优化高中生物实验教学有效性的探讨

李建荣

【摘要】生物学实验是学生获取知识、培养能力的重要途径。在实验教学中，教师可以设计一些生动有趣的活动，调动学生参与实驗的积极性。通过对实验问题的解答，使学生掌握科学探究的基本过程。运用简易的实验材料，巧妙设计实验方案。灵活创设各种实验情境，培养学生的思维能力和动手能力。

【关键词】设计活动 科学探究 实验方案 自主思维

【项目基金】本文为甘肃省教育科学规划课题（课题立项号：GS[2013]GHB0347）“新课程背景下甘南州普通高中生物实验教学有效性实践研究”研究成果之一。

【中图分类号】G33.91 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）02-0177-01

课程标准中强调展示知识的产生，形成创新的发展过程。生物学是一门实验性很强的学科，在实现这一途径中实验教学就显得尤为重要，在教学过程中，教师可以不拘泥于课本，根据教学内容的需要，优化实验教学过程，充分地把学生融入实验的情境中去，引导学生积极观察实验现象，努力解决实验问题，既有效利用了实验的教育价值，又调动了学生学习的积极性，激发学习兴趣，提高课堂效率。

一、巧妙设计活动，激发学生实验的积极性

良好的教学环境能激发学生积极的情感，促进学生智力活动的进行和个性的发展。在日常的教学环节中，教师可以通过设计一些新颖独特的活动，提出有思考性的问题，调动学生思维，吸引学生积极地投入到探索活动中来，从而提高教学效率。如学习渗透作用时可以设计一个“以糖引水”实验，做法是把苹果上端的果皮削去，用刀挖成一个倒圆锥形的洞窝，使圆锥状洞窝的尖端开口，恰好位于苹果的另一端。按大口朝上小口向下的方向悬放苹果。注意观察苹果底部开口处，半天也不见有水分流出。这时，如把白砂糖均匀洒在洞窝里面，马上就会看到锥面上神奇地出现了水分。水分渐渐汇聚于底，“塞“满开口。约20min左右，一颗晶莹透亮的水珠自然滴落下来。此后，水分便不断地渗出、流淌、滴下。通过这一教学活动的设计，激发学生实验的积极性。

二、设计问题环节，引导学生掌握科学探究的基本过程

实验研究的程序和方法体现了科学探究的基本过程：提出问题→作出假设→进行实验→得出结论→表达和交流等。绝大多数的中学生物实验都体现了这个科学探究的基本过程。教师应结合每个具体实验，帮助学生由了解到理解，最后初步掌握科学探究的基本过程，把这种发现问题，解决问题的基本程序内化为学生的思维习惯。学习科学探究的过程是枯燥的，在日常的教学过程中，教师可以通过巧妙设计实验问题，引导学生在解决问题的深厚兴趣中掌握科学探究的基本方法。如在讲解酶的高效性时，教材中是通过比较过氧化氢在不同条件下的分解进行实验的。操作中教师要求学生带着如下问题探究：

步骤1：取4支洁净的试管，分别编号1、2、3、4，分别加入2ml过氧化氢，依次放在试管架上。

步骤2：将2号试管放入90℃左右水浴中加热，观察气泡冒出情况。

问：与1号试管相比，2号试管出现了什么现象？说明了什么？ 步骤3：向3号试管加入2滴FeCl3溶液，4号试管加入2滴肝脏研磨液，观察气泡冒出情况。

问：通过观察，3号、4号试管未经加热也有大量气泡冒出，说明什么？哪个试管内气泡更多？怎样验证？

步骤4：2～3min后将点燃的卫生香分别放入两试管液面上方，观察现象。

问：4号试管内火焰燃烧更剧烈，说明什么？

这样教师在实验前先进行问题启发，让学生带着问题去观察并思考问题，使学生将观察和思维活动紧密结合起来，提高了学生的观察和思维能力。

三、运用简易的实验材料，巧妙设计实验方案

中学生物教学中，对学生进行实验设计能力的训练可以围绕实验材料的选择、实验手段的改进等多种途径和方法进行。由于实验条件的限制，有些实验难以完成。但是，运用简单易得的实验材料，巧妙设计实验方案，同样能够取得较好的实验效果。例如，“尝试制作真核细胞的三维结构模型”为基础，为了防止学生模仿教材，千篇一律应用橡皮泥制作模型，改变为以学生小组为单位，自行寻找合适的废旧物品，对三维结构模型进行课下设计并在课堂中动手制作，有利于锻炼学生的动手能力、创新能力及合作学习能力。中学化学实验通常采用注射器进行气体产量以及气体产生速率的定量测量，使结果直观且简单易行，可借鉴到“探究酶的高效性“实验演示中，通过使用注射器代替试管成为反应场所，可测出4种情况下，H2O2经相同时间产生的氧气体积量，并作定量比较，较之教材中通过肉眼观察气泡的多少说明过氧化氢本Fe3+和催化效率的差异更为明显。渗透实验是一个演示实验，学生没有机会亲自动手操作，这给学生正确理解物质跨膜运输的实例内容带来一定难度，可以采取给学生首先提示实验步骤，之后布置课后作业方式，在课外能够利用家庭中常见的器材做好该实验，建议采用玻璃杯（或者一次性塑料饮杯）、牛奶吸管、细线、蔗糖溶液、鱼鳔、清水、签字笔（或胶纸）等材料完成家庭实验，同学们通过动手操作，深刻理解了半透膜的作用，收到较好的教学效果。

四、巧妙创设探究情境，充分培养学生自主思维能力

实验探究特别重视开发学生的智力，发展学生的创造能力和思维能力。教学过程中，通过一个个独立的探究活动，引导学生学会学习和掌握科学方法，为终身的发展奠定坚实的基础。教师作为学生实验探究的导师，其任务是调动学生的积极性，充分发挥学生自主思维能力，促使他们自己去获取知识、发展能力。

如“分子与细胞”模块中《检测生物组织中的糖类，脂肪和蛋白质》的实验，学生选择了白萝卜、花生、大豆作为实验材料，检测发现白萝卜中有还原糖，花生含脂肪，大豆含蛋白质。由于此实验操作较简单、易成功，所以教师可适时提出一些问题：在实验中为什么只选择白萝卜、花生、大豆作为实验材料？能否有替代品？思考并尝试用其他材料进行实验，结果又会如何呢？在实验分析后，教师又引导学生思考：生物组织中是否只含有一种物质？比如，白萝卜中是否只含有还原糖？那白萝卜中有没有蛋白质？学生很快会明白生物组织中不只含有一种物质，然后让学生尝试实验探究。在这个过程中，教师尽量只当一个组织者，不以自己的思维左右学生的思维，让学生畅所欲言，鼓励学生深入探究。

在实验教学中，通过各种途径优化教学过程，体现了教师的智慧和水平，激发了学生的学习兴趣，课堂上更多地出现师生互动、平等参与的生动局面。学生的学习方式开始逐步多样化，勤于动手、主动参与、乐于探究、积极思维成为学生学习的主旋律，学生学得更轻松，觉得生物课更有趣了。学生成了课堂的主人，课堂也真正充满生机和活力。