡然后再摘目鏡，擦拭完后，先安裝目鏡再安裝物鏡，這樣就可以有效防止污染物進(jìn)入物鏡內(nèi)部，要注意觀察清除污染物的操作步驟，不能顛倒物鏡和目鏡的摘除安裝順序。在高中生物的日常實(shí)驗(yàn)中，教師要注重培養(yǎng)學(xué)生的觀察力，教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示和示范時，要使學(xué)生可以觀察到教師操作的細(xì)節(jié)，在實(shí)驗(yàn)中對生物進(jìn)行研究時，要指導(dǎo)學(xué)生觀察的重點(diǎn)，教授學(xué)生觀察的方法，從而培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。

二、培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力

在高中生物的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要注重學(xué)生動手實(shí)踐能力的培養(yǎng)，不能只是教師自己做實(shí)驗(yàn)講解，要讓學(xué)生動手對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行操作，這樣既可以調(diào)動學(xué)生的積極性，又培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。為了保障?shí)驗(yàn)操作的有效性，就要確保實(shí)驗(yàn)操作的嚴(yán)謹(jǐn)性和規(guī)范性，教師要對實(shí)驗(yàn)安全和實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)進(jìn)行重點(diǎn)提醒，要求學(xué)生熟練掌握實(shí)驗(yàn)步驟和要點(diǎn)，并明確實(shí)驗(yàn)中需要觀察的要點(diǎn)，然后再發(fā)給學(xué)生實(shí)驗(yàn)器材，在實(shí)驗(yàn)過程中要對學(xué)生的錯誤步驟及時予以糾正，并使學(xué)生明白原因，從而提高實(shí)驗(yàn)的成功率，并逐漸培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力，在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生有不明白的地方教師要及時予以指導(dǎo)，力口強(qiáng)師生間的交流互動，同時學(xué)生通過自己動手實(shí)踐，力口深了對實(shí)驗(yàn)知識的理解和記憶，積累了實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，鍛煉了動手能力。比如：在人教版高中生物選修1《果醋和果酒的制作》的學(xué)習(xí)中，教師就可以鼓勵學(xué)生動手來做這個試驗(yàn)，教師準(zhǔn)備需要的實(shí)驗(yàn)材料，讓學(xué)生帶來自己喜歡的水果，師生一起完成對果酒的制作，還可以互換品嘗果酒，既培養(yǎng)了學(xué)生的動手實(shí)踐能力，又活躍了課堂氣氛，增近了師生關(guān)系[2]。

高中生物實(shí)驗(yàn)都是專業(yè)研究學(xué)者和科學(xué)家的成功經(jīng)驗(yàn)，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生通過自己的實(shí)踐操作，去印證生物學(xué)者的研究成果，當(dāng)然有些實(shí)驗(yàn)具有較大的難度，這就需要在實(shí)踐操作過程中，在教師的指導(dǎo)下強(qiáng)化學(xué)生的操作技能，有很多操作細(xì)節(jié)和關(guān)注點(diǎn)，還有很多操作的技巧，都需要在教師的指導(dǎo)下完成，教師在指導(dǎo)時，同時要予以解釋，使學(xué)生不但知其然，還要知其所以然，從而真正實(shí)現(xiàn)實(shí)踐能力的提升。比如：在人教版高中生物必修1《色素提取和分離》實(shí)驗(yàn)中，教師可以指導(dǎo)學(xué)生濾紙條的長度要留足10公分，其中9公分是給胡蘿卜素?cái)U(kuò)散留的距離，1公分劃濾液細(xì)線，從而保證層析液可以均勻擴(kuò)散。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師可以指導(dǎo)學(xué)生在干燥后的紙條上多劃幾次濾細(xì)線，如果紙條沒有干燥，劃出的細(xì)線就會比較寬，細(xì)線不符合要求，色素也會擴(kuò)散，紙條上的色帶就會重合[1]。在教學(xué)實(shí)踐過程中，教師要把有效的實(shí)驗(yàn)措施教授給學(xué)生，而且告訴學(xué)生為什么要這么做，從而提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力。

三、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

在新課改的背景下，教師在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要讓學(xué)生成為生物實(shí)驗(yàn)的主人，教師要放手讓學(xué)生去做實(shí)驗(yàn)，甚至在學(xué)生的課余時間如果有興趣也可以來實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)。教師在學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的探究過程中培養(yǎng)學(xué)生的探索創(chuàng)新能力，可以說生物實(shí)驗(yàn)，是學(xué)生創(chuàng)造的機(jī)會和平臺，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題，衍生出創(chuàng)造的契機(jī)，在解決問題的過程中，發(fā)揮自身的創(chuàng)造力，創(chuàng)造性地解決問題，從而實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造力的培養(yǎng)。一方面，教師可以用豐富實(shí)驗(yàn)材料，來發(fā)散學(xué)生的思維，也就是在實(shí)驗(yàn)過程中不要只局限于教材中的實(shí)驗(yàn)材料，可以讓學(xué)生充分發(fā)揮自主性，對多種材料分組實(shí)驗(yàn)。另一方面，教師還可以對實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行革新，鼓勵學(xué)生在安全的前提下創(chuàng)新生物實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)步驟。

我們還是以《色素提取和分離》這個實(shí)驗(yàn)為例子，課本對這個實(shí)驗(yàn)的設(shè)置是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證綠葉中所含色素的顏色、種類和含量，用的是層析液和濾紙條來分離色素，教師在教學(xué)中，可以把這個實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn)。課本實(shí)驗(yàn)中，由于會產(chǎn)生邊緣效應(yīng)和層析液的揮發(fā)性，在實(shí)驗(yàn)操作中會去掉濾紙條的兩端，還要防止層析液的揮發(fā)，給小燒杯蓋蓋，但是在實(shí)驗(yàn)過程中還是有可能會因?yàn)闉V液細(xì)線碰到了層析液而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，在習(xí)題中曾經(jīng)出現(xiàn)使用圓形的定性濾紙?zhí)娲鸀V紙條的題目，教師從理論上對習(xí)題進(jìn)行講解不如讓學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)來完成這一問題的考證，因此可以把這個實(shí)驗(yàn)設(shè)置為探究性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分別用圓形定性濾紙和濾紙條進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)完成后對結(jié)果進(jìn)行對比。13F889D9-3E2B-4911-8BE5-3D4781E0ECBB

這次我們用四氯化碳作層析液，得出的色素帶是3 條，這樣學(xué)生得出結(jié)論：色素帶與層析液的成分有關(guān)。在此基礎(chǔ)上，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生把實(shí)驗(yàn)材料優(yōu)化，比如可以選用青菜、韭菜、芹菜等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對比。還可以讓學(xué)生自行驗(yàn)證乙醇和碳酸鈣的作用，設(shè)置3組實(shí)驗(yàn)，“碳酸鈣+乙醇+二氧化硅”為第一組，“碳酸鈣+水+二氧化硅”為第二組，“乙醇+碳酸鈣”為第三組.通過這3組實(shí)驗(yàn)，對提取出的色素進(jìn)行對比，第一組顏色呈深綠色，第二組顏色呈綠色，第三組顏色呈淺綠色，從而得出結(jié)論，色素與乙醇相溶，碳酸鈣則可以防止色素被破壞。這樣通過實(shí)驗(yàn)得來的知識比教師的講解更有效果，學(xué)生記憶理解更深刻。在這樣的實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生通過各種實(shí)驗(yàn)材料的創(chuàng)新，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)解決學(xué)習(xí)中的問題，從而培養(yǎng)了學(xué)生的探索創(chuàng)新能力。

四、培養(yǎng)學(xué)生的理性思維能力

理性思維是一種高級的思維方式，在思考和解決問題時采用理性、明智的思維方式，作為重要的學(xué)科核心素養(yǎng)，是學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)科的基礎(chǔ)思維方式，學(xué)生在生物學(xué)習(xí)中，逐步學(xué)會運(yùn)用批判性思維、演繹推理、歸納概括、對比分析、建模思維等解決生物問題。生物是一門理科類學(xué)科，新課改后，生物教學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容變多了，目的就是對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰M(jìn)行培養(yǎng)，通過對實(shí)驗(yàn)的操作和分析，培養(yǎng)學(xué)生用科學(xué)理性的思維去分析問題、研究問題和解決問題。在生物實(shí)驗(yàn)中，運(yùn)用各種實(shí)驗(yàn)方法，如：結(jié)果反向推理法、反向條件實(shí)驗(yàn)法、縱向橫向類比法等，這一系列實(shí)驗(yàn)方法，都是以理性思維模式為基礎(chǔ)的，都有利于對學(xué)生理性思想潛力的開發(fā)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的過程就是培養(yǎng)學(xué)生理性思維能力的過程。比如我們可以依據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理，對生活中的現(xiàn)象進(jìn)行邏輯分析，并通過邏輯論證獲得解釋，在這個過程中獲得對理性思維的培養(yǎng)。我們還是用“果醋和果酒的制作”這個實(shí)驗(yàn)作為例子，果醋的制作是運(yùn)用了醋酸菌發(fā)酵的原理，具體表現(xiàn)為醋酸菌與酵母菌的發(fā)酵原理，我們在掌握了果醋的制作原理后，依據(jù)這個原理對生活中的其他醋進(jìn)行分析，我們生活中還存在著很多種類的醋，如米醋、白醋、糖醋等，這些醋的品牌不同、口感不同、產(chǎn)地不同，醋酸的含量也不同，酵母菌的發(fā)酵也不同，盡管存在著外在形式的諸多不同，但都是運(yùn)用酵母菌的發(fā)酵原理，由此就培養(yǎng)了學(xué)生知識遷移運(yùn)用的理性思維能力，實(shí)現(xiàn)了舉一反三。同樣在教學(xué)中，教師也可以創(chuàng)設(shè)更多的生活情境，使學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)的原理，對事物的現(xiàn)象進(jìn)行分析，從而完成知識在新情境的遷移運(yùn)用，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的理性思維能力。

五、結(jié)束語

在高中生物實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，教師要注重對學(xué)生能力的培養(yǎng)，不能單單靠教師講解和示范實(shí)驗(yàn)，要讓學(xué)生自己動手實(shí)驗(yàn)，也不要局限于教材的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，可以讓學(xué)生通過自己的思考，對實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行創(chuàng)新，在學(xué)生對實(shí)驗(yàn)分析、模仿、創(chuàng)新的過程中，培養(yǎng)學(xué)生的觀察力、實(shí)踐操作能力、創(chuàng)新能力和理性思維能力，從而培養(yǎng)高素質(zhì)的人才，為以后的生物學(xué)研究打下基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]李飛平，趙偉偉.高中生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)樹立創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的探討[J].科學(xué)咨詢，2020（37）：167.13F889D9-3E2B-4911-8BE5-3D4781E0ECBB