高中生物實驗教學中如何提高學生思維能力

程寶義

高中生物學科是一門以實驗為基礎的學科，實驗教學在生物學的學習中占有非常重要的地位。讓學生觀察思考、動手操作實驗，在動眼、動手和動腦相結合的過程中理解實驗，不僅能夠培養學生的實際操作能力，同時也能夠全方位提高學生的思維能力。

一、遵循認知規律，激發興趣

認知的開始往往是被動的，就像一個坐在車窗前的游客，窗外的景觀不斷在眼前閃過，對這些景物的認知是被動的，只是瞬時記憶，很快就會遺忘。而當他看到一個感興趣的事物時，如一片風景秀麗的湖泊，就會引起他的注意，并主動下車觀賞一番，形成長期記憶，甚至多年以后還會想起。學生的學習過程也是如此。課堂上教師傳授的知識，多數情況下學生都是被動記憶，這種記憶是短期的，不深刻不長久。對于學生認知規律的把握讓我清晰地意識到，讓學生變被動認知為主動探求知識，引發學生的思維興趣，這是生物實驗教學中非常關鍵的一環。為此，我以教材中實驗教學內容為抓手，不斷進行摸索，最大限度地激發學生的思維興趣，以提高學生的生物素養。

例如，教材中“生長素的生理作用”這一課。教學之前，我就想到用生活中常見的實驗材料，設置一個認知空間，讓學生自己觀察學習。于是，我帶領學生到實驗室進行了準備實驗，將大蒜分別放置在不同濃度的吲哚乙酸（生長素）溶液中，觀察生根情況。這一實驗結果需要在一周后才能觀察總結，此結果用作生長素生理作用具有兩重性的重要依據。在等待實驗結果的這一周時間里，我發現很多同學利用下課時間多次來到實驗室觀察大蒜的生根情況，他們對實驗結果充滿了好奇，也因此，對實驗過程充滿了興趣。我知道已經成功將學生的注意力吸引了，課堂上必將成功激發學生的思維興趣。不出所料，在一周后的教學中，這些學生思維活躍，發言也變得更加積極主動，并且能夠準確畫出生長素的生理作用曲線，深刻地理解了生長素生理作用的特點，到達了非常好的教學效果。

二、注重動手實踐，培養探究能力

首先成立生物實驗小組，讓每個學生都能親自參與實驗中來。對于顯微鏡的使用，臨時裝片的制作等生物實驗基本操作，指導學生親自動手，反復實踐，以至熟練掌握。在此基礎上，結合實驗內容，拋出問題，讓學生帶著問題進行實驗操作。在實驗過程中引導學生不斷觀察思考，讓學生的眼、腦、手緊密結合，以提高學生的觀察和思維能力。

如，“觀察質壁分離與復原”生物實驗教學。在實驗前，教師提出這樣幾個問題，引導學生進行探究。1.此實驗為什么選擇洋蔥鱗片葉外表皮作為實驗材料，還有什么材料可以選擇？2.實驗用的蔗糖溶液的濃度時0.3g/ml，其他濃度可不可以？3.選用KNO3溶液行不行，實驗現象如何？這些問題是是教材上沒有答案的，需要學生親自觀察并且動腦思考才能回答上。這樣學生帶著問題去觀察去實踐，就能做到有的放矢，動手實踐的同時，提高學生的探究思維能力。不僅如此，教學中我發現，相對復雜的實驗操作更能鍛煉學生的思維能力。例如，在“觀察洋蔥根尖細胞有絲分裂”的實驗中，裝片的制作需要經過解離→漂洗→染色→制片，這幾個比較復雜的操作過程，然后在顯微鏡下觀察實驗結果。這個過程中，教師不斷提出問題，讓學生反復觀察思考，并動手實踐得出結論。這樣相對復雜的實驗過程，反而能夠讓學生在親自做、看、聽、寫的過程中形成多維度的、多層次的記憶，這樣的記憶相對牢固也比較穩定，有的學生甚至一生都難以忘記。這樣的實驗教學，在學生的探究思維方面發揮的作用應該是受益終生的。

三、模型構建，鍛煉表達能力

實驗的目的在于學生通過觀察思考、動手實踐進而生動的獲取知識，懂得原理。那么，如何引導學生把觀察到的現象分析總結，并且表達出來，進而上升為理論知識，這個過程自然成為實驗教學的重點。

例如，在“生長素的生理作用”一課的教學中，我帶領學生以大蒜為材料，在不同濃度的生長素溶液中培養生根，對生根情況進行了為期一周的實驗。這個過程中，我要求學生每天固定幾次觀察，并把真實的數據記錄在表格中。由于學生興趣深厚，每天觀察次數極頻繁，可以說是細致入微。一周后，我指導學生依據觀察數據繪制曲線制成了數學模型，該模型可以直觀的體現出生長素生理作用的特點。由于是學生自己動手操作記錄之后繪制出的東西，直觀上加深了學生對知識的理解，同時也提高了學生的思維表達能力，形象地將動手實驗上升成為了理論知識。

四、重視實驗分析，培養創新能力

實驗操作完成后，對實驗結果的分析是提高學生思維能力的重要環節。讓各小組進行比較，對實驗結果不理想的小組，教師不要急于指出問題所在，給學生最大空間，讓他們自己分析，小組討論，共同找出失敗的原因。例如，在“觀察質壁分離”的實驗中，有的小組各步驟操作均是規范的，但只觀察到了質壁分離沒有觀察到復原現象。經過學生們的討論和分析，認為很可能是配置的蔗糖溶液濃度過高，導致植物細胞失水過多而死亡，所以無法完成質壁分離的復原。找出原因后，我又指導學生重新配置了蔗糖溶液，之后，學生重新操作，達到了理想的實驗效果。

對實驗結果的分析是生物實驗教學中至關重要的一環，深化課本知識的同時，培養學生分析問題、解決問題的能力。與此同時，我也鼓勵學生對書本上的一些實驗步驟敢于質疑，并提出改進方案，大膽嘗試。如在“觀察洋蔥根尖細胞有絲分裂”的實驗中，有一個步驟是“壓片”，就是將蓋玻片的上面再加一個載玻片，然后用拇指按壓，達到使細胞分散開平鋪成單層細胞的效果。在實際操作中有的學生發現此做法的效果不佳，于是采取了一種新方法，是用未削過的鉛筆多次輕輕敲擊蓋玻片，就可以達到目的。此做法既簡單效果又明顯。我特別將此方法向全班推廣，并及時對采取此做法的小組進行了表揚，使學生獲得了成功的喜悅，增強了學習興趣，創新思維能力得到了有效提升。

在生物實驗中蘊涵著培養學生思維能力的多種方法，我還在教學中一一探索總結。學生即使親自做了實驗也不一定能得出正確的結論，只有在親自動手的基礎上，運用正確的思維方法，才能得出科學的結論。教師在實驗中有意識地訓練和培養學生的思維能力，是生物教學目的之一，學生形成了系統的實驗思維能力，才能順利地解決實驗中遇到的問題。

編輯/魏繼軍