泸县四中-张群芳-浅谈如何提高高中生的生物实验操作能力

泸州市第十八届教育信息技术和实验教学研究成果申报材料

浅谈如何提高高中生的生物实验操作能力

泸县四中   张群芳  杜燕红

内容提要:

实验操作能力是生物实验能力的三个分散度中的一个重要指标。新课改后，对学生实验操作能力培养的要求越来越高。但是，在实际的高中实验教学中，由于实验场地、实验器材、课程进度等多种条件的制约，往往被迫忽略对学生实验操作能力的培养。所以探究如何提高高中生生物实验操作能力及其具体实施方案对于一线教学的老师来说至关重要。本文通过参考一些国内外的研究、教学案例以及教学调查，旨在对如何提高高中生的实验操作能力提出一些可行性的方法。

关键词：高中生物学；实验教学；实验操作能力

1 高中生实验操作能力研究现状

《生物新课程标准》提出要倡导学生进行探究性学习并注重学习内容与现实生活的联系。此标准为一线教师的教学提供了实验教学的要求与依据，其中就包括在实验教学中要注意加强对学生动手能力的培养。然而，由于应试教育的长期影响以及前期对生物实验的忽略，高中生的生物实验动手能力普遍较弱，特别是在农村中学。实验教学费时费力，效果不明显，而如何在有限的时间内充分培养学生的动手能力，值得生物教师不停的探索与改进。现有研究在探索生物实验教学的课堂结构、学生探究能力、合作能力等方面较多，而关于探究学生的实验操作能力的研究相对较少。本研究的相关案例可以应用到日常的教学活动中，具有可行性和应用价值。

实验能力包含理论思维、科学观察和操作三个方面的因素，其中实验操作能力是指在实验过程中一系列规范而有序的动作^［1］。上世纪60年代开始，英美等多国就十分重视对学生实验操作能力的培养^［2］。国内现有的研究多注重于如何整体提升学生的实验理论思维以及科学观察方面。如，苏守宜提出要培养生物实验教学中的观察能力，赵德英提出要提高学生设计实验的能力^［3-4］。而对于如何提升学生的实验操作能力的探讨却较少，但仍有部分教育工作者做了一些先导性的研究。饶有生，宁富文早在1999年就提出用“骨干辅导法”和“发现法教学”培养学生的实验操作能力^［5］。林更生提出通过创造实验条件和做好实验的准备工作来提升农村中学学生的实验操作能力^［6］。近年来，权顺江提出通过引导学生自己动手来提升实验操作能力^［7］。本文在前人研究的基础上，旨在提出一些新的、切实可行的方案，为高中生物实验教学的提升提供一些参考。

2 提高高中生实验操作能力的措施

2.1培养兴趣自主探究

兴趣是最好的老师，要培养学生的动手能力，首先要激发学生学习与动手的兴趣。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”一个实验，通过老师的讲解或者观看相关的实验视频，都不如先引起学生的关注然后让学生亲自动手掌握的更加牢固。因此，激发学生的探索与实践兴趣是培养学生操作能力的重要前提。所以，要培养学生的动手能力，首先要让学生产生亲自操作的动力。那么动力从何而来就需要老师进行适当的引导与提问。例如在检测生物组织中蛋白质的实验中，首先引入前几年比较受关注的三鹿奶粉事件，然后提问学生：为什么毒奶粉会危害婴儿健康？又要如何检测奶粉中主要营养物质蛋白质？然后再引导学生进行下一步的学习。又以探究酵母菌的呼吸方式为例，首先提出生活中的问题引导学生回答：家里如何蒸馒头？如何酿酒？蒸熟的馒头为什么比较松软？酒的主要成分是酒精，它是酵母菌在什么条件下产生的？然后再让学生根据已有知识设计实验方案并进行操作。

2.2 学以致用，自主设计实验方案

在实验教学中，教师讲完实验原理之后，可以先让学生自主设计相关的实验方案，然后在小组甚至全班内进行一个方案的细化及点评。当学生自主设计了一个相对来说比较完整的方案之后，再鼓励学生进行实验操作，以提高实验的成功率。仍以探究酵母菌细胞的呼吸方式为例，在第一步提出问题引起了学生探究兴趣的基础上让其自主设计实验方案，并在适当的时候向学生展示验证有氧呼吸和无氧呼吸的两套装置，进一步激起学生的操作欲望。在此情况下，学生要拿出一个正确的实验方案就比较容易了。

2.3 操作-改进-再操作

实践出真知，即使已经有了比较详细的实验方案，要取得实验成功，往往还需要通过重复来摸索相关条件和积累经验。教师在鼓励学生亲自动手操作的同时，也要告诉学生不要害怕失败，要敢于重复，在重复中总结经验和教训，最后取得实验的成功。学生在亲自操作探究酵母菌细胞的呼吸方式实验中，往往会忽略很多细节性的问题。例如，有氧呼吸的装置中忘记通气，导致现象不明显；而在无氧呼吸的装置中并没有放置一段时间再连接澄清石灰水导致实验现象与有氧呼吸现象没有差别。这种时候就需要老师适时提问与正确引导，让同学们明白实验成功的关键就是对O₂的严格控制。然后再进行实验细节的修改，重复操作，取得实验的最终成功。

2.4 操作示范，强化技能

对于操作性实验，学生不仅需要探索与重复，还需要具体的操作指导。此时就需要老师进行相关的标准操作进行示范，或者借助多媒体等手段进行操作技能的指导培训，从而达到强化技能的目的。特别是对于一些细节的把控，学生往往因为记忆的模棱两可而进行错误的操作。例如：在进行蛋白质检测的实验操作中，学生甚至会忘记液体的量取应该用量筒，而反应过程应该在试管内进行。部分同学即使知道用量筒，却忘记了量筒的正确使用方法。在质壁分离的实验中，对于如何添加蔗糖溶液以及清水的操作也是花样百出。这种时候，教师就需要通过操作示范，或者播放标准的实验操作视频来强化实验操作中的细节问题。需要注意的是，这个演示的过程可以是在学生自己操作之前，也可以是在学生自己操作之后，教师要根据不同的实验进行合理的安排。如果是比较简单的实验学生是可以在设计方案时就考虑好细节的，例如高倍显微镜的使用时换到高倍物镜后只能调节细准焦螺旋，检测还原糖时需要水浴加热。此时教师的演示是为了巩固和提升教学效果。如果是比较复杂的实验，教师就得在学生自己操作前进行细节示范。比如在色素的提取和分离实验中，如何充分迅速的研磨、如何画滤液细线以及如何放置滤纸条等最好进行提前演练。而且，由于这个实验具有一定毒性还要向学生强调必须在通风处进行。这样既能保证学生的安全，也能提高实验的准确率及成功率。真正达到提高学生实验操作能力的目的。

2.5 总结归纳，强化记忆

知识通过总结归纳，就会大大降低理解、记忆与应用的难度。这也是实验完成之后书写实验报告的目的之一^［9］。学生通过自主设计、操作摸索以及老师的操作示范，对实验已经有了相对完整的认知。然后再通过总结归纳，就能够进一步强化记忆，将知识内化为己所用。要达到强化技能的效果，除了前期的一些列操作外，还必须向学生传达实验报告也是实验必备环节的思想^［10］，同时对其严格要求。细节决定成败，除了实验报告，老师还可以要求学生对整个实验操作过程中的注意事项进行详细的梳理，进一步提高对整个实验的把控。例如：血红蛋白的提取和分离这个实验，需要把握的注意事项就比较多，如果零散分布，学生就容易遗漏，此时让学生进行注意事项的梳理就有助于更好的掌握实验。

3 总结

实验操作技能是现在及未来的高中生必须掌握的一种重要能力，需要学校及老师不断鼓励和培养。在新课标的背景下，生物学科应该在抓紧日常教学的同时，创造各种有利条件，让学生们乐于探索，勇于动手，学会总结与归纳，不断提高实验操作能力与生物科学素养。

参考文献：

[1]俞闽婕. 从高中生物实验中观测学生科学探究能力的研究[D]. 2016.

[2]［美］国家研巧理事会著，美国国家科学教育标准，哉守志等译，科学技术文献出版社，1999.

[3]苏守宜．生物实验教学中观察能力的培养，湖南教育[J]．2003，（13）：51

[4]赵德英．从思维方法上提高学生设计实验的能力，生物学教学[J]．2003，（11）:46-47

[5]饶有生, 宁富文. 论高中学生生物实验操作能力的培养[J]. 江西教育学院学报, 1999, 020(006):81-82.

[6]林更生. 浅谈如何提高中学生生物实验操作能力[J]. 课外阅读:中下, 2012, 000(010):P.295-295.

[7]权顺江. 高中生物实验如何提升学生的操作能力[J]. 教书育人(教师新概念), 2019, 000(006):52.

[8]朱正威，赵占良．人教版普通高中课程标准实验教科书生物必修1：分子与细胞［M］：92

[9]张凌霞. 基于生物学核心素养的高中生物实验教学[J]. 中学教学参考, 2019(20).

[10]丁少辉. 论实验报告单的重要性[J]. 新课程.教师, 2016, 000(011):P.218.