高中生生物实验设计能力现状及培养策略

李瑞雪

摘 要：对于高中生来说，生物实验设计能力是每一个高中生都必须具有的能力，同时也是学习高中生物实验课程的必备的能力之一。本文通过一定的方法调查并分析了目前高中生生物实验的设计能力，并根据得到的结果和存在的问题，提出了几点针对性的有利于提升高中生生物实验设计能力的建议，希望能够给广大高中任教教师一些教学参考和建议。

关键词：高中生 生物 实验设计能力

高中生物学是一门基于实验的科学性学科。每一个实验都有自己的目的，因此实验设计是在进行实验之前必须要进行的一个活动，它能直接影响实验结果。

一、当前在校高中生生物实验设计能力的实际情况

我们根据国际权威的评估标准，设计了一份实验设计能力水平评估试题，在同一所高中的每个年级之间都进行普查，并根据他们的答题得分情况对结果进行了整理和分析，得出的结论如下：

1.相对国际水平目前我国高中生的生物实验设计能力普遍较低，达不到预期的目标

2.随着年级的增长高中生的实验设计能力呈现逐步提高的趋势，高年级学生的实验设计能力比低年级学生要高；

3.高中生对于实验设计中每个步骤的掌握情况也不尽相同，总体看下来，设计实验环节普遍薄弱。

最近几年，国家大力推进高中生课程创新和改革，因此在生物课程的教学中生物实验设计占的地位也越发重要。但是，根据调查的结果来看，目前在校高中生的实验设计能力完全达不到标准，普遍低下。所以，怎样提高高中生生物设计能力是当前生物教学中一个需要迫切解决的问题。

二、生物实验设计的一般理论

1.生物实验的设计与方法。生物实验设计是指在做实验之前，根据实验目的，运用学习的生物理论知识，选择合适的实验仪器和材料、采取合适的方法、制定实验步骤，设计一个完整的实验。之后根据自己设计的实验来进行实验，达到相应的实验目的，旨在通过这一设计活动，锻炼学生自身独立思考、分析问题并独立寻求解决办法的综合能力。

2.生物实验设计的主要内容。进行生物实验设计其实并没有一个固定的模板去参照，但是，一个标准的生物实验必须要包括提出问题、做出假设、确定实验变量、下定义、设计实验、预测实验结果这六个步骤，只有包括这六个步骤的实验才是一个完整的实验。

3.生物实验设计要遵循的原则。在进行生物实验设计的过程中，科学性原则、对照原则、单一变量原则、重复性原则这四个基本原则是必须要遵循的，其中对照性原则包括空白对照、自身对照、条件对照、相互对照四个方面。只有按照以上原则进行实验设计，才能保证实验科学合理。

三、深入了解学生在实验设计各个方面能力的强弱

该项调查依旧是通过试题问卷的方式进行普查，针对设计实验、做出假设、下定义以及确定变量四个方面制定了一份试题，题目根据生活情境提出问题，要求答题者在四个答案中选择一个，然后根据学生选择的答案正确率，统计得出学生对于这四个实验设计技能的掌握情况。最后结果显示，高中生生物实验设计中，做出假设的能力最好，设计实验的能力最差，下定义和确定变量的能力平平。而且低年级和高年级之间在不同方面的能力有显著差异，高年级的各项能力普遍高于低年级，这就说明经过长时间的学习和练习，学生的各项实验设计能力能得到一定的提升。

四、提升高中生生物实验设计能力的方法

通过上面的两次测试，一次是全面的整体测试，一次是各项能力的针对测试，我们可以看出，高中生的生物实验设计能力整体都比较差。因此，必须改变现有的教学计划，找到一个更加高效适合的教学方式，来提升高中生的实验设计能力，以此来达到新课标的要求，并促进高中生整体能力的提升。本文将从三个方面依次论述。

1.培养学生提出问题的能力。实验设计本身就是利用学过的知识，进行设计寻找解决办法的过程，最终目的就是解决问题，所以必须要掌握提出问题的能力。提出问题是进行实验设计的开端，只有你提出了问题，接下来才能根据问题寻找解决办法。在教学的过程中，要鼓励学生要多进行思考，多去思考“是什么”、“ 为什么”，充分的调动大脑。积极主动的思考有利于实验设计的进行，也能培养他们主动思考的好习惯。

2.提高其提出假设、对实验结果进行预测的能力。在进行实验设计的过程中，提出假设及对实验结果预期进行判断是两个至关重要的能力。假设就是根据实验的问题以及所学过的有关知识，对问题给出答案，给实验设计下一步的进行指明方向。而对实验结果预期做出判断，就是根据做出的假设和方法，对可能出现的结果做出预测。如果实验的最终结果与预期不符，说明预测不成立，预测也是另一种的可能，设计实验的时候绝对不可以省略。

3.加强学生的思维锻炼，提升其实验设计能力。进行生物实验设计的时候，设计实验是其中最难最关键的一步，也是绝大多数学生最弱的一个方面。之前的调查也表明，长期的练习可以提升高中生的实验设计能力，所以教学的时候要加强锻炼，促进学生实验设计能力的提高。不仅仅只是这一科目，也是同类型学科的一个学习模式。

五、结语

综上所述，生物实验设计在生物课程的教学中具有十分重要的地位，进行生物实验设计可以提高学生对于生物学的学习热情，培养学生的探索精神。而且近几年深化教学改革，使得生物实验设计显得更加的重要，因此，如何去提高學生的实验设计能力值得广大学者关注。

参考文献：

[1]章 燕.高中生生物实验设计能力现状及培养策略[D].湖南师范大学，2014

[2]郑放先.高中生生物实验设计能力的培养[D].湖南师范大学，2007

[3]任 艳.高中生物教学中培养学生科学素养的理论与实践探究[D].河南大学，2016