有效开展实验，培养学生生物科学素养

冯义洪

生物学是一门以实验为基础的学科，在高中阶段的生物教学中，实验教学是培养学生创新精神和创新能力的有效途径.但在传统教学环境下，由于实验步骤程序化、教师过于主导化，造成学生兴趣不高，实验记忆化使学生动手能力与创新能力不能得到真正提高，如何提高实验教学有效性，就成为实验教学中要思考的重要问题.所谓有效性，其根本含义就是通过教学活动使学生能有所收获、有所发展.那么在进行实验教学的过程中应采用什么样的方法和手段，才能提高学生探究能力、分析和解决问题能力、创新能力等多方面能力，真正体现实验教学在生物教学中的的意义呢？下面就本人在教学实践中的一点心得体会，来探讨生物实验教学有效性的方法.

一、改进实验材料，提高实验教学有效性

案例1 生物选修一中的“DNA的粗提取与鉴定”：

（1）选取洋葱鳞茎叶作为实验材料，每组10 g，剪碎后放入研钵中，同时加入少量洗涤剂、少量多酶片和10 mL 2 mol/L的NaCl溶液进行充分研磨；

（2）过滤，取滤液；

（3）向滤液中加入60 mL体积分数为95%的冷却的酒精，静置一段时间，观察含DNA丝状物的析出；

（4）用二苯胺进行DNA的鉴定.

分析 在传统的实验过程中：

（1）都选取鸡血作为实验材料，以每班50人计算，需要4只鸡的血才能满足需要，如果要取得鸡血必须要杀生，在中学生物教学阶段我们注重学生热爱自然、珍爱生命的情感，这显然有悖于新课程中的情感态度价值观教育；

（2）在实验过程中需要消耗大量的蒸馏水、冷却的酒精等试剂，浪费较大，废液处理不当还会对环境造成污染；

（3）实验步骤过于繁琐，学生很难在一节课中完成实验，有时会因为某一步骤的错误造成无DNA的析出，严重影响学生的实验兴趣.

在上述改进实验中：

（1）由于实验材料的改进，节约了材料准备时间，在一节课的时间里能完整的做完实验，并且能观察到明显的实验现象，增强了学生对生物学的学习兴趣；

（2）选择洋葱鳞茎叶作为实验材料，是对传统实验的改进，基本思路都是将细胞中的DNA释放并提纯，同时在实验过程中通过提问“研磨有什么作用？”“研磨中加入洗涤剂、NaCl的作用分别是什么？”等问题，引发学生思考，也实现了对上节课内容的复习；

（3）通过这样的实验改进，还可以进一步的引导学生：除了可以选用洋葱作为实验材料之外，还可以选用哪些实验材料？并将实验室向学生开放，让有兴趣的学生进行进一步探究，并可撰写实验小论文进行班级交流，这样就把验证性实验转变成了探究性实验，培养了学生科学探究的精神，这样的实验教学就更加有效，更能促进学生的发展.

二、巧设探究过程，提高实验教学有效性

案例2 生物必修一中的“探究影响酶活性的条件”，对该实验进行如下改进：

（1）将学生分组，以小组为单位对pH或温度对酶活性影响的实验过程进行设计；

（2）课堂上教师展示较为科学的设计方案，让学生进行比较；

（3）让每组学生分别按照自己设计的方案和教师提供的方案进行实验，比较两种方案的实验结果，小组讨论分析后，对自己设计的方案进行评价并反思.

分析 本实验是一个非常经典的探究实验，绝大多数老师采取的教学流程一般是小组展示实验设计方案→讨论、修改、完善实验方案→分组进行实验→讨论交流实验结果.这样的实验安排在实验方案的设计、修改环节积极性较高，但一旦形成一个固定的方案，在真正进行实验时，类似于完成一个验证性的实验，学生的积极性明显下降.

通过上述改进，学生从始至终都在一个未知的环境中探究，始终保持着探究的积极性.学生通过对两种方案的实施和结果比较，找出自己设计方面的不足，在认同教师提供方案的同时，也明确了自己在设计的不足之处.通过学生自主构建获得的知识，比教师通过讲述灌输记忆更加深刻，这样的实验教学也就更加的有效.

三、抓住学生的质疑，提高实验教学有效性

案例3 生物必修一中的“探究影响酶活性的条件”，探究pH对淀粉酶活性的影响实验时，在加入pH为10的缓冲液的试管中，淀粉酶应该没有活性，加入碘液后溶液应该变蓝.然而有几个组的学生发现向试管中加入碘液后，试管中的溶液并没有变蓝，学生对此提出了质疑，笔者在教学中及时抓住这一环节引导学生思考为什么不能用碘液作为鉴定试剂？应该如何进行实验结果的鉴定才更加的科学？并引导学生根据自己的思考进行实验探究：（1）在试管中加入淀粉和pH为10的缓冲液，再滴加碘液，溶液不变蓝，说明碘液会与碱液反应，不能作为该实验的鉴定试剂；（2）可通过斐林试剂检测有无还原糖的产生，来判定淀粉酶是否有活性.

分析 学生作为学习的主体，不是简单的知识接受者，他们有自己的主观意识与判断，当他们在学习过程中遇到疑问提出质疑时，教师应该积极引导.而在实验教学中，学生更加容易产生疑问，学生的疑问往往就是很好的探究素材，让学生根据自己的理解进行实验，与按照教师给定的实验步骤进行机械操作相比，更加有利于学生科学素养的发展.在整个实验过程中，学生始终带着一种探究的热情，维持着高效的参与状态，同时也培养了学生的严谨意识和创新能力，推动了实验教学的高效进行.

四、体现学生主体性，提高实验教学有效性

案例4 生物选修一中的“探讨加酶洗衣粉的洗涤效果”，利用分组探究的形式，从问题提出到过程设计，都由各小组独立完成，充分发挥学生的主动性：（1）课题提出：关于加酶洗衣粉的洗涤效果，通过课堂讨论，把探究课题细化为三个小课题——子课题一：探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物的作用，子课题二：探究加酶洗衣粉使用时的最适温度，子课题三：不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果；（2）探究小组：全班分为六个探究小组，每个小组任选其中两个课题进行实验；（3）实验设计：引导学生关注实验设计中的自变量、因变量和无关变量，允许小组之间进行交流，小组达成一致后与老师进行交流，确定出科学的实验方案；（4）进行实验：每个小组制定详细的实验计划，可以利用课后、课堂的时间完成实验，作好文字、图片等形式的实验记录；（5）交流讨论：在实验结果展示课上，每个小组将自己的实验结果做成课件的形式，进行全班的交流，探究课题相同的小组可以进行比较和讨论.

分析 探究性实验教学的有效性很大程度上体现在学生参与教学活动的主动性和参与性，在该探究实验案例中，充分体现出学生的主体性，让学生充分参与探究实验的每一个环节，同时学生的活动又是在教师的指导下完成的，这又体现出教师的主导作用，使整个探究实验过程有序的进行.

在课题提出时，引导学生思考将大的探究课题划分为三个小的课题，让学生明确探究实验进行时，一定要针对某一细节进行研究，不能把课题定的过大.在实验研究过程中，始终是以小组为单位，只有分工明确、计划详细的组才能高效的完成实验，这样学生体会到分工和合作的重要性.在实验结果的交流讨论阶段，每个小组都要把自己的探究成果向全班同学展示，培养了学生语言表达的能力，同时鼓励有不同意见的同学提出问题，共同讨论，充分发扬了民主的学习氛围.在整个过程中，每个学生都带着疑问、目的明确的进行实验，其中获得知识、能力、情感体验，是教师的课堂讲解无法达到的，可以说真正体现出探究实验的价值.

如何进一步加强高中生物实验教学，提高教学的有效性，是每一位生物教师都高度关注和思考的问题，对此在平时教学中需要不断的积累和探索，在实践中不断总结和反思，为发挥生物实验的效应，体现生物学科的价值做出一点贡献.endprint