本站原创生物学是一门以实验为基础的自然科学,现代生物学的发展尤其依赖于科学实验,一定程度上实验就相当于生物学的灵魂.因此,实验教学一直是高中生物教学必不可少的一个重要环节.然而从我国教育发展情况看,多年来实验教学都从属于理论教学,实验教学长期以来被视为理论教学的补充,难以切实做到利用实验培养学生的科学素质.实验教学成为我国生物科学教育中最薄弱的环节,是生物教学最需要解决的问题之一.那么在生物实验教学中到底存在哪些问题呢怎样改进才能切实提高生物实验的质量呢这些都是需要教师在实践中不断总结、反思的问题.
1 生物实验教学现状的分析与思考
1.1实验课堂气氛沉闷,学生丧失探索兴趣
实验课程与理论课程相比,有着它得天独厚的一面.其一是由于实验的特点――多变产生的刺激所致；其二是由青少年好奇心心理的本能驱使.但是,目前不少学校生物学教学实验课的教学效果却很一般,归其原因,主要是由于教师不相信学生的能力.
很多教师虽然已经承认了学生在学习中的主体地位,但对于学生学习潜能的认识还远远不够,在潜意识里还是不太相信学生能够自己学会甚至学好.新课标的全面实施带动了教科书的改革,老教材中的学生实验有详尽的操作与步骤,使得学生在做实验时可以按部就班.新课标下的教科书中,很多实验内容是“任务驱动式”的空白,必须由学生自己去设计完成,例如必修一教材中在学习“酶”这一节时,探究温度与pH对酶活性的影响这个实验就要由学生自己去选择材料和试剂、思考设计实验步骤、做出结果预测等.但是很多教师在教学时却仍然包办代替,总怕学生做不好,教师替学生分析实验原理,设计好实验步骤,甚至连可能出现的结果都细细给学生讲述,而学生只是依葫芦画瓢,按照即定的实验步骤,机械地去完成.学生的思维被限制,丧失探索兴趣,创新精神根本无从培养.
1.2生物实验课缺少反思,难以持续发展
在实验教学中,教师重视课堂上的教学,而对于实验后的总结与反思则往往忽视.原因包括以下3方面：①课堂实验时间紧,来不及当堂及时总结；②实验过后教师不愿再花时间去反思强化；③教师责任感的缺失与认识上存在问题,认为实验做了,能力就自然提高了,而对实验报告的功能缺乏应有的认识.做完实验后,很多学生没有交实验报告,已交的实验报告有很多没有批改,批改了的也多是日期加一阅、一钩带一点,造成生物实验“有始无终”、“有过程无结果”、“有预设无生成”的现象,缺少反思精华,不能持续发展,削弱了实验教学功能的最大化发挥.
2 提高生物实验质量的策略
2.1教师转变教育观念,培养创造性人才
好的实验室是培养创造性人才的摇篮,世界著名的卡迪文实验室曾培育出26位诺贝尔奖得主,因此一名生物教师要创造条件,千方百计地开足、开全教材中的实验,考虑章节之中的实验和探究等活动的设计,尽早充分准备,保证落实实验活动时间,防止理论教学挤兑实验教学学时的现象,保证生物实验教学的质量.
2.2重视发挥学生在实验中的主动性
教师应改变传统的“抱着走,灌输式”的教学方法,采取“点、拨”的方式放手让学生独立进行实验,能较好地培养学生的动手能力和创新思维.
所谓“点”就是点要害、抓重点.实验中,教师只要向学生指点清楚实验的注意点：如对变量的控制、对照实验的设置、遵从“单一变量”原则等.例如在“探究温度对酶活性的影响”实验中,教师应向学生指点清楚该实验中自变量、应变量分别是什么；用什么方法控制自变量；怎样检测因变量；如何排除pH和其他因素对实验结果的干扰.探究实验的步骤设计、实验过程、结果分析应放手让学生自己去完成,实验结束应引导学生进行反思总结,实验现象的分析一定要实事求是,尽可能联系已经学过的知识解释相关现象等.
所谓“拨”就是拨疑难,排障碍.当学生实验遇到问题时,一开始可能摸不着头脑,不知从何下手,这时,学生和教师都不要紧张：尤其是教师,切忌把解决问题的方式方法一古脑都端出来,采取包办代替的方式,要给学生留有思考的空间.这时教师可采取引导的方法：可以从现实引导到实验,从简单引导到复杂,让学生在遇到问题的时候,通过独立思考和教师适当引导指点,找到解决问题的途径.
例如：“观察植物细胞的有丝分裂”实验中对根尖临时装片的制作,学生在压片过程中,往往用力过重或过轻,根尖细胞压烂或者不分散,造成前功尽废.教师可以鼓励学生按不同的方法来压片,一种按教材方法做,一种不用镊子弄碎根尖,也不在装片上再加一片载玻片,而是用镊子轻轻按盖玻片几下,结果发现改进后的方法效果更好.通过这个过程,学生的动手能力得到了培养和增强,同时能够激发学生的思维,提高解决问题的能力.
通过点、拨,从分析问题到解决问题,学生学习的主观能动性得到充分发挥.解决基本问题后,教师可以在此基础上进一步深化实验教学,引导学生正确查阅资料,鼓励学生运用所学知识进行构思,搞清问题的实质以后,再来解决比较复杂的问题,这样学生的创新能力才可能得到培养和提高.
2.3实验过程由原来的“结论验证”逐步向“过程探究”转变
目前在生物学实验教学中,大部分教师开展的是验证性实验.验证性实验有其好处,比如具有明确的实验目的、标准规范的实验步骤,而且可控性强,在做实验的学生比较多的时候方便教师管理,安全性也较好.如果不出什么意外,验证性实验很容易使学生在短时间里了解一个知识,教师指导学生做实验也比较容易.但如果全部安排验证性实验,也具有一定的弊端,主要在于束缚了学生的思维,尤其是创新思维,在事先知道实验结果的情况下,学生的兴趣下降,缺少兴奋性.对于教师而言,也容易变得思想僵化,按部就班,从而降低了生物学知识的趣味性.如果在实验中安排一些对于学生来说具有探索性的实验,或让学生自己主动设计一些实验的话,会明显提高学生的兴趣,培养起他们的创新意识.实验的设计实施过程中,学生可以组成相应的小组,有助于培养起合作精神和团队精神.
例如高中生物学教材中可以安排设计探究性实验的有：①比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率；②温度对酶活性的影响；③探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的催化作用；④设计实验观察生长素或生长素类似物对植物生长发育的影响；⑤设计并制作小生态瓶,观察生态系统的稳定性.这些实验要求在教师的指导下,学生完成设计方案,通过这些实验设计学生基本上能学会生物学实验方法,能够提出问题、做出检测设、设计实验.在实验过程中,要求学生科学观察记录,会分析和解释实验中产生的现象或数据,整理观察结果,得出结论.
2.4实验后及时反思总结――培养思维、持续发展
在完成实验后对实验结果的分析是提高学生分析能力的重要环节.因此在做完生物实验后一定要做好反思：①写好实验报告；②要组内讨论、组间交流,对实验操作的规范性进行评价,对实验的现象是预期的、还是意外的进行分析,对实验的结论进行总结与归纳,并对实验的改进或创新提出自己的看法.
例如：在显微镜下观察洋葱根尖有丝分裂装片,看到有的细胞重叠在一起,看不清每个细胞的形态,教师要让学生分析可能是哪一步骤出现错误.通过分析,学生得出原因可能有两方面：解离时间短；制片过程压片没压好.在同一实验中细胞中的染色体有时会出现颜色过浅,学生会分析出可能是没有漂洗或染色时间短所致.
又如质壁分离及复原实验中,观察到分离后加水没有复原现象,这是什么原因学生通过分析得出可能是质壁分离时间太长或外界溶液浓度过高,导致细胞失水过多死.这样通过对实验结果的分析也培养了学生严谨的学习态度.
3 结语
生物学实验教学是学生能力提高和科学素养形成的重要途径之一,要提高高中生物实验教学质量,教师必须对实验予以高度重视,从实验出发,在实验教学过程中不断完善和提高自己,把握好高中生物实验教学尺度.叶圣陶先生曾说：“教是为了不教.”新课程实验教学倡导探究性实验,探究性实验正是要求教师成为学生学习的引路人：导思、授法、总结、升华,培养学生探究能力和自主创新能力,进而达到学会学习的目的.