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1、浅谈生物实验教学的重要性 无锡市洛社高级中学 周燕茹 生物学是一门以实验为根底的自然科学，现代生物科学的开展尤其依赖于科学 实验。在生物教学中，学生实验、实习和观察等实践环节对学生掌握生物学知识、 科学方法、培养能力和形成科学素质都有至关重要的作用。因此，各国的中学生物 课大都极为重视实验教学。而结合近几年高考命题来看，设计和完成实验的能力是 培养与选拔创新人才的关键。所以目前我国的生物学教学非常注重生物学的实验教 学。一方面新教材中增加了许多实验，包括观察、探究和调查等实验；另一方面， 教师的教育教学观念也强化了实验教学的意识。教学中教师在落实理解能力的根底上，还加强了实验设计、探索研究的训
2、练， 并且紧密结合工农业生产和生物科学开展的实际，灵活应用，使学生充分理解生物 学知识的重要性。一、透析教材经典实验，建构科学思维方法 将教材中的经典实验加以透析，不仅有利于学生掌握实验设计的根本方法，更 有利于学生深刻理解生物学的根本原理、规律，形成标准、严谨、科学的思维方法。1掌握实验设计的一般方法在生物学的开展史上，观察和实验是获取经验材料的根本方法，归纳是广泛使 用的整理经验材料的科学一般方法。生物学的许多概念都是通过归纳得到的事实性 概念，如器官、节肢动物、裸子植物等；许多理论也是以归纳为主要方法得出的， 如细胞学说、生物进化等。因此，在传统的生物学课程中，通过观察和实验等实践 活动
3、来认识自然。在生物学开展史上，还存在另一种获取经验材料的方法，就是"提出问题T做 出假设T设计实验T完成实验T分析现象T得出结论。例如，孟德尔通过豌豆的杂交试验发现了遗传性状的别离现象和自由组合现象，如何解释？他提出了一套关于 “遗传因子的假设，利用这个假设解释了别离现象和自由组合现象，再用测交试 验对假设进行了验证，最后得出了基因遗传因子的别离定律和自由组合定律。 20 世纪，这种方法在生物学研究中已经处于主导地位，也就是我们现在学习中涉及 较多的探究性实验方法。2受到科学态度和科学精神的熏陶传统教材过于强调知识的传授和积累，对经典科学实验只是简单地介绍其实验 结果，而对实验过程和
4、研究者所具有的人文精神、科学素养以及知识背景等都很少 介绍，致使学生产生科学研究不需要付出太多努力的错觉，这显然不利于学生科学 精神和科学态度的培养。 但事实上， 生物科学的每一项研究都是一个不断向前开展、 曲折上升的历程，科学成果的获取除了依赖科学的研究方法以外，还需要科学家们 献身科学的精神和严谨的科学态度。从普里斯特利发现植物可以更新空气、萨克斯成功证明绿色叶片中产生淀粉、 恩格尔曼证明氧气由叶绿体释放出来及叶绿体是光合作用的场所，到鲁宾和卡门用 同位素标记法证明光合作用释放氧气全部来自水以及后来许多科学的其他实验。这 些经典实验是科学家精心思考、巧妙设计、反复实践，经后人屡次重复证明是
5、正确 的。让学生在理解实验设计思想的根底上，对实验选材、实验条件的控制、对照实 验的设计、实验结果的分析验证等方面作深入剖析。通过对教材经典实验的剖析，一方面打破了学生认知过程中的思维定势，开展 了学生的创新思维，引导学生亲身经历与体验科学的开展过程，给学生一个轻松、 愉悦而又富于开拓创新的气氛，启迪其思维；另一方面在学生获得现成的、具体的 科学知识的同时， 还可以培养他们学习的主动性， 形成客观而实事求是的科学态度， 严谨的科学思想方法，不懈的进取精神和坚忍不拔的意志等。特别是在剖析的过程 中及时对学生的发现和创新给予肯定和赞扬，更能让学生体验到成功的喜悦，强化 自信和对创新的渴望。二、进行
6、实验设计与探究，培养生物学综合能力 生物课程标准指出生物科学不仅是众多事实和理论， 也是一个不断探究的过程。探究性实验在生物学教学中的地位日益突出。它的根本步骤一般可分为 3 个阶段： 问题情境阶段、实施体验阶段和表达交流阶段。具体地说，又可以从以下 7 个方面 来论述：发现问题T提出问题T做出假设T制定方案T实施方案T得 出结论T讨论交流等。这些探究的根本步骤，不仅仅是一种形式上的东西或方法 上的东西，而是反映了人们认识事物实质和提示事物规律的本质要求的，它们是符 合人类认知的一般规律的。因而，也是科学的思路或步骤。加强实验的探究，不仅 能提高学生的实验操作技能，更能促进学生领会实验设计思路
7、，学会用实验验证规 律的方法。就目前来看，高考目标对学生实验能力的要求是：独立完成实验的能力，设计 简单实验方案并处理相关实验问题的能力， 利用相关实验定量描述生命活动的特征。 而“实验设计与探究是考查学生生物学综合能力的适合形式之一。考查主要表达 在 3 个方面：一是教材中的根本实验含演示实验、学生实验、实习、局部研究性 课题及初中生物学实验 ；二是教材中具有可操作性的根本原理，如应激性、动物克 隆、单克隆抗体的制备、植物组织培养等；三是一些生物学经典实验，如变形虫的 分割实验、人鼠细胞的融合实验等。因此在生物学教学中，有条件的就要尽可能让 学生动手设计、亲自体验，没有条件的也要让学生学会设
8、计实验并进行相关分析。教师可以指导学生改变实验条件，把教材中的验证性实验改为设计性实验，把 单一实验方法变为多种实验方法，变演示实验为探究实验，有关实验探究内容如： 探究双缩脲试剂的使用， 如探究双缩脲试剂 A液和B液放入顺序对蛋白质鉴定的 影响、双缩脲试剂能否用于对尿素的鉴定、斐林试剂与双缩脲试剂的比拟等；探 究影响酶活性的因素，设计影响酶活性的因素探究方法和得出结论；探究糖尿病 人尿糖的几种检验方法，如斐林试剂、班氏试剂、尿糖试剂对复原性糖不同方法的学生通过自主操作，亲身经历科学探究的过程，阅读、观察、比拟、思考、设 计、试验和完善。在这其中学生会提出不同的假设、设计不同的实验方案、采用不
9、 同数据处理的方法等，在思维和实验操作过程中都留有较大的自由度，为训练学生 的发散性思维提供了可能；设计实验方案过程中单因素控制的设计、实验过程的定 量化，为训练学生严谨的思维提供了可能；实施实验方案过程中的统筹和操作过程 本身的独创性为学生开展的新思维提供了可能。学生在实验实施过程中必定会遇到多方面的困难和挫折，而浓厚的兴趣和强烈 的责任感促使他们想方设法去战胜困难，尽量寻找解决问题的新途径，这无疑是在 锻炼和培养他们的意志和毅力，拓展开他们的思路，增强其自信心，大大提高了学 生创新实践能力。通过小组间的合作，分析讨论和自主设计实验的过程，可以培养 学生多方面的能力：与他人的合作意识、分析综
10、合的思维能力、表达与交流的能力、 实事求是的科学态度、自我评价与评价他人的能力、创新能力等。三、适时引导点拨，保持对关键问题的关注学生在探究过程中一方面通过学生之间的讨论、思维的碰撞、实验的操作来发 展能力，另一方面那么需要教师的引导和点拨。如在巡视过程中，可以提出一系列与实验相关的问题，以引导学生思考与探究。如：实验原理的运用是否科学；实验材料的选用是否容易，实验效果是否明显；实 验手段和方法是否简便易行，效果是否明显；实验变量确定的原那么和控制；实验是 否需要设置对照，对照实验设置的方法和目的；实验步骤是否科学，能否改变；实 验结果的预测和分析；实验是否具有其他的途径等。从而保证课堂教学的
11、高效优质。当然，进行实验设计和探究对教师驾驭课堂和教学内容的能力都提出了更高的 要求。在实验过程中，要很好地把握教师的主导作用和学生的主体作用，防止出现 盲目而无序，热闹而无获的情况。因此在授课前教师必须精心准备，要预见到可能 发生的所有情况，尤其是实验平安性问题。但是在实验中教师应该注意自己所扮演的不是高高在上的知识的传授者，而是 和学生平等的学习者、参与者、结论的共同形成者。在营造宽松和谐的学习气氛的 同时，有时候教师也可能从学生那里获得更多的灵感和信息，反过来促进自己的教 学。因此，实验探究过程也是师生互相促进、共同提高的过程。对近几年的生物高考实验题的粗略分析可知，高中生物实验仍应是高考的一大 重点。而考查的内容往往既蕴含于课本之中，又凌驾于课本之上。这就要求在实验 教学过程中，对于课本中包含有实验素材的内容，教师应引导学生对其中的实验内 容进行有浅入深、由点及面的分析与探究，尤其应让学生学会用新教材、新方案来 再认识课本中已有的实验，鼓励学生能时时用“另类的设计或分析来解决已有的 实验问题。在教学中，假设能长此以往地坚持如此引导，学生的创新能力与探索能力 一定会有快速提高，在结合标准的文字描述，我们就一定能在高考乃至学生的以后 的开展中收获成功！