如何在生物实验中培养学生的能力

朱沈芳

摘 要： 新课改后，实验教学逐渐成为生物教学的重心，期望通过学生的实验探究活动，让学生自己发现科学知识，而不是课改前通过实验验证、强化知识。教学不再以讲授科学知识为重点，以高分为唯一目标，而是通过实验培养学生的生物实验的基本操作能力、整体设计能力和探究能力。

关键词： 生物实验 基本操作能力 分析实验能力 实验设计能力

生物学科是一门以实验为基础的自然科学，生物学科的特点决定了生物学的发展主要依赖于科学实验，生物教学必须突出实验。生物实验是生物教学的重要组成部分。在生物实验教学中培养学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力是中学生物实验教学的根本目标。

笔者通过多年教学实践，发现坚持进行生物实验，尤其是探究性实验，有利于学生多种能力的培养。本文就谈谈如何通过生物实验培养的学生能力。

1.明确实验仪器的原理和药品的特性，培养学生基本操作能力。

如果对仪器的原理、药品的特性不了解，使用起来就会带有盲目性，就不可能正确使用。在实验前，我们可以通过介绍或学生自己查找资料明确实验所需仪器或药品的特性，从而培养学生基本实验操作能力。

例如高中生物实验中有相当一部分要借助显微镜来完成实验，而高一学生在低倍镜和高倍镜的选择上，经常不能根据观察对象的特点和观察目的进行合理选择，不少学生由于好奇心的驱使和对低倍镜、高倍镜特点的无知，一上来就直接使用高倍镜，认为高倍镜总比低倍镜观察清楚。这种盲目性，是因为学生不了解显微镜的基本原理，不了解高倍镜放大倍数大，分辨率高，但所看到的实际面积小，即视野小。高倍镜适宜观察局部和细节，例如要观察细胞中的叶绿体、线粒体等细胞器。低倍镜所看到的面积大，适宜观察材料的整体结构，以及寻找观察目标，例如：观察紫色洋葱表皮细胞的质壁分离实验，用低倍镜就可以了。只有学生了解了这些基本原理，才能正确选用低、高倍镜。

又如观察植物细胞的有丝分裂实验，该实验应让学生了解龙胆紫或醋酸洋红是与染色体结合的碱性染料，学生基本都会错误地认为碱性染料呈碱性，而事实上是酸性的，因为染料分子是溶解在醋酸中的，实际上碱性染料是指有色离子是阳离子的染料，而不是染液的pH呈碱性，那醋酸起什么作用？应让学生了解2%醋酸是染料的溶剂，在染色时增加了细胞的通透性，而不引起细胞膨胀，有利于染液的离子进入细胞而使细胞核内的染色体着色。

2.培养学生分析实验程序的能力。

一个较复杂的实验过程是设计人员长期辛勤劳动的结晶，它往往需要经过几十次甚至上百次的反复摸索、实践。要指导学生分析实验中每一步骤的作用，每一步的处理意义，以及各步骤之间的联系，从中学习解决问题、研究事物的方法。

例如观察植物细胞有丝分裂的实验，过程分为：培养→解离→漂洗→染色→制片。解离需要解离液，由15%的Hcl和95%的酒精混合而成，要让学生了解根尖放在15%Hcl溶液中是为了溶解细胞间的果胶质，使根尖细胞间变得松散，便于压片，否则根尖细胞很难压散，不利在镜下观察；另外，通过15%Hcl的处理，使细胞迅速死亡，让细胞分别保留各自的分裂状态；酒精是用来固定细胞的。漂洗是为了冲洗解离液，否则会影响染色效果，使得染色较浅。

因此，在实验中，应根据学生程度和涉及原理的难易不同，由教师提出问题让学生思考，通过查阅资料，学生既知道实验应怎么做，又知道为什么这样做。

3.培养学生分析实验现象的能力。

在实验中，经常存在这样的问题：重实验最后结果的记录，而轻视对实验过程中间某些现象的记录；重视结果而不重视分析结果；重视对成功实验的肯定，而不重视查找实验失败原因等现象。

例如在观察植物有丝分裂的实验中，在显微镜的某个视野中，要让学生了解为什么看到的细胞多数为间期的细胞；在质壁分离和复原的实验中要让学生了解液泡的体积大小、颜色变化如何等。

又如叶绿体中色素提取和分离的实验，结果四条色素带部分或全部不明显，老师可提示学生从以下几方面分析可能原因：（1）实验材料是否合适；（2）提取色素操作是否规范（有无加碳酸钙、二氧化硅，有机溶剂的量是否合适）；（3）分离色素操作是否规范（画滤液细线的次数，层析液有无触及等）。

4.培养学生实验设计能力。

生物实验设计，就是学生在具备一定的生物学知识和实验技能的基础上，明确实验目标和要求，选择实验设计原理，选用实验仪器材料，确定实验思路，安排实验步骤，并对实验结果进行预测、分析和讨论等一系列设计实验方案的活动。

生物实验设计能力，主要体现为学生能否正确理解并恰当选用实验原理，运用生物学知识和实验技能，善于在不同情境下灵活迁移，设计出实验新方案的能力。生物实验设计能力要在长期的实验设计训练中逐步形成。

实验设计的基本思路：①明确实验目的，实验原理，以及实验要求的基本条件；②精心策划实验方法、严格设计实验过程、合理设置对照实验，并进行科学测量；③能够做到有效预测实验结果、科学描述实验结果，并得出科学的实验结论。单一变量原则和对照原则是设计实验的两大基本原则。

例如探究影响酶活性的因素这个实验中，老师可以让学生按小组为单位提出假设、设计实验、实验实施、推导结论。有的小组探究的是温度对淀粉酶（也有对过氧化氢酶）活性的影响，有的探究的是pH对淀粉酶活性的影响，也有探究重金属离子对酶活性的影响，等等。

在高中生物实验教学中，我们可以根据需要，将一些验证性实验改成探究性实验，让学生自己设计、完成实验，培养学生的探究能力。我们也可以在中学生物学实验教学中融入研究性学习，培养学生的研究性、创新性。

人脑有一些富有创造性的特殊区域，当双手从事精细、灵巧的动作时，就能充分激发这些区域的活力。所以我们应重视实验，增加学生动手、动脑的实践机会，让学生的能力通过实验得到大幅度的提高。

参考文献：

[1]普通高中生物课程标准.人民教育出版社，2004.

[2]李秋茹.高中学生生物实验设计能力的结构特征培养.