生物实验教学中如何培养学生的探究能力

张雨

【摘要】生物实验是生物学教学的重要组成部分。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，许多生物学概念的建立、生物学规律的发现，都通过实验才能揭示，所以探究实验的过程就是获得知识的过程。科学探究通常包括：提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论和表达、交流。因此，在生物实验教学中倡导探究性学习，培养学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力是生物实验教学的根本目标，有利于学生多种能力的培养。

【关键词】生物实验教学 培养学生的探究能力

【中图分类号】G633.91 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）03-0066-02

生物学是一门以实验为基础的学科，生物课程以全新的教学理念倡导探究性学习，积极倡导学生主动参与、乐于探索、勤于动手，逐步培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力等。生物课的探究过程是学生积极主动地获取生物科学知识、领悟科学研究方法而进行的各种活动。科学探究通常包括：提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论和表达、交流。将科学探究引入义务教育阶段生物课程的内容标准，是为了促进学生学习方式的改变，使学生能主动地获取生物科学知识，体验科学过程与科学方法，形成一定的科学探究能力和科学态度与价值观，培养创新精神。探究实验的方法又是灵活多样的。其中在探究实验中培养学生的动手操作、观察能力是调动学生学习生物学兴趣的重要手段。本文通过探究意识的培养、动手和观察能力的培养、探究模型的构建、探究能力的的发展、信息资源的利用等几个方面说明了生物实验教学中如何培养学生的探究能力。

一、探究性实验教学方法在生物教学中的作用

对于生物学教学来说，在教学过程中为了能够让学生能够更好地认识到生物教学的内容和生物本身的特色，就需要学生通过实验的方式来了解生物的本质和特色。例如，在讲到关于酶的发现过程中就可以看出来，斯巴兰让尼并没有停留于“胃只有物理性消化而没有化学性消化”这样的背景中，而是打破常规，探究胃到底有没有化学性的消化作用，從而设计了巧妙的实验解决了这个问题，得出了胃具有化学性消化作用的具有说服力的结论。通过学习酶的发现史，使学生认识到从酶的发现直至酶化学本质的揭示及概念的修正，是建立在多位科学家的一系列实验的基础上的，没有这些实验就没有酶的发现，就不会有“酶学”这门学科的诞生。因此，应从实验的角度对生物学的学习进行认识，这样才能够让学生养成一种实验的手段来得出结果的思维模式，只有这样才能够有效地促进生物教学的本质化的推进过程，让学生在实验的过程中找到自己对于生物学的兴趣所在，通过对兴趣的研究和实验，找到生物教学过程中探究性实验教学的作用所在。

二、创设情境，激发学生的探究欲望

设计教学活动，创设良好情境是激发探究欲望的前提，问题情境的设置是促使学生在原有知识与必须掌握的新知识之间发生激烈冲突，激化学生意识中的矛盾。引导学生发现和提出问题，发现新的生物情景与已有知识的冲突，进一步提出问题，做出合理的假设与猜想。因此，在生物教学中努力营造良好的探究氛围，让学生置身于自主探究的情境中，以激发学生的学习欲望，使学生乐于学习。抓住时机引导学生尝试应用实验探究、资料查询、调查访问等方法，使学生步入自主学习轨道的良好途径。在具体的教学中由教师提出问题，让学生思考、讨论。例如，在探索影响酶活性条件的实验中，为什么在探索温度对酶活性的影响中，试管内先加淀粉液，再加60℃的热水，沸水、冰水，最后才加淀粉酶，能否颠倒？实验步骤颠倒后会出现怎样的结果？为什么？在探索PH值对酶活性的影响中，为何先加淀粉酶，后加淀粉液？在结果的检验中是用碘液检测效果好，还是用斐林试剂检测效果好等。

三、在生物实验中培养学生的观察能力

首先，明确观察目的，确定观察对象，掌握观察方法。课堂教学中的演示实验，最能调动学生的情绪，激发他们学习的兴趣和求知欲，达到培养和发展学生观察能力的目的，培养学生分析实验程序的能力。在实验前使学生明确观察的目的，知道要观察什么，避免随意性和盲目性。培养学生观察的准确性和敏锐性，教会学生正确的观察程序和科学的观察方法，正确的观察方法，学会运用对比、重复的方法进行观察，以发现事物的差异，培养学生在观察中发现问题，从而引起学生进一步的探究的欲望。其次，精心组织分组实验，培养学生观察能力。分组实验，是培养学生动手能力的重要手段。学生通过亲自实验，熟练掌握操作技能、技巧，而后巩固验证，加深和扩大他们所学得的理论知识。如观察洋葱根尖有丝分裂实验。观察根尖结构的顺序：由上至下，根冠→生长点→伸长区→根毛区；观察“C3植物”和“C4植物”的叶切片结构，通过对比法，学生很容易区别C3植物和C4植物叶肉细胞和维管束的形态和结构。这样，既能促进学生做好实验，又能培养学生的观察能力。一种好的观察方法应是：明确观察目的；确定观察对象；设计观察程序和手段；记录观察现象；分析观察结果。

四、培养学生规范的实验动手操作能力

首先，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。在实验前可通过介绍或学生查找资料，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。比如：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。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。

其次，教师先规范的去操作，然后让学生模仿。教师规范操作步骤，讲清楚注意事项，边让学生按照事先分好的小组每人轮流模仿操作一步。教师巡视及时表扬规范操作快而且准确的学生，纠正错误操作，如用左眼观察时，纠正学生用右眼观察或闭着右眼的习惯，转动转换器时，纠正扳物镜的错误操作。这样学生很快对好光，观察到标本在视野中的图像。由于每个学生都有机会亲自操作，大家对显微镜的使用方法均能掌握，达到强化记忆的目的，这样容易培养学生规范的实验动手操作能力。

其次，实验步骤的预习是学生动手规范操作的关键。实验前指导学生预习，在实验过程中应根据学生的知识水平和实验所涉及的原理的难易程度，由教师讲清楚操作原理或提出问题让学生思考，使学生既知道实验应怎么做，也知道为什么要这样做。抓住每一步的关键词语串通于实验步骤之中，能收到好的实验效果。这样学生很快掌握步骤、要领，在显微镜下观察到自己制作临时装片中的细胞，然后绘出细胞结构图。这样学生在正确的实验动手操作过程中调动了学习的热情，提高了参与的积极性，培养了学生认真的科学态度，动手操作能力得到有效的煅炼和不断的发展。

五、重视实验教学，构建探究模型，培养学生实验设计能力

充分重视实验课教学，有利于帮助学生构建探究模型。在实验探究活动中要让学生尝试考虑影响问题的主要因素，形成控制变量的意识，使学生认识到具体的科学问题常常都是多个因素共同造成的结果，但在一定条件下有时是某个因素对问题起重要作用，所谓这个条件就是除主要因素以外的其他因素对问题的影响应该小到可以忽略的程度，这是帮助學生建立控制变量的过程，也是构建探究模型的过程。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（下转92页）（上接66页）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。

六、在实验中培养学生的分析能力和探索创新能力

如在观察洋葱表皮细胞的实验中，让学生分析为什么要设计有擦拭玻片、展平内表皮、染色等步骤，为什么要在洋葱叶片内侧取观察材料，出现气泡、压坏玻片是什么原因，应该如何操作。在绿叶在光下制造淀粉的实验中，引导学生分析为什么要将天竺葵经过暗处理，为什么用黑纸片遮盖部分叶片，在叶片上滴碘液并清洗后叶色的变化对比说明了什么，为什么？在生物实验过程中注重这些细节，能很好地对学生的探究能力进行有效培养。在通过抓好教材实验培训的基础上，教师要通过精心选择探究课题，或鼓励学生发现生活中的课题，组织引导学生开展课外探究活动，如探究二氧化碳是光合作用的原料，探究唾液对淀粉的消化作用等活动，在学生探究的过程中，教师要给予关注，给予适当的引导，及时给予肯定和鼓励，激发学生兴趣。

参考文献：

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[2]许小乐生物学教学中如何培养学生的创造能力[J].生物学教学2013（05）.

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