如何培养和提高学生生物实验设计能力

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王 阿 果
（ 福 建 省 南靖 第 四 中学 ， 福建 南靖
生 物 学 是 一 门 以 实 验 为 基 础 的 自然 科 学 ，现 代 生 物 学 的 许 多新 成 就 无不 源 于 生 物 实 验 。培 养 学 生 的 实验 能力 是 生 物 老 师教 学 的 最基 本要 求 。 从 实 验 形 式 看 ， 有观察实验 、 验证 实 验、 探 究实验 、 设计实验 和参观实 习等 ， 而 其 中设 计 实 验 是 重 点。 根 据 课 改 要求 ， 巾学 生 物 实 验 教 学 的 最 高 层 次 目标 是 培 养 学 生具 备实 验 创 造 能 力 ，而 实 现 这 一 目标 的重 要 手段 体 现 在 培 养学 生 形 成 实 验 设 计 能 力 的 教 学 上 。 ‘ 近 年 的高 考 生 物 试 题 在 实验 方 面 的测 试 ， 也 体 现 了这 一 方 向 。２ ｏ ｏ １ 年以来 ． 全 国 理 综 试 卷 每 年 均 有 实 验 设 计 题 型 。 虽 然 这 类 题 型 已经 考 了 十几 年， 但是考生失分率仍然较高 ， 表 明 目前 中学 生 物 实 验 教 学 在 此 方 面 的水 平 仍 然 有 待 提 高 ， 应加 强研 究并 落 实 相 应 对 策 。 特 别 是 在 我 校 学 生 素 质 普 遍 不 高 的情 况 下 ．实 验 设 计 题 型 既 是 教学重点 ， 又是教学难点。因此 ， 如 何 培 养 和 提 高 学 生 的实 验 设 计 能 力 更 有 迫 切 和 现 实 的 意 义 。 实 验 创 造 能 力 的 内容 应 包 括 实 验 创 造 性 思 维 及 在 此 思 维 指 导 下 的 实 验 操 作 能 力 两 个 方 面。 从 人 类 接 受 知 识 与 形 成 技 能 的特 点 看 ， 循 序渐 进 是 培 养 这 能 力 的 必 要 条 件 。 我 就 此 展 开论 述 。 重 视 学 生形 成 实验 设 计 能 力的 基 础 教 学 现行的教学大纲与各年的高考《 考试说明》 对 生 物 实 验 的 教学要求 （ 或考查 要求 ） 均 作 了 明确 规 定 ． 其 中的理解实验 目 的、 原理 、 方 法 和操 作 步 骤 ； 掌握相关的操作技能 。 能 对 实 验 现 象 和结 果进 行 解 释 、 分 析 和处 理 ； 能 对 一 些 简 单 的 实验 方 案 做 恰 当 的评 价 和 修 订 等 均 属 于 实 验 设 计 能力 形 成 的基 础 。 对 实 现 这 一 基 础 的 教学 途 径 学 界 有 详 细 论 述 ，我 近 年 阅读 了 很 多同行的相关论著 ， 他们的观点 可概括为如下 四点 ： １ ． 加 强 平 时训 练 ， 明确 目的 ， 严格 要求 ； ２ ． 创 造条 件 ． 让 学 生 多 做 实 验 （ 含补充演示与分组 实验等 ） ； ３ ． 充 分 发 挥 实 验 室 的作 用 （ 含 定 期 开放生物实验室等 ） ； ４ ． 积极 开展生物课外实验 活动 。 等等 。 但是， 在纵观各同行分 析的基础上 ， 我认 为 ： 生 物 实 验 创 造 能 力 是各 种 生 物 实 验 能 力 的综 合 体 现 ，生 物 实 验 设 计 能 力 是 其 高 级 表 现 形 式 ，其 形 成 基 础 的 核 心 在 于 实 验 的 创 造 性 思 维 能 力 是 否 得 到 了培 养 ， 包括 思 维 的 自 由联 想 ， 变 通 求 异 性 与 独 特 性 是否实现 ， 因此 ， 其 实施 的途径应 该包括 ： １ ． 平 时 实 验 教 学 （ 含演示及学生 实验 ） 应充分探究 其实验思 维 ， 并 适 当将 教 材 内的验证性实验改 为探索性实 验 ； ２ ．结 合 学 生 实 际对 与 教 学 同 步 的教 材 实 验 方 案 进 行 改 进 （ 含实验 内容 、 目的 、 操 作 过 程 与操作 方法等 ） ； ３ ． 重 视教材里 的实 验习题 的教学 ． 这 是 教 材 依 据 大 纲 设计 的 培 养 学 生 实 验 设 计 能 力 的实 验 课 题 ，其 教 学 过程应含 ： （ １ ） 学 生依据教 材实验 习题设计 出实验方案 （ 有目 的、 操作步骤 、 方法） ； （ ２ ） 教 师 批 阅该 方 案 的 科 学 性 （ 确 保 实 验 安 全及 修 改不 规 范 、 不 科 学 的步 骤 ） ； （ ３ ） 学 生 分 实 验 小 组 讨 论 多方 案实 施 同一 实 验 课 题 ； （ ４ ） 学 生分组实验 （ 教 师巡 视 指 导 ） 与完 成实 验 报 告 ； （ ５ ） 教 师批 阅 实 验 报 告 并 总 结 评 析 最 佳 试 验 方 案 。４ ． 重 视 教 材 里 的 配 套 练 习 中 的 实 验 习题 的 实 验 思 维 与 操作训练 。 在教 师指 导 下 ， 利用 课外 实验 小组 对练 习 内 的实 验
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如 何 培 养 和提 高 学 生 生 物 实 验 设 计 能 力
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习 题 精 选 后 拟 定 实 验 方 案 进 行 作
的也在实验思维方 面弓 Ｉ 导 学 生 积 极 思 考 。５ ． 平 常 实 验 注 意 引 导 学 生进 行 实 验 思 维 及 操 作 技 能 的扩 展 与 延 伸 ，注 意 与 各 种
实 验 思 维 及 技 能 和 生产 、 生 活 实 际 相联 系 、 相交融。 二、 进 一 步 提 高 学 生 实 验 设 计 能 力 的途 径 生 物 教学 大 纲 及 高 考 《 考 试 说 明》 对 实 验 知 识 与技 能 均 有 综 合 应用 能力 的 要 求 。这 也 就 需 要 中学 生 物 实 验 教 学 在 实 验 设 计 能力 方 面有 质 的升 华 阶 段 。 要 实现 这 一 目标 ， 离开 实 验 单 元综 合 与 总 复 习综 合 而 仅 靠 平 时 实 验 教 学 的 能 力 培 养 还 是 不 够的 ， 只是 ， 在 这 一 项 目中 ， 目前 中 学 的实 验 教 学 却 存 在 显 著 缺陷 ， 这 个 缺 陷 就 是 当生 物 进 入 现 行 流 行 的 总复 习 阶 段 时 ． 就 缺 少作 为 总复 习用 的 现 成 实 验 操 作 方 案 （ 以 综 合 实 验 思 维 为 主） 的用 书 及 软 件 ， 这样 ， 此 一 阶 段 的 具 体 实验 复 习 也 就 由任 教 老 师各 行 其 是 。 而有的则干脆放弃具体实验操作教 学 ， 仅 用 解实验题代替 ， 也因此 。 各 年 高考 生 物 科 实 验 题 考 生 得 分 率 低 也就不足为奇 了。 创 造 力 是 智 力 的高 级 表 现形 式 ．知识 与 一 般 技 能 不 能 等 同于 智 力 ， 知 识 与技 能转 化 为 智 力 是 有 条 件 的 ， 这个 条 件 是 由 教师起主导作用 ， 学生起主体作用的。 能 力 与 知 识 技 能 既 互 相 联系又有本质区别 ， 能力 的发 展 离 不 开 具 体 实 践 ， 创 造 力 的 发 展 更 是 不 能 离 开 具 体 的实 践 。生 物 是 一 门 以 实 验 为 基 础 的 科 学， 对 于实 验 教 学 离 不 开 实 践 一 理 论一 实 践 的 循 环 反 复 过 程 。 总复习阶段 ， 离 开 具 体 的实 验 操 作 ， 而 仅 停 留在 解 实 验题 这个 “ 实践 ” 形式上 ， 对 学 生 实 验 创 造 性 思 维 的 发展 十分 不 利 。 我认 为 ：中学 生物 实验 设 计 能 力 的 形 成 上 的质 的升 华 的途 径 应 包 括： １ ． 结合 大纲 ， 认 真 钻研 高考《 考 试说 明》 对 实 验 能 力 的要 求， 特 别是 ： 观察记录实验现 象 、 分 析 实 验 结 果 和 处 理 实 验 数 据， 得 出正 确 结 论 的 能 力 ； 初 步 处 理 实 验 过 程 中 的有 关 安 全 问 题的能力 ； 能绘制简 图的能力 ； 根 据 实 验 试 题 的要 求 ， 设 计 简 单 的实验方案 的能力（ 含 各 部 分 知 识 与 技 能 的综 合 应 用 ） 等。 ２ ． 依 据 各 能 力 要 求 点 精 选 现 行 的 实 验 试 题 并 在 此 基 础 上 精 选 综合实验试题 ， 要求学生研究并掌握其实验思维 ， 且 分 类 选 择 典 型 实 验 练 习题 确 立 与高 考 有 关 的 课 题 ，要 求 学 生 设 计 实 验 方案 （ 含对应 的操作步骤 ） ， 教师 审批符合科学 性后利用 课 内 或课外活动实施实际操作 ， 最后进行实验思维分析小结 。 对 能 反 映 学 生 实 验 设 计 能 力 欠 佳 的实 验 题 类 型 由 教 师 组 织 演 示 实 验 。３ ． 在实验过程 中， 充分重视 学生发散思维训练 。 增 强 实 验 设计能力 ， 重 视 实 验 方 案 的改 进 ， 提 高 信 息 迁 移 能 力 。４ ． 高 考 生物实验总复习 。 还应 注意提高学生解高考实验题的能力 ． 做 到 理 论 与 实 践 相结 合 ， 应 注 重培 养 学 生 的 实 验 综 合 思 维 ， 即 注 重提高学生的解实验题思维能力 ， 同时 。 形 式 上 应 有 书 面 题 测 验相 辅 ， 以利 发 现 学 生 的解 题 缺 陷 。 并 利 用 课 外 活 动 等做 好 及 时 的 补 缺 补漏 。 综上所述 ， 要 培 养 和 提 高 学 生 生 物 实 验设 计 能 力 。 就 必 须 重视 学 生 形 成 实 验 设 计 能 力 的 基 础 教 学 ，并 进 一 步 引 导 学 生 提 高实 验 设 计 能 力 。具 体 来 说 ， 就 是 根 据 教学 大纲 及 高 考 《 考 试说 明》 对 此方面的能力要求 ， 老 师 通 过 科 学 的教 学 过 程 ， 学 生 利 用 科 学 的学 习方 法 ，在 掌握 常 规 实 验 的 基 本 技 能 的基 础 上 充 分 发 挥 学 生 的 自主 性 ， 积极探索 ， 融 会贯通 ， 利用 教材 中 的实 验 原 理 、 实验思想 、 实 验 方 法 进 行 创 新设 计 ． 实 现 能 力 的 迁移 ， 从 而提 高生 物 实 验 设 计 能 力 。