生物学实验教学中学生能力的培养论

生物学实验教学中学生能力的培养单位：巩义市西村镇三中作者：焦青军电子邮箱：20114 生物学实验教学中学生能力的培养摘要：本文论述了作者在生物学实验教学中结合具体的实验，如何培养学生的观察能力、实验操作能力、思维能力、创新能力等的具体做法和心得体会。以及在生物实验教学中的几点建议。关键词：生物学 实验 教学 能力生物学是一门以实验为基础的实验性很强的学科，新课程改革的核心就是生物学实验教学，生物学实验教学既是生物学教学的重要组成部分之一，又是一种有效培养学生各种能力的方法和途径。因为观察能力、实验操作能力、思维能力、创新能力等能力的培养主要是通过生物实验教学进行的。我经过十几年的生物学教学，我在生物学实验教学中就学生能力的培养方面，谈一下我的心得体会。1.在生物学实验教学过程中观察能力的培养观察能力是生物学实验教学培养的能力中的最基本的能力，初中生物学学生实验中，单纯的观察实验就有个，而且观察能力贯穿于全部实验中。因此，教师要培养学生具有全面地、正确地、深入了解事物本质特征的观察能力。1.1让学生明确观察目的和任务观察是人对客观事物的一种生动的感性认识形式，它往往通过多种感觉器官的联合活动，并在大脑思维的参与下进行的。在实验时，必须对观察者预先提出观察目的或任务，拟定计划，按计划仔细地观察，提出问题，认真思考，寻求结果，这样才能保证注意力集中在所要观察的事物中。例如：观察洋葱内表皮细胞的实验，实验目的是要求学生在观察中认识细胞的结构，观察前教师应强调细胞膜紧贴在细胞壁内壁上不易辨认，液泡也不太清楚，要调好光圈，光线强弱要控制适当。使学生按照老师提出的目的要求去操作去观察。这样可以很好的培养学生的观察能力。1.2培养学生科学的观察方法和求实态度观察能力的提高，有赖于正确的观察顺序和方法，教师要教会学生用正确的方法进行观察，对培养学生观察力是很重要的。1.21先整体观察后局部观察教师要指导学生全面地进行观察，观察时要抓住事物的各个方面及其发展变化的全过程，这样才能认识事物。例如：观察植物根毛和根尖的结构，先观察根的形态特征，然后用放大镜、显微镜观察根毛的位置，根尖的结构，认识和掌握根尖的根冠、生长点、伸长区及根毛区的细胞形态结构特点。局部观察要求学生在观察时抓住事物最本质的属性，注意它们之间的细微差异，进而发现事物各个侧面的特点。例如：在观察花的形态和解剖花的结构实验中，首先观察小麦花与桃花的形态，我们向学生提示这样一个问题：桃花开的时候为什么会招引许多蜜蜂前来传粉？小麦花开的时候为什么却很少见到蜜蜂或其它昆虫前来传粉？使学生认识和掌握风媒花与虫媒花的形态特征上的区别。其次老师指导学生进行两种类型花的解剖，仔细观察桃花子房基部的突起结构桃花的蜜腺，弄清花蜜产生的原因。而观察小麦花结构时却没有这种蜜腺结构，使学生弄清虫媒花与风媒花的结构上也有差异。通过解剖观察使学生认识了两种花在形态结构和功能上的区别。进而理解生物的形态、结构、功能的三位一体。1.22 对比观察 对比观察是运用纵向横向比较法进行观察，同中求异或异中求同。对比观察可以从平常的现象中发现不平常的东西，要从相似的事物中找出差异以及从差异中找出共同点或因果关系。例如：在观察单子叶植物与双子叶植物形态、结构时，要让学生逐个比较：一是叶脉的结构：平行脉与网状脉；二是茎的结构：有无形成层；三是种子胚的结构：一片子叶与两片子叶，有无胚乳。四是根的形态：直根系与须根系等，通过对比观察，学生对单子叶植物与双子叶植物形态、结构特征就有深刻认识容易掌握。1.23重复观察为了保证观察的结果可靠性真实性，观察的次数要多，否则就难以区分偶然发生和一贯现象，也就是苏联生理学家巴甫洛夫所说的“观察、观察、再观察”，他深刻揭示了观察的严肃性和科学性。只有让学生反复的观察，才能真正认识事物的本质属性。2生物学实验教学中实验操作能力的培养21 在生物实验中让学生苦练基本功，培养动手操作能力首先让每个学生亲自去动手做每一个实验，要求每个学生都动手。如显微镜的使用和装片的制作等是生物实验的最基本技能，尤其是显微镜的使用，直接关系到很多实验的成败，例如：制作洋葱鳞片叶内表皮细胞临时装片时，撕取内表皮盖盖玻片染色观察，这几个复杂过程，如果显微镜不能正确熟练使用，装片做的再好，也观察不到应有的现象，使实验前功尽弃，所以在练习使用显微镜实验中要求每个学生都要动手操作练习，教师要指导学生操作的规范性、科学性，使每位学生对显微镜的使用都达到熟练程度。从镜头的安装，视野的调节，装片的安放到调焦观察都能熟练准确进行。通过训练，学生的动手能力提高很快。还有，装片制作很重要，我总结为七步法： 擦 滴 撕 展 盖 染 吸 。尤其是训练学生怎样盖盖玻片，才能使装片不出现气泡等。教师要教会学生练习盖盖玻片方法：盖玻片与载玻片成45度夹角，用镊子夹着盖玻片从左向右滑行，直到盖玻片下端挨着水滴并且水滴沿盖玻片下端散开后再轻轻盖在水滴上。让学生多练习，反复练习，培养学生规范的实验操作能力，培养学生良好的实验素质。3初中生物实验课中思维能力的培养生物实验是以认识生命运动的本质和规律为目标的实践。在每一个实验的过程中，从实验方案的设计，实验结果的分析到实验 报告的完成，每一步都要思维。生物实验有利于学生发现问题，使学生在分析实验问题和在解决实验问题中锻炼思维能力。思维能力是生物实验中培养的重要能力。31要启发学生的思维积极性 兴趣是思维活性的引擎，求知的需要是学习动机的基础。当学生对某个问题产生兴趣时，就会围绕着这个问题积极主动地思考起来。由“实验”表面所引起的，只是直接的兴趣，维持不了多久。要想保持学生持久的兴趣，就要善于“创造”种种诱因。 从生产实际和学生生活实际引出实验课题，不断明确实验目的意义，不断提出有思考性的问题引起学生思考 。例如能否先滴碘液再加热？为什么要设计对照实验？制作人口腔上皮细胞临时装片时，为什么要滴生理盐水？用蒸馏水会怎样？教师在实验前、后启发引导学生带着问题去观察思考，动手动脑，将观察和思维活动紧密结合起来，提高了学生的观察能力和思维能力。通过这些手段，及时地把学生的直接兴趣发展为间接兴趣。思维总是在观察问题和解决问题的过程中进行的。当一个人有某种需要时，思维就活跃起来。我们要善于利用实验中的一切来引导和调动学生思维的积极性。 32 让学生掌握科学研究的基本过程 科学的思维方法首先是明确科学研究的基本过程，即探究问题的基本程序。例如，观察鼠妇活动的实验设计思路。 通过“鼠妇实验”，要让学生感受和理解掌握科学研究的基本过程：提出问题做出假设实验分析结果得出结论。初中所有的生物实验几乎都体现了这条思路， 通过生物实验使学生理解掌握科学研究的基本过程，经过反复训练，把科学研究的程序内化为学生的思维习惯 。 3.3训练学生的思维操作技能 思维操作技能包括分析、综合、比较、抽象和概括等几个步骤。在生物实验过程中要实现对某些生命现象的本质和规律的认识，就要对实验中获得的感性材料进行一系列的分析、综合、比较、抽象和概括等思维操作才能实现。 3.31 分析 根据系统论的观点，任何一个生命体或一种生命现象都是由部分、层次、要素组成的开放的有序整体。只有将其分解，才能一部分一部分逐步地研究，深入其内部，发现其本质。把整体分解为部分而进行逐个研究的过程就是分析 。例如，研究“影响鼠妇活动的外部条件”时，先把“外部条件”分析成光、水、化学物质等单个因子， 然后逐一研究和鼠妇活动的关系；在探究“光合作用”时，也是将其分解为原料、条件、产物几部分，而它们每一部分又是由次一级的成分组成。为了便于研究还须进行更深层次的分解。所有的科学实验都离不开分析。另外实验完成后对实验结果的分析也是提高学生分析能力的重要环节，对实验现象明显，效果好的装片，让全班学生对比看，对实验效果差的同学，不急于指出毛病出在哪，而帮助他们分析没能达到预期效果的各种可能情况，让他们自己找出失败的原因，从而提高学生分析问题的能力。 3.32 综合 我们把生命体的各部分，把生命现象的各个方面和属性联合起来，形成对生命体和生命现象整体认识的过程，这就是综合。例如在了解了细胞膜、细胞质、细胞器、细胞核等构造之后，再把它们联合起来就形成了一个完整的生活的细胞的概念。分析和综合是相辅相成、紧密联系的对立统一的关系。它们是思维活动的基础。 3.33 比较 是把生物各个部分的构造、功能和某些属性逐个对比，并确定它们之间的异同点。这就为进一步认识生命的本质和规律、进行抽象和概括打下基础。例如，比较动植物细胞在形态构造、功能等方面的相同点和不同点 ，比较单、双子叶植物不同等，这些都是比较的过程。 3.34 抽象和概括 就是找出各种生物体或各种生命现象中共同的本质的属性，或找出各个部分构造之间，功能与构造之间，生物与环境条件之间的因果关系，从而抛开次要的、非本质属性和非因果的偶然联系。然后把抽象出来的本质属性，必然联系加以综合形成概念和判断，达到对生物现象的本质和规律的认识。例如，在了解的植物的各种花的知识之后，舍去颜色，形状等次要属性而抽取出都有“花蕊”及担负“有性繁殖”功能这两个最本质的特征，形成花的概念，这就是对花的抽象和概括。 分析、综合、比较、抽象和概括等都是在同一次思维活动中共同参与，紧密结合。分析、比较 、综合是抽象和概括的基础，而抽象和概括是思维的核心。只有通过抽象和概括才能认识事物的本质属性和发展规律，形成概念和原理，使人们对事物理性的认识。 3.4 培养学生思维的逻辑性 思维的逻辑性主要指能正确运用概念、判断、推理的形式进行思维和表达思维的结果。在实验过程中，学生通过观察和动手操作获得大量感性材料，然后对这些感性材料进行分析综合比较，抽象和概括出各种生命现象的本质属性和必然联系，再以概念、判断、推理的形式表达出来。生物学中的各种基本概念、规律、原理等都是概念、判断、推理的具体体现。这些就构成了生物学的知识体系。 生物实验中经常用到的推理方法主要有归纳推理和演绎推理。这就为培养学生的推理能力创造了有利条件 。 归纳法是从个别事例概括出一般原理的思维形式。归纳法在中学生物实验中是普遍存在的。比如，一个鼠妇喜暗怕光，二个鼠妇喜暗怕光，从多数的鼠妇喜暗怕光，归纳出所有的鼠妇都喜暗怕光。演绎推理，是从一般原理到特殊事例的推理。例如，检验光合作用产物之一淀粉就应用了演绎推理的思维形式。 大前提 所有遇碘变蓝的物质都是淀粉， 小前提 如果光合作用产物之一遇碘变蓝， 结论 那末，光合作用产物之一就是淀粉。 演绎和归纳是科学研究的两种基本方法。在科学探索中，它们是相辅相成紧密联系。培养学生的思维能力，需要充分开发生物实验中的有利因素，明确目标，教会思维方法，训练要得法，转化成能力，注重实际效果。4创新能力41实验要增强趣味性，激发学生的学习兴趣和创新动力 “兴趣”是学生萌生创新意识和展开创新思维最原始、最直接、最强劲的动力。学生在这种动力的驱使下，自主性和积极性、学习与实践的热情才被充分地激发。浓厚的兴趣，是诱发探索的欲望和创新的动力。 42课内外结合，扩展创新空间 初中生物新教材有些探究课内完不成，需要在课外进行，例如，调查校园的生物种类。在调查活动中及时对学生的发现和创新给予肯定和鼓励，让学生体验到成功的喜悦，强化学生的自信和对创新的渴望。开展课外活动，扩展实践和创新的空间，这是对课本知识的延伸和突破，培养了学生的创新能力。 43 创设创新的情境，培养学生的问题意识 创新应从问题开始。要培养学生的创新精神，就要培养学生的问题意识。教师要创设民主、和谐、宽松的氛围与情境，鼓励学生不断地发现问题、分析问题和解决问题， 在实验的过程中发展学生的创新思维。例如，验证胆汁的消化作用，学生提出，是否可以用猪胆汁代替鸡胆汁？用其他植物油可以吗？用动物脂肪会怎样？在实验中培养了学生的问题意识和思维的新颖性与独特性等创新思维的品质。 4. 4生物实验的创新 4.41实验材料的创新 生物实验材料的选择是实验成败的关键。选择生物实验材料的原则是：1.可控性。2.生物学稳定性。3.来源可靠、经济易得。4.可操作性。依照这些原则，在实验中引导学生根据实际情况，探究、发现新的实验材料，培养学生的创新精神。例如，维生素的脱色实验中，学生发现用橙子取代菠菜，效果更好。 4.42实验条件的创新 实验条件的改变也是影响实验现象是否明显、反应速度快慢的重要因素。 例如，验证唾液淀粉酶对淀粉的消化作用的实验中，用市场上购买的纯淀粉酶代替学生提供的唾液做实验，改变了学生提供唾液的不雅观、不卫生状况，而且纯淀粉酶可配制成不同浓度的溶液，使实验由定性变为了定量研究，这样大大加强了实验的科学性。更重要的是实验条件也可改变，温度由37C提升到四、五十度，加快了反应速度，使实验效率更高，效果更好。443变验证性实验为探究性实验 探究实验是发现与创新的沃土。生物学教材中验证性实验占多数。如果教师先讲授知识，然后再按要求通过实验来验证其正确性。这样将造成学生认识过程的思维定势，抑制了学生的创新思维。这样的验证实验我们必须加以改变。例如，观察草履虫实验，先讲述草履虫的形态结构及其运动方式，然后安排实验加以验证。可以改变为先由学生实验观察，去探究发现草履虫的形态及其运动。这仅仅是将讲课与实验的顺序颠倒，但实质上我们已经将验证性实验变为了探究性实验。学生在实验中的收获是前者无法相比的。教学效果很好。总之，在生物实验教学中，通过对学生实验能力的训练，确实提高了学生的观察能力，动手操作能力，思维能力和创新能力。也培养了学生严谨治学的科学态度，求实创新的科学精神和良好的实验习惯。为了多培养创新人才，最后，我建议,我们在中学生物实验教学活动中:1)少一点灌输验证,多一点启发探讨。这样做将会对学生的思维、分析能力的培养起到很好的作用。2)少一点包办限制,多一点激励创新。这样做,相信对学生的思维、创新能力的培养将会起到更好的作用。参考文献：中学生物学教学