新课标理念下生物实验教学的有效性

新课标理念下生物实验教学的有效性

赵书青

［摘要］生物学是一门以实验为基础的自然学科。实验教学可以帮助学生形成概念、理解和巩固生物学知识，培养学生观察现象、提出问题、分析问题和解决问题的能力;帮助学生掌握一些常用的生物学实验的基本技能，培养学生实事求是、严谨细致的科学态度和科学方法。通过实验培养学生的观察、动手和综合能力，这无疑是当今大力推行素质教育所必需的。在高中生物教学中积极探索实验教学的有效性，将对高三的生物实验复习打下坚实的基础。

［关键词］实验教学能力有效性

生物学是一门以实验为基础的自然学科，通过实验培养学生的观察、动手和综合能力，这无疑是当今大力推行素质教育所必需的。因此我们应该明确实验在生物学教学中的重要地位，它是学生获取生物知识的最有效手段之一，同时对学生整体素质教育的提高，起到了非实验教学无法替代的作用。有人说:“得实验者得生物之天下”，这话说得有一定的道理，随着高考的不断改革，高考对生物学实验要求越来越高，占有的比重也越来越大。在高三的生物复习中如何提高生物实验复习的有效性，相信是摆在许多高三生物老师面前的一个比较迫切的任务。认真探索高中生物实验教学的有效性，有着极其重要的现实意义。高中生物实验课的有效性教学主要涉及如下方面。

一、实验课中课堂的导入

导入是课堂教学的重要组成部分，是整个教学过程的起点，因此，导入的设计在知识深度上必须具有可行性，在实施教学目标上要把握方向性，在设计的形式与内容上要增强趣味性，在思维的训练上要具有启发性，在情感意志的培养上要具有引导性，为完成知识的传授、能力的培养及思想教育，创造一个良好的开端。所谓“实验导入”指的是运用实验导入新课。它是课堂实验教学的开端，与一切有目的的行为一样，良好的开端具有十分重要的意义。实验导入的主要任务是在学习者和新的学习课题之间创设理想的诱发情境，激发学生学习兴趣和愿望，使具有课题意识，明确学习目的，动员必要的已有经验和认识，运用学会的学习方法。德国教育家第斯多惠说过:“一个教师奉送真理，一个好的教师则教人发现真理。”实践出真知，实验是教会学生发现真理的高效途径。实验导入的方法很多，同一个课题以有许多不同的导入方法。选择的依据主要是教学内容的特点和学生的情况。教师可引导学生进行有目的性的观察，通过启发使学生抓住要观察的重点，并联系所学的课本知识。教师还应有意识地引导学生，在通过观察所得到的感性知识的基础上综合归纳逐步形成理性认识，以培养学生的综合思维能力。如果学生存在着较顽固的错误，就需要选择能激发强烈思维冲突的方法;应用性较强的课题，联系实际的法实验导入的基本结构大体是:创设实验情境——激发冲突——明确学习目标——铺设达标阶梯。在导入阶段创设实验情境，教师提供新颖、奇特、多变的现象，配合生动的及对比鲜明的教学媒体运用，能够很好地唤起学生的有意注意，一种全新的生物课堂教学导入法，实验导入有着诸多优越性。而高中生物新教材中适合采用实验导入新课的内容也确实不少。在真正的课堂实践教学中，应当根据不同教学情况和学生实际，恰当地设计、灵活地运用，以取得教育教学的最佳效果。

二、实验课中探究问题的设计

思维总是从问题开始的，提问是最古老的教学方法之一。有质量的提问是一节课的课眼所在，是激发学生探究欲望的钥匙。也是教学重难点解决的重要途径之一。设置什么样的问题才能调动学生的积极性、激发学生的兴趣，究竟哪些问题能够真正成为学生学习的“任务驱动”，探究过程中学生自主活动的重点是什么，教师重点指导探究的哪些方面，如何引导学生探讨问题，而不偏离教学的重难点。下面谈谈实验设计应注意的几个问题。

(一)明确实验目的

明确实验设计要解决什么问题，或探索验证什么结论。只有明确实验目的才能明了运用哪一原理进行实验设计，才能明白实验设计中哪一因素是实验变量。

例如，“验证烟草花叶病毒的遗传物质是RNA而不是蛋白质”。该实验原理和实验思路同教材“肺炎双球菌转化实验”“噬菌体侵染细菌实验”:将烟草花叶病毒的RNA和蛋白质分开，单独地观察它们的功能。

(二)遵循实验原理

实验原理决定着实验中主要实验步骤的设计及相应实验试剂的选择。例如，“设计实验验证唾液淀粉酶是蛋白质”，该实验的实验原理同教材中常规实验“生物组织中蛋白质的鉴定”实验原理相同，因此可用双缩脲试剂与唾液的呈色反应来验证这一问题，明确了这一原理之后，也就明确了其主要实验步骤同“生物组织中蛋白质的鉴定”类似。

(三)实验材料的选择

正如孟德尔选择豌豆作为实验材料是其遗传实验成功的原因之一一样，选材是否正确决定着实验的成败。实验的选材是受实验原理、实验目的制约的。

(四)对照实验的设置

一个完整的实验设计应包括实验组和对照组，实验组接受处理，对照组不进行处理。对照实验的设计常有如下四种类型。

(1)空白对照:设计一个不加任何实验处理的对照组。

(2)自身对照:指实验与对照在同一对象上进行，即不加设对照组。如“植物细胞质壁分离和复原实验”是典型的自身对照，这种对照的关键是比较实验处理前后的变化。

(3)条件对照:给实验组某种处理，给对照组另一条件处理。如在“证明甲状腺激素促进幼小动物发育”的实验中，可存在以下实验组和对照组。

(4)相互对照:不另设对照组，而是利用几个实验组相互对照。

(五)找准实验要素——变量

变量，亦称因子，指实验操纵控制的特定因素或条件。按性质不同，通常有以下两类4种变量。

(一)实验变量与反应变量:实验变量，也称自变量，指实验中由实验者所操纵、给定的因素或条件。反应变量亦称因变量，指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。通常，实验变量是原因，反应变量是结果，两者具有因果关系。实验的目的在于解释这种前因后果。例如，在“唾液淀粉酶水解淀粉的实验中，所给定的低温(冰块)、适温(37℃)、高温(沸水浴)就是实验变量。而由于低温、适温、高温条件变化，唾液淀粉酶水解淀粉的反应也随之变化，这就是反应变量，该实验即在于获取解释温度变化(实验变量)与酶的活性(反应变量)的因果关系。

(2)无关变量与额外变量:无关变量也称控制变量，指实验中除实验变量以外的影响实验结果的因素或条件。额外变量也称干扰变量，指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。显然，额外变量会对反应变量起干扰作用。

(六)关键实验环节的顺序

实验步骤有一定的顺序，实验步骤的前后顺序一般不能前后颠倒，特别是关键环节。如在“探索温度对酶活性影响”的实验中，是应“先将三支试管分别放入37℃、0℃、沸水中5分钟后再加淀粉酶”还是“先向三支试管中加入唾液后再将三支试管分别放入37℃、0℃、沸水中”呢?表面看两种操作无多大差别，其实前者的操作才是正确的，因为如果先向盛有淀粉溶液的试管中加入唾液，此时唾液中淀粉酶对三支试管中淀粉均起消化分解作用。

三、培养学生的实验设计能力和完成实验能力

考试说明中要求学生:“具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法”，这就要求我们在高三实验复习要提高学生的实验能力或更直接地说解题能力，首先需深入复习“生物知识内容表”所列的16个实验，这就要求我们掌握这些实验的实验目的、原理、方法和操作步骤等方面的技能，并能在此基础上归纳总结，以达到举一反三、触类旁通的目的。在平时我们若重视生物实验教学的有效性，学生的各方面能力也在不知不觉中提高了。

具体地说，一是加强对考试说明规定的实验的识记、理解和拓展。指导考生分析和研究教材中的经典实验，总结和领悟实验与探究的过程和方法。如光合作用的发现、生长素的发现、孟德尔豌豆杂交实验、肺炎双球菌的转化实验等，指导学生分析总结实验设计的基本原则，如单一变量原则、对照实验原则、可重复性原则。特别要注意的是对照实验原则，在高中的实验设计中用得最多的是空白对照与相互对照。我们有必要总结的是对照组和实验组的区别，根据对照的含义和几种形式，可以这样认定对照组和实验组。凡是施以实验因素(即变量)作用的一组即为实验组，因为实验目的就是探索在此变量下可能的结果，所以确定为实验组，而没有给予实验因素或只有部分实验因素不是所要研究的处理因素就是对照组。例如，验证“胰岛素具有降低血糖浓度的作用”实验中，把小白鼠分为两组，其中实验组加胰岛素，对照组用等量的生理盐水。

二是指导学生熟悉来自各省市实验题的一般题型及其解题方法，重视实验变式训练，培养学生发散思维能力。在学生已具备的知识和能力的基础上，对实验中的问题进行变式训练很重要。因为它可以让学生通过变式训练掌握不同实验题型的解题规律和技巧，明确命题意图和要求，克服思维定式，对变式训练问题的进一步讨论分析，将有利于学生对知识的综合升华和能力的提高。

三是强化规范训练，提高学习效率。通过以往的训练中，发现有些学生答题不规范、叙述啰唆、语言描述不准确、口语化严重，在高三实验强化训练中要求学生书写认真规范、布局合理，能用简洁、清晰、逻辑性强的语言或其他形式准确地描述或表达生物学基本原理、事实和实验结果。如设置对照实验时应注意用下面一些词:“分组编号”“个体大小，健康状况相同”“长势和生长状况相同”“等量”“在相同条件下培养”“适宜条件”“一段时间后观察”等等。“细节决定成败”，我想，有些看似细小的地方却是许多学生容易疏忽的地方，有些实验设计就是由于不重视一些小的细节而导致实验的失败，我们在平时就要求学生注意回答多用生物专业术语，力求科学、规范，在复习中可以引导学生对照一些典型高考试题，先分析试题，再对照标准答案反复分析、理解，要引导学生充分讨论和交流，以期最大限度地相互促进和校正思维过程，以期提高语言表达能力，并培养了学生严谨踏实的科学态度，认真求实的良好实验习惯。

四、实验中强调自主探究、讨论、总结等环节

教师在实验前应只做简明扼要的实验注意事项的说明，尽可能留给学生较多的时间进行探究实验。学生探究实验的内容，一般是先不知实验结果，通过学生按照自己设计的实验方案进行操作，最后得出结论。这样既可让学生体验探索的愉快，又可提高学生的学习兴趣。在实验中培养学生观察的主动性，学会边观察、边思考的学习方法。探究性实验课成功与否，不是仅满足于得出的实验结论，更重要的是让学生知道产生这种结果的原因，所以实验后的讨论尤为重要。讨论的时间可安排在实验结束后的10～15分钟。在讨论时，教师要引导学生积极思维，大胆发言。若实验效果与预期效果不同，就要引导学生分析其中的原因。

总结的目的是在学生探索后能得出正确的结论，进一步强化知识技能的学习，经过这样一个思考实践、探索的过程，学生对实验的原理、方法的掌握更加牢固，理解更为深刻。这也是对学生学习活动的进展情况及所取得成绩的信息反馈，使学生了解自己的学习情况和对探究中获得知识的肯定与鼓励。

高中的生物教学必须重视实验课的教学，从而使我们的学生能真正理解生物是一门以实验为基础的学科，同时使他们对生物产生浓厚的兴趣，掌握学习生物学的能力和方法，为他们获取新的知识并将知识运用于实践创造良好的条件。在高中生物教学中积极探索实验教学的有效性，将对高三的生物实验复习打下坚实的基础。而在对生物实验进行复习时，运用有效的教学策略，将会激发学生学习的主体意识，充分调动学生学习的情趣，并有利于拓宽学生的思路，丰富学生的知识，更好地培养学生的创新意识、创新精神、创新能力及实践能力，全面提高教学质量。

参考文献

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