解除实验困惑 提高生物科学素养

高中学生的实验知识几乎是从教材文字信息中获取的，储备量有限。学生对问题的理解常借助于教材中现成的知识概念和理论，这就造成了他们科学素养的相对低下。科学素养的核心是科学精神，是一个人探求科学真理的执着品质。科学精神只有在科学实践中才能真正养成。尽可能给学生提供科学实验的机会，有助于学生在科学实践中学习、锻炼和体验，在实践中享受科学探索的乐趣，在实践中萌生科学精神。美国教育家索里・特尔福德在《教育心理学》中写到：“当学习和技能的发展具有连续性的时候，迁移的产生是十分明显的”。新的认知的产生依赖于以往的知识结构，因此，为了提高学生的科学素养，在实验教学中，教师备教材的同时，如果可以放弃成人的思维层次，从学生的思维和认知角度出发，找出学生的困惑，以此去设计教学过程，提高学生科学素养，可达到事半功倍的效果。

一、从激发学生探究欲望的角度进行实验教学

缺乏激情是很难做好一件事的，科学探究也如此。只有学生处于一种高亢的学习、探究激情中，学习才会是主动的。教师在实验教学过程中不仅要使学生掌握知识，掌握技能与技巧，更要注重促进学生的智力、意志和情感的发展；要最大限度地调动学生的学习积极性、自觉性和创造性;注意发掘和保护学生的好奇心，解除学生探究欲望的困惑，激发他们的求知欲望，积极为他们创设探究的情景。例如，在上“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验课时，考虑到学生对观察植物细胞DNA和RNA在细胞中的分布充满好奇心，因此在完成原计划的“观察口腔上皮细胞DNA和RNA在细胞中的分布”实验的基础上为满足他们的好奇心，可提供一些植物细胞如洋葱表皮细胞、白菜表皮细胞让学生亲自设计实验，来验证自己提出的猜想。这样，整个实验过程中学生思维活跃、情绪高昂，他们在科学探究过程中体验到了学习乐趣，成功的喜悦，获得了科学知识，增强了探究的能力。

二、从提高学生实验能力的角度进行实验教学

1.从仪器的原理和药品的特性角度进行引导

对仪器的原理、药品的特性不了解，使用起来带有盲目性，就会产生困惑，所以教师要对仪器的原理和药品的特性进行引导。如：学生在对低倍镜和高倍镜的选择上，常不能根据观察对象的特点和观察目的进行合理选择。出于好奇心和对低倍镜、高倍镜特点的无知，总是一开始就用高倍镜，认为高倍镜总比低倍镜观察清楚。这种盲目性，带来了看不清目标的困惑。教师要从学生思维和认知角度出发，对显微镜的基本原理和操作方法进行引导，明确指出高倍镜放大倍数大，分辨率高，所看到的实际面积小，即视野小。而且倍数越高，要看到的材料厚度需越薄，高倍镜适宜观察局部和细节。低倍镜所看到的面积大，适宜观察材料的整体结构，以及寻找观察目标。再者由低倍镜换至高倍镜时，如果图像不太清晰，只需调节细准焦螺旋，就可以看清图象了。学生只有了解了这些基本原理，才能正确选用低、高倍镜和正确使用显倍镜。

2.从培养模仿和观察能力角度进行引导

提到培养学生的“动手能力”，有的教师认为：在实验时只是放开手脚让学生自己做。其实学生的动手能力和他们的认知能力一样，都是循序渐进的。现在的学生百分之八十以上是独生子女，他们的动手能力不是很强，教师让他们自己做实验时，他们常不知所措。所以，应该先让学生学会模仿，在模仿的基础上培养学生的观察能力、思考能力及动手能力。要注重引导学生学会正确的观察方法：如按顺序观察、多角度观察；边观察边思考；边观察边讨论等，从而培养学生认真细致的科学态度，掌握基本的科学方法。如“绿叶中色素的提取和分离”实验，教师应先演示后让学生动手。在演示中，引导学生观察：干燥滤纸，剪成长大于10厘米，宽小于试管直径的滤纸条，一端去两角，在这一端1厘米处用铅笔画一横线，用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀画一细线，待干燥后重复再划1―2次，将含有滤液细线一端朝下的滤纸条放在盛有层析液的试管中，用棉塞塞紧试管口，不能让滤液细线被层析液没及。一段时间后，观察试管内滤纸条上出现几条色素带，每条色素带的颜色和在滤纸条上扩散的距离。观察到胡萝卜素在滤纸条上扩散的距离约为9厘米；在滤纸条上扩散出四条平行的色带。在观察中引导学生边思考、分析实验原理、实验方法以及实验结果。如滤纸条剪成长大于10厘米的目的是让胡萝卜素在滤纸条上充分扩散；1厘米处用铅笔画一横细线，是为划滤液细线提供参照线，划出齐而均匀的滤液细线，是为了使层析液在纸条上扩散速度均衡；待干燥后重复再划1―2次，是为了增加色素的分子数，以便在滤纸条上走出四条明显的色素带来。如果未干燥的情况下连续划线，色素会随滤液中的液体（如丙酮）在滤纸条上的扩散而扩散，划出的滤液细线较宽，扩散出的相邻两条色带会发生部分重叠。在实验中，由教师示范并引导学生观察、思考、讨论，学生既知道实验应怎么做，也知道为什么这样做，长期以往，学生的实验动手能力就会得到提高。

三、从允许学生出错的角度进行实验教学

实验时，教师应鼓励学生针对教科书中“要”、“不许”、“不能”、“注意”等实验提示内容提出质疑，并要求学生作出解释，然后再进行实验探究。如“绿叶中色素的提取与分离”实验，为什么“不能让层析液浸没滤液细线，否则色素会溶解在层析液中，影响实验结果”。为满足学生的质疑心理，在保证安全的情况下，不妨让学生尝试“错误”的操作，这样，学生知道了违背“正确操作”所造成的后果，其印象要比教师反复地讲述要深得多，也更有说服力，其心理体验是前者无法相比的。

四、从解除害怕实验失败的角度进行实验教学

在实验课上，常发现学生只重视实验结果，不重视分析结果；只满足于实验的成功，不愿对实验失败的原因进行分析实验，而产生担心实验失败的困惑。对此，教师要引导学生明白：在实验过程中会有多种因素影响、干扰实验结果，致使实验失败的。教师要指导学生正确使用实验材料、用具；正确使用实验药品以及正确应用实验方法步骤等。教学生学会分析实验结果，找出实验影响因素，解除学生害怕实验失败的不良情绪，同时也让学生懂得：实践是检验真理的唯一标准，任何一个科学结论的产生都必须采取科学的方法，必须经过实践的检验。只有按照科学方法设计的、在严格的科学的检查和验证下进行的、且在相同条件下实验是可以重复进行的，才具有科学意义。这有助于学生养成求真务实的品格。

总之，青少年科学素养的培养是新形势下实施素质教育的要求，是时代和民族发展、科学技术对未来人才素质的要求。高中生物作为基础自然学科中开展实验教学的主要学科之一，我们一定要采取多种有效措施，解除学生的困惑，积极普及现代科学知识，倡导科学方法，培养科学精神，大力提高学生的生物科学素养。（责任编辑：陈欣）