通过合作探究提高学生生物实验能力

生物学是一门实验性很强的学科，生物实验在实验教学中要努力挖掘相关教学素材，加强对学生科学实验能力的培养。下面是我在实验教学中运用自主合作探究学习的模式来对学生科学实验能力培养的尝试。

一、创设情境，启发学生提出问题

创设问题情境，关键就是设法让学生将要学习的知识与他们的经验建立联系。例如在"植物的呼吸作用"一节教学中，我将课堂设在实验室里，首先让学生观察实验桌上3个透明塑料盒，里面分别装满刚收获未晒干的玉米种子、未充分晒干的玉米种子和充分晒干的玉米种子，提出实验室需要"将这些种子全部长期储藏"。让学生运用所学的植物呼吸作用的原理，提出与种子储藏有关的问题。

经过学生的自主思考和小组讨论之后，学生提出的问题主要是：新鲜的玉米种子和较潮湿的玉米种子，若长时间放在一起可能会产生较多的水蒸气，导致种子发霉变质？含水量较高的种子长期储藏，种子中的温度可能会升高？--对学生提出的问题，教师表示"值得探究"。我接着启发学生提出上述问题的根据是什么？学生经自学课本"植物的呼吸作用"知识后，回答："新鲜的种子可能会因为含水量高而代谢旺盛、呼吸速率高、释放能量多，会消耗大量有机物"。有的学生还给予补充："若将种子晒干后，并给予适当低温或充入氮气的环境，可能会更有利于储藏。"

又比如在探究"光对鼠妇的影响"时，我先让学生认识鼠妇以及它的生活习性，观察鼠妇的生活习性，让学生熟知鼠妇的一些现象。这样学生自然就会想到很多问题了。如鼠妇生活在什么环境中；光对鼠妇有影响；土壤的湿度和温度对鼠妇有影响等等。

对于学生的发言，我认为要根据教材特点，积极创设情境、做学生学习的引导者，能够有效促进学生自主学习，客观的观察实验材料，并联系所学到的知识，提出与之相关的、具有值得进一步探究性的问题。

二、引导学生对提出的问题作出假设

引导学生对提出的问题作出假设，实际上是促进学生主动依据发现的事实材料和主动应用所学的科学原理知识，激发创造性的思维潜质，提出初步的假定，并且能够进一步作出推断，依据提出的假说，进行推理得出假定性的结论的过程。这既有助于培养学生的科学实验能力，又有助于学生对所学习的知识深化理解和强化记忆。

在探究"口腔对淀粉的消化作用"实验时，我向学生提出：馒头、米饭在口腔里越嚼越甜，能否对这个问题作出假设？思考片刻，学生提出了多项假设，如：（1）咀嚼时间越长，甜味越浓，认为馒头、米饭变甜的主要原因是牙齿的咀嚼作用。（2）甜味只有通过舌才能品尝出来，认为馒头、米饭变甜主要是由于舌的搅拌。（3）馒头、米饭变甜说明它的成分发生了变化，认为主要是唾液在发挥作用等等。

三、根据假设，启发学生进行实验设计

巧妙的设计实验是生物科学研究中检验假设正确性的必要途径。为了使学生了解设计实验的意义，我首先启发学生思考："你提出的假设是否正确呢？怎样才能得出确切结论？"在学生认识到"需要通过实验来证明"时，强调指出："假设仅仅是一种推论，因而，可能正确，也可能有错误，必须通过实验来确认假设正确与否，为了使实验正常进行，必须进行科学的实验设计。"同时建议学生以小组为单位选定某一假设，充分发挥集体智慧，合作设计实验方案，使所设计的实验方案具有可行性和科学性。

在学生经过选定某一种假设作为实验设计目标之时，我又提出如下问题："你们所要设计的实验研究中，确定哪种因素对所作的假设会产生影响呢？实验中如何控制这个因素呢？这个因素在实验中被称为什么原则？（指单一变量原则）"以上这些问题促使学生积极地转入实验设计的构思中。

经过引导和学生的讨论合作交流，最终达成了共识，学生的实验设计方案基本正确。例如，在探究"口腔对淀粉的消化作用"的实验，其中一个组的方案是：（1）取3只试管分别编号1、2、3号。（2）将馒头碎屑少许装入1号试管和2号试管，馒头块装入3号试管。（3）1号、3号试管各加2毫升唾液，2号试管加2毫升清水。（4）将3只试管一起放入37度的温水中10分钟。（5）取出3只试管，分别滴加2滴碘液并摇匀。观察各试管中颜色的变化。

在该小组介绍实验设计方案后，我及时肯定其中正确的方面；对于不严谨的地方，并没有直接指出，而是启发学生积极思考、发现问题、修正不足，以严谨的态度审定每一步实验方案是否具备科学性和可行性，力争使培养学生实验设计的能力落到实处。但经过思考，学生并没有及时发现问题，甚至认为完全正确。此刻，我启发如下："3只试管中分别放入的馒头块和馒头碎屑的量不同，滴加2滴碘液后试管中颜色的变化怎么有可比性呢？"经过启发，学生自主讨论交流，终于有位学生发现该设计中"实验变量并不唯一，既有唾液和清水的不同，又有馒头碎屑和馒头块的量的不同，会造成试管中颜色变化是由于馒头碎屑和馒头块的量的多少的差异而不准确，这样就不知道是哪一个变量造成试管中颜色的变化。这一发现使全班同学茅塞顿开，加深了对"变量的唯一性"的理解，同时也使学生对待问题的思考更加深入、细致、求精、求实。

四、指导学生正确进行实验操作

通过实验操作获得的实验数据是检验假设是否成立的第一手资料，因此，在人为控制的条件下完成的实验操作过程是科学研究的关键。为了提高实验成功率，调动学生实验兴趣，在进行实验过程中，组织学生小组成员间相互检查，及时发现错误、纠正错误，争取实验成功。例如，在探究"口腔对淀粉的消化作用"的实验中，经检查发现了如下错误：（1）有的小组水温偏高或偏低。（2）有的小组为了节约时间，实验时间太短等。同时发现实验效果明显的小组，让他们交流经验。

五、指导学生收集实验数据、分析归纳，得出实验结论，并进行实验反思

在实验教学中，我十分注重培养学生及时记录实验的事实、现象和数据；通过组织小组合作，对获得实验数据进行科学的分析和归纳；并学会总结和分析实验结论；小组之间进行交流，发现不足及时纠正；使学生在交流中学习，在学习中交流，在合作中成长。