優化高中生物實驗教學進行實驗設計能力的培養研究

[摘要]本文采用優化實驗教學模式提出對高中生物實驗教學進行改革，具體從靈活處理教材，充分利用演示實驗、驗證性實驗、探究性實驗進行理論課概念的教學、事實的教學以及規律的教學。本文就優化的高中生物實驗教學對提高學生的實驗設計能力做了實證研究，研究結果表明，優化的實驗教學可提高學生的實驗設計能力。

[關鍵詞]高中生物 實驗教學 實驗設計能力

當前高中生物的課堂教學和實驗教學還存在有弊端，國內外針對這些弊端的改革還是各自為陣，而課堂教學和實驗教學卻都是生物學教學的有機組成部分，二者的關系是相輔相成的。本研究就是通過優化實驗教學，以實驗教學為切入點，使實驗教學有機地融于理論課教學的過程，將知識的培養和能力的培養有機地整合，提高學生的實驗設計能力。

一、研究方法

本研究采用單因子變量等組實驗法。在實驗的過程中，由實驗者擔任兩個班的任課教師，實驗班采取優化的實驗教學方法，對照班采用傳統的以講授為主的教學方法。采用全日制普通高級中學生物教科書（必修）第一冊的第三章《生物的新陳代謝》為教學材料。經過對忻州市第一中學校233班、234班、235班236班進行了生物實驗設計能力方面的前測，將成績和興趣無顯著差異的235班和236班分別作為實驗班和對照班，并在實驗班實施優化的實驗教學法，并實施了相應的后測，并進行統計分析。

二、研究內容

生物實驗內容的類型分為演示實驗、驗證實驗和探究實驗。根據對不同的內容采用不同的策略，對全日制普通高級中學生物教科書（必修）第一冊的第三章《生物的新陳代謝》教材處理。

三、實驗班和對照班學生在實驗設計能力方面的比較

前后兩次測試學生在實驗設計能力采用的試題內容及難度不相同，故對實驗班和對照班前、后分別進行顯著程度的T檢驗。

表中數據信息表明：兩組實驗設計能力的前測平均分無顯著性差異(T=0.797， P>0.05)，后測平均分差異顯著(T=2.673，P<0.01)，實驗班的實驗設計能力明顯高于對照組，說明優化的實驗教學能大幅度地提高學生的實驗設計能力，充分顯示了實施優化的實驗教學的優越性。學生主要是通過對驗證性實驗過程的理解和探究性實驗的操作過程實現的。可以看出：實驗班的人數大于對照班的人數而效果明顯提高，這充分說明優化的實驗教學在高中生物中的優越。

培養中學生實驗設計的能力是中學生物學教學大綱中所明確的一個目標。中學生物學實驗設計的主要目的并不是為獲得某一科學領域的結論，重要的是學會實驗設計的方法，并在實驗設計中培養學生的思維能力和創造能力。確定實驗題目后進行實驗設計時，根據實驗設計的內容，還必須考慮對所設計的實驗有一個整體設想。同時要注意以下基本原則：第一，可行性。整套方案必須是可以實行的，符合中學生物學實驗條件實際的。如設計甲狀腺激素促進幼小動物的發育實驗中，有學生提出割除蝌蚪的甲狀腺來進行對比實驗，實際上是不符合中學生物學實驗條件的。第二，實驗設計必須有充分的科學依據，設計時要以科學的實驗、公式、理論為基礎，不能憑空設想。第三，安全性。設計的實驗中所用的藥品、試劑和操作必須是安全的，同時要注意安全問題。第四，簡約性。實驗要操作簡單，步驟少，時間短，效果能夠明顯。同時還要注意實驗器材的選擇及實驗結果的處理和表達，加強實驗設計的合理性。

四、結論和建議

實驗研究證明，優化的高中生物實驗教學生物可以提高學生的實驗設計能力。

新課程標準的實施，為優化高中生物實驗教學提供了實施的可能性。但許多教師在實際的操作過程中，教師往往還放不開傳統的滴水不漏的講授法。其實，在當今的信息時代，遇到實際問題所需要的有關的知識可以通過網絡獲得。所以，從高中階段開始更應該與大學階段相接軌，注重學生的終身學習能力的培養，思維習慣的養成，解決問題能力的訓練。如果教學任務減輕了，高中階段將不再是人生決定命運的關口，而是學生成長的一個過程，那么隨著新課程標準的實施，優化的高中實驗教學方法將會更適應于將來的教學，更有利于學生生物科學素養的養成。同時教師應從根本上接受以人為本的教學理念，才能在教學過程中充分尊重學生，促進學生的全面發展。教學有法，但無定法。優化的高中生物實驗教學有賴于具有新的教育理念的教師以高度的責任心和使命感為培養有創新能力和實踐能力的一代做出不懈的努力。

為了培養學生的探究能力，教師在教學過程中應多引導學生做探究性實驗，而探究性實驗具有很大程度的不確定性，主要表現為實驗材料的不確定性和實驗步驟的不確定性，不同的學生對同一個實驗有不同的實驗設計方案，根據自己的實際情況，主要是生活經驗會選擇一些不同的實驗材料；同時，也會根據不同的學生對同一知識點的理解不同，會有不同的實驗設計思路，這樣它所選用的實驗步驟也不同。這就要求學校必須盡可能地提供實驗材料，同時盡可能多地安排實驗教師給學生以指導，這樣，學生可以在一個寬松自主的環境中充分發揮自主性。

參考文獻：

[1]濮宏星.高中生物實驗中不同濃度酒精的作用.生物學教學，2006，5.

[2]周化啟.中學化學實驗探究模式的構建與實施.東北師范大學碩士學位論文.2002，（4）：1.

[3]鄭美妹.高中生物實驗復習之我見.福建教學研究，2003，2.

[5]李友章.也談生物學探究性實驗的開發研究.生物學教學，2003， 28 (7)：29.

[6]張熊飛.誘思探究學科教學論的研究和實踐.教育研究，2002，(9)：50-54.

（作者單位：山西忻州市第一中學）