如何有效地提高學生的生物實驗操作能力

【摘 要】本文先談到中學生物實驗教學的重要一點是重視培養學生的實驗能力，而學生的實驗能力包括生物科學探究能力、動手實驗操作能力、綜合運用信息能力三個方面，生物實驗課上主要是指導學生用正確的方法進行操作，提高學生的動手實驗操作能力；接著從教師、學生、學校資源建設三個方面，談談在中學校園里，如何才能有效地提高學生的生物實驗操作能力。【關鍵詞】實驗能力

生物實驗操作能力

實驗技能技巧

學校資源建設生物學是一門以觀察和實驗為基礎的實驗科學，是一門實踐性很強的科學。新課程改革以提高學生的生物科學素養為理念，要求面向全體學生，倡導探究性學習，而探究性學習的過程中的許多活動，要通過實驗來進行，講究科學的過程和方法，因此，重視培養學生的實驗能力是非常必要的。高中生物實驗操作考查，作為高中畢業會考的基本內容，在檢查學生在實驗操作方面是否達到課程標準規定的基本要求方面也作出了相應規定。在實驗教學中，教師應當重視對學生實驗能力的培養。學生的實驗能力可以歸納為以下三方面：（1）初步學會生物科學探究的一般方法，即提出問題、作出假設、制定計劃、實施計劃、得出結論、表達和交流的科學探究能力；（2）能夠正確使用顯微鏡等生物學實驗中常用的工具和儀器，掌握采集和處理實驗材料、進行生物學實驗的操作、生物繪圖等基本動手能力；（3）能夠利用多種途徑搜集生物學的信息，學會鑒別、選擇、運用和分享信息，具有搜集、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力，以及交流與合作的能力。學生的生物實驗能力的提高，有賴于正確的操作程序和方法。指導學生用正確的方法進行操作，對培養學生動手實驗操作能力是很有必要的。動手操作能力是使實驗順利進行的一種動手能力，是實驗能力中的一項重要方面。《普通高中生物課程標準》對學生的動手實驗能力作出了明確要求，要求學生能夠正確使用一般的實驗器具，掌握采集和處理實驗材料、進行生物學實驗的操作、生物繪圖等技能。目前，中學生物實驗教學情況是課時較少、實驗條件有限、班生數過多等問題，如何才能有效地提高學生的生物實驗操作能力，我將從三個方面談談。1 教師自身方面1.1教師在上實驗課前選好實驗材料選擇合適的實驗材料，非常關鍵。例如，還原糖鑒定的實驗，課本上介紹用蘋果、梨等水果制成勻漿作為待測樣品，而這些材料中含有多種氧化酶，很容易使果汁變色，觀察顏色變化是難免受到影響，如果我們選用白蘿卜來做實驗，實驗效果就非常理想，這一問題也就得到解決。再如檢測蛋白質的實驗，用雞蛋清稀釋液代替豆漿，由于雞蛋清是無色透明的，更有利于觀察實驗中顏色變化。正確的選材對于實驗的成敗是至關重要的。課前優選實驗材料，綠葉中色素的提取和分離實驗，除了提供菠菜葉外，還可以提供青菜葉、韭菜葉、胡蘿卜葉；觀察植物細胞的質壁分離與復原實驗時，除了提供紫色的洋蔥，還可以提供紫鴨跖草、水綿等。哪一種實驗材料實驗效果好，學生就用哪一種實驗。1.2教師在備課時，精心設計實驗教學過程教師根據實驗的特點和學生的實際，恰當地把實驗進程劃分為層層遞進的若干部分，層層設問，以問題為中心，以邏輯推理為手段，以科學史為背景，借引導分析學生實驗，探究生活中的實際問題。為了避免實驗操作的盲目和課堂的無序，實驗操作前，針對諸如實驗原理、設計思路、方法步驟、與實驗相關的理論知識，加以簡單指導，簡化梳理，引導學生去完成實驗探究過程，最大限度地調動學生動手、動口和動腦。例如觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂實驗，實驗步驟多，過程復雜，課堂中要花些時間講解各個實驗操作步驟，洋蔥根尖的解離、染色、壓片時要求注意的事項，以及學生在使用顯微鏡觀察時的要領；解離的目的是什么，解離液的作用原理；為什么選擇根尖分生組織，如何找到分生區細胞；使用高倍鏡觀察是否直接使用高倍物鏡，為什么不行，怎么做才正確等等。1.3教學中，教師抓住核心詞語，細分時間，簡單同步操作實驗課中，要讓學生明確實驗什么，簡短準確表達怎樣實驗，要教給學生方法，給予學生信心，讓學生意識明確目標，怎么做？例如，練習使用顯微鏡是初中一個很重要的實驗，顯微鏡的使用步驟很多，學生一時難以掌握，教師勾出重點詞語，方便學生記憶。顯微鏡的使用方法歸納為：①右鏡臂，左鏡座；②左眼看，大光圈；③目鏡、物鏡對準通光孔調反光；④壓片夾，固玻片；⑤粗螺旋、細螺旋相配合；⑥找到物像是倒像，欲左向右，欲上向下，前后左右全顛倒。顯微鏡用好后要把鏡筒降下，鏡頭外八字，反光鏡垂直豎立。再如：使用高倍顯微鏡時，強調先用低倍鏡觀察，再轉高倍鏡觀察。具體步驟為：先用低倍物鏡 →對光 →調焦（粗） →觀察 →移片→后轉高倍物鏡 →調光 →調焦（細） →觀察。1.4課堂上，教師充分利用圖片、圖像、視頻、錄像資料教學培養學生的動手實驗能力，應實行多媒體與實驗相結合的方法。用多媒體進行示范，指導學生實驗，如觀察玉米種子結構，多媒體顯示橫切和縱切的方法，指導學生怎樣把種子進行橫切或縱切，然后讓學生實際操作。學生們就都能正確地操作。再如，觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂，示范出細胞有絲分裂5個不同時期圖像就很有用，學生對照圖片認真尋找觀察，有的放矢，較好地練習了高倍顯微鏡的使用。1.5實驗過程中，教師對實驗技巧進行指導部分高中生物實驗有難度，需要掌握一定的實驗操作技巧。例如，用血細胞計數板統計酵母菌數量，在觀察計數過程中，學生能看到酵母菌卻看不到計數板上方格，也就無法計數出一個小方格內的酵母菌數量。實驗中，要巧妙利用反光鏡調光，稍微偏轉反光鏡，只讓其反射的光線的一小部分通過光圈，使背景變得很暗，方格邊緣線就變得清晰，這樣學生就能看清計數板上方格，準確計數了。再如，比較過氧化氫酶和Fe3+催化效率實驗，按步驟分別向3號、4號試管內滴入2滴FeCL3溶液或肝臟研磨液，仔細觀察哪支試管產生的氣泡多，再等2～3min后，將點燃的衛生香分別放入3號、4號試管內液面的上方，觀察哪支試管中的衛生香燃燒猛烈。這組對照實驗中，除了觀察的變量外，其他變量都應當始終保持相同，如兩支試管中過氧化氫溶液的量就要取得一樣，Fe3+和動物肝臟研磨液也應盡可能同時加入兩個試管中。由于過氧化氫酶的活性很強，催化效率很高，產生大量氣泡，學生一把衛生香放在4號試管口，衛生香就熄滅，根本無法看到實驗現象衛生香燃燒得更猛烈，也就無法得出生物催化劑具有高效性。其實，應該迅速吹掉堆集在試管口的大量氣泡，再把衛生香伸入試管口就可以看到正確的實驗現象。在學生實驗操作過程中，教師除了指導學生規范操作，認真觀察，應現場巡視與指導，及時發現問題，指導學生糾正錯誤的操作，及時解決學生實驗操作中的疑惑或異常現象。1.6教師課后反思，認真總結教師上完一個班的實驗課后，及時反思，總結出學生在實驗操作過程中遇到的實際問題，進行分析調整，改善實驗教學，在下一個班級上課動手實驗操作時，就能及時提點學生吸取前面班級的經驗，改正不足處。2 學生方面2.1學生利用課前三分鐘做好實驗預習學生上實驗課前，一定要做好預習，明確實驗目的要求，實驗原理，實驗步驟，對實驗現象預估計。例如，練習使用顯微鏡實驗，學生熟記生物顯微鏡的主要部件名稱，熟悉顯微鏡的使用方法。再如，怎么制作臨時裝片，有哪些操作步驟？學生課前了解制成玻片標本的基本步驟有：①擦拭干凈載玻片和蓋玻片；②在載玻片的中央滴一滴清水；③取生物材料；④放入載玻片上的水滴中，展平或涂平；⑤緩緩蓋上蓋玻片；⑥滴染液進行染色。在預習時，學生找出這些步驟中的一些動詞，擦→滴→取→展→蓋→染，就能夠大概知道每個步驟做什么了。2.2課堂上學生認真聽講，正確操作課堂上，教師對實驗內容進行講解，學生認真聽講，做好筆記。學生進行實驗時，端正實驗態度，遵守實驗紀律，有條不紊的獨立完成整個實驗；科學地、有計劃地取用實驗材料和實驗儀器及實驗用具；愛護公共財物，不損壞實驗儀器及實驗用具，不浪費實驗材料；實驗結束后有條理地整理、復原、歸位實驗儀器和實驗藥品，做好實驗后的清潔、衛生工作。學生從第一次實驗操作開始，就形成正確的操作意識，養成良好的實驗習慣。2.3 學生實驗課后的收獲上完實驗課后，學生認真完成適量的實驗作業，如寫實驗報告或實驗記錄。學生在寫實驗報告的過程中，既強化了對實驗原理與實驗方法步驟的理解，也加深了對重要操作規范與技巧的印象，并獲得了更多有趣的生物實驗體驗和生活體會。3 學校資源建設方面生物實驗設計可以多樣化，一個實驗可以用不同的方法去做。教師應當積極創造多元條件，改善實驗方法。學校應當努力提高教學儀器設備和用具的配備水平，不斷完善生物實驗室建設。比如，一些生物實驗反應要求保證一定的水溫環境，原來使用酒精燈加熱學生較難把握，改成用恒溫水浴鍋自動控制水溫就能降低實驗難度。再如，探究光照強弱對光合作用強度的影響，需要測量收集到的氧氣量，以前用試管排水收集氣體再計算氣體生成量，現在可以連接計算機用氣感應裝置來記錄。又如，高中制作DNA分子雙螺旋結構模型的實驗，建構模型需要曲別針、泡沫塑料、紙片、牙簽、橡皮泥等一些材料，如果用DNA雙螺旋結構模型組件代替就方便很多。此外，學校應該積極創造條件，豐富校園內的生物材料資源，并加大開發生物實驗教學的信息技術資源。一些生物實驗可以做設計模擬性實驗，或者適當引入多媒體技術進行虛擬實驗。通過舉辦生物科普展，介紹生物科學發展，使學生知曉最前沿的生物科學技術；充分利用學校的電子閱覽室，豐富校園網資源建設，使學生可以觀看到一些生物圖片、相關的生物實驗教學課件、音像資料等等；還可以從互聯網上鏈接一些生物科普期刊和書籍，來增長學生的生物學知識。【參考文獻】[1]中華人民共和國教育部制定.義務教育生物學課程標（2011年版）.北京：北京師范大學出版社，2012：2-6. [2]中華人民共和國教育部制訂.普通高中生物課程標準. 人民教育出版社，2003：7-9.