生物實驗教學中科學思維的培養

文/陳良芳

生物實驗教學中科學思維的培養

文/陳良芳

中學生物實驗課教學是實施科學素質培養的重要教學環節。本文針對當前生物實驗課存在的問題，結合《分子與細胞》模塊的教學實踐，談談在實驗教學中培養學生科學思維的重要性及策略。

新課標指出“生物科學是實驗科學”、“實驗教學既是一類探究活動，也是生物教學的基本形式之一”，明確定位了實驗教學在生物教學中的地位。因此，在生物學的課堂上不可或缺的教學方法就是借助實驗手段將所要傳播的知識、方法和科學精神巧妙的融合在一起。

1 問題的提出

在傳統的實驗教學中，幾乎都是學生模仿教師的演示或照著實驗指導的步驟按部就班的進行操作。當然，生物實驗必須重視“做”，但是，實驗不光是“做”，還是要“想”的，技能訓練僅是較低層次的實驗能力，實驗能力更應該是一種思考的能力，其能力的體現不僅包括實驗操作能力，更包括在實驗過程中通過觀察和思考所表現出的科學的研究方法。

2 實驗教學中培養學生實驗能力的途徑

教師在學生實驗中如何加大實驗過程思維力度，引導學生更多思考是實驗教學改革的重要發展方向。教師對學生實驗分析能力的培養可以從以下幾個方面著手：

2.1 實驗材料的選擇

正確取材是實驗成功的第一步，因而在實驗分析時，要首先考慮取材是否正確。例如，“檢測生物組織中的還原糖”的實驗中，選材時要求應選擇白色或近于白色的植物組織，這樣就避免了材料本身的顏色遮蓋反應產生的顏色。但在學生的實際操作中盡管選擇了蘋果汁或梨汁做實驗材料，因為這兩種果汁在空氣中容易發生褐變，實驗現象仍不明顯，這時老師應引導學生思考是否可選擇其他的含糖量高又不會在空氣中發生褐變的植物組織，學生通過上網或查找文獻資料或許會找到理想的材料（如洋蔥汁或白蘿卜汁）。這樣不僅可使學生獲得某種程度的滿足感，也培養了學生的動手能力和實驗興趣，通過對材料的選擇、比較與分析中，培養了學生的實驗意識和科學思維。

2.2 實驗現象的觀察與記錄

在實驗教學中，讓學生通過實驗以及對實驗現象進行仔細地觀察和記錄，可以發現和驗證生物學原理，學習科學的探究方法并獲得生物學知識。這對于培養學生實事求是的科學態度有著不可替代的作用。在“檢測生物組織中糖類，脂肪，蛋白質”的實驗中，發現不少學生在寫實驗記錄時，記錄蘋果組織中是否含有上述三種化合物時，他們想當然地認為只含有糖類，由此看出他們并沒有認真做實驗。針對這種情況，我的做法是要求這部分學生重新做實驗，并按所觀察到的現象記錄實驗結果。在這些細節上的嚴格要求，不僅使學生學到了扎實的生物學知識，也培養了學生實事求是的科學態度。

2.3 實驗結果的分析

在實驗教學中，往往會出現實驗現象跟教材中預設的實驗現象不相符。如在“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”實驗中，學生無論用口腔上皮細胞還是用洋蔥鱗片葉內表皮細胞做實驗材料，效果都不明顯，幾乎都看不到被染成綠色的細胞核，整個視野都呈現淺紫色。這個時候我沒有簡單的將學生的實驗結果定義為失敗，而是鼓勵他們去積極的尋找原因。最后學生通過查閱資料發現該實驗的染色機理是：甲基綠和吡羅紅混合染色劑在對DNA和RNA進行染色時，兩者之間存在著競爭機制，甲基綠容易與聚合程度高的DNA結合呈現綠色，吡羅紅容易與聚合程度低的RNA結合呈現紅色。同時當PH偏低時，甲基綠染色效果差，當PH偏高時，則吡羅紅染色效果差。而我們在配置甲基綠吡羅紅混合染色劑時要求將PH值調到4.8，而在實際操作中，當我們染色以后存在一個用鹽酸水解的過程，導致PH偏低，造成綠色染不上。這時學生大膽提出能否省去酸解這一步，保證染色全程在適宜的PH下進行，結果實驗現象十分明顯。在這個過程中，學生學會了從材料、原理、試劑和方法等實驗的各個要素正確分析實驗失敗的原因，從而培養了實驗分析和探究能力。

3 實驗能力培養過程中應注意的幾個問題

3.1 轉變教學觀念，做學生實驗的引導者

在學生分組實驗前，教師有必要先做預實驗，及早了解實驗過程中可能會出現哪些問題，如果出現了問題應該如何解決等等。如在“溫度對酶活性的影響”的實驗中，老師通過預實驗了解到放于冰塊中維持5分鐘的那支試管結果不明顯。當學生在操作的過程中可以引導學生將冰塊換成冰水混合物，將保溫時間延長至8分鐘，經過這樣的引導，學生做出的實驗結果比較明顯。

3.2 讓學生多動手，培養學生實踐操作的能力

動手操作是生物學科特有的課堂教學形式。操作是一種技能，操作強調動手，行為心理學告訴我們，一種技能需要足夠的刺激才能形成，要讓學生多動手，從操作的角度培養學生的科學技能。學生通過自己親自動手既體驗了自主學習的快樂，也提升了學習的價值。

3.3 改變實驗課的評價方式。

實驗教學的評價既要考評學生對實驗原理、實驗結果的理解，更要考評學生在實驗過程中多表現的實驗態度、實驗能力。對實驗成功與否的認定不僅限于是否得出正確的實驗結果，更重要的是參與了實驗的過程，通過合理的評價改變做與不做實驗都一樣、做不好還不如不做的現象，形成一種“做”比“看”好，能獨立地做，創新地做則更好的實驗氛圍。

（作者單位：福建省福州鼓山中學）