生物实验“探究思维”的培养

【前言】生物实验“探究思维”的培养由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。生物是一门实验科学，教材中的实验、探究与教学内容紧密联系，相辅相成，让学生实践，对学生理解、掌握生物学基础知识，培养实验与探究能力非常必要。从实验类型看，有观察类的，如“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”；有检测类的，如“检测生物组织中的糖类、脂肪和...

现行的生物课程标准和《考试说明》对中学生物实验均有明确的教学要求。教师应该在高一、二年就对学生加强实验探究思维培养，使学生逐步理解生物学科中实验的基本原理，实验方法和常用的手段，初步形成实验探究思维，为高三的进一步提高和形成较系统的实验探究思维打下基础。

2006年高中新课程改革已经在我省全面开展实施，现行的生物课程标准和《2011年高考福建省理科综合考试说明》对中学生物实验均有明确的教学要求。考试说明对考生实验与探究能力的要求是：（1）能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验。包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合的运用；（2）具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理；（3）具有对一些生物学问题进行初步探究的能力。包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法；（4）能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修改。这与历年的高考要求相似，实验类试题仍是重中之重。但从多年高三教学过程来看，学生对实验类试题普遍感觉难度很大，有部分学生甚至对实验类试题产生畏难情绪，这也导致高考中得分不理想。要解决这一难题，仅靠高三的专题复习和训练是不够的，更重要的是教师应该在高一、二年就对学生加强实验探究思维培养，使学生通过学习逐步理解生物学科中实验的基本原理，实验方法和常用的手段，初步形成实验探究思维，为高三的进一步提高和形成较系统的实验探究思维打下基础。在教学过程中，我注意把握了以下几点，取得了较好的教学效果。

一、学会观察，培养思维的深刻性

观察是有目的、有计划的一种思维知觉，是实验探究的基础，也是智力的一个组成成分。学生是否懂得如何观察，是否具有认真的观察习惯，将很大程度决定着探究活动的效果和质量。所以，在教学过程中，能让学生观察的尽量让学生观察，以促进其观察力的发展。演示实验教学是培养学生观察能力的最重要途径，虽然现行教材中没有演示实验，教师可以结合教学内容的需要及学生特点安排演示实验。但学生对演示实验往往表现出来的是注意力不集中，目的不明确，主次分不清，因而忽略了本质现象，那么教师在演示实验教学中，除交代实验仪器，装置特点，实验目的和原理之外，更应向学生指出观察的重点和方法，让学生了解“看什么，怎么看”，变“观看实验”为“观察实验”，以培养学生的观察能力和思维的深刻性。如果进行课堂演示实验，尽可能让学生观察到实验的全过程，在认真观察之后学生能够提出问题、开展讨论、自己得出结论那就更好了。在一次演示“斐林试剂检测还原性糖”的实验中，我让学生观察了每一步操作和实验现象，最后一步用水浴加热约2min，结果没得到砖红色的氧化亚铜沉淀，而得到了黑色氧化铜沉淀。这是怎么回事呢？学生的情绪被调动了起来，并相互讨论积极寻找原因。最后得出结论：氧化亚铜极不稳定，在缓慢的水浴加热过程中被氧气氧化生成CuO；另外，Cu（OH）2在缓慢水浴加热过程中分解也生成CuO，失去了与还原性糖发生氧化还原反应的能力。通过观察，学生不仅真正地理解什么是科学的观察，更让学生感受到生物学作为一门科学需要严谨、细致、认真的态度和方法，更激发起学生学习生物学的兴趣。

二、注重实践，培养探究思维

生物是一门实验科学，教材中的实验、探究与教学内容紧密联系，相辅相成，让学生实践，对学生理解、掌握生物学基础知识，培养实验与探究能力非常必要。从实验类型看，有观察类的，如“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”；有检测类的，如“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”；还有很多探究类的，如“探究植物细胞的吸水和失水”。在每一个实验的过程中，从实验意念的产生到实验方案的设计，从实验结果的分析到实验报告的完成，每一步都有思维活动，每一步都是思维的结果。可见，进行生物实验能把学生带入问题情境，使学生在分析实验问题、解决实验问题中锻炼思维能力。学习过程中，学生对分组实验课都非常感兴趣，教师只要组织得当，引导得法，学生就能在完成实验的同时，从中感受到教材中实验设计和操作的规范性和严谨性，从而逐步构建实验的基本框架和形成基本的实验探究思路。这次课改教材中探究类实验的比例明显增大，对培养学生的探究性思维非常有帮助。刚接触探究实验时，学生基本没有头绪，教师要对第一个探究实验：“探究植物细胞的吸水和失水”多花心思，帮助学生分析，引导他们初步掌握探究的流程；学到第二个探究实验：“探究影响酶活性的条件”，学生有了初步的探究思维能力，可以让他们自行设计实验方案，再由教师加以分析、引导，小组讨论、完善，最后付诸实践；之后还可以进行小组交流，发现问题，进一步探究。这个过程不仅使学生对实验探究有了进一步的认识，也锻炼了学生的探究思维能力，为后面探究实验的进行打下了良好的基础。

三、积极思考，发展探究思维

教学中要给学生留下独立思考的时空，让他们自己去探究，拓展思维活动的广度和深度，去寻找解决问题的办法，从而达到“真会”和“真能”。生物学新教材，在引言和正文中都提出了一些富于启发性的问题，引导学生思考。如在讲到“DNA与基因的关系”时，让学生先阅读四则资料和图片，然后给出思考方向，让学生讨论：（1）生物体内的DNA分子数与基因数目相同吗？生物体内所有基因的碱基总数与DNA分子数的碱基总数相同吗？如果不同，说明什么？（2）你如何理解基因具有遗传效应？请从DNA水平上给基因下的定义。这时候，教师要给学生充分思考的时间，适当加以引导，让学生自己得出DNA与基因的关系。当然，在教学过程中，教师也要积极设计有启发性和趣味性的问题，创设情境，促进学生创新思维能力的发展。例如在讲解“豚鼠胰腺细胞分泌物形成过程”时，我设计了以下一系列问题：（1）这里用3H标记亮氨酸的目的是什么？为什么用3H标记？还可以用其他元素标记吗？（2）为什么注射氨基酸，而不是核苷酸？氨基酸与蛋白质是什么关系？（3）3min后，被标记的氨基酸出现在附着核糖体的内质网上说明了什么？17min和117min后被标记的氨基酸相继出现在哪些部位？（4）与此分泌物的合成和分泌有关的结构有哪些？合成和分泌过程需要能量吗？（5）这些分泌物的合成和运输的方向怎样？在核糖体上合成的分泌蛋白，为什么要经过内质网和高尔基体，而不是直接运输到细胞膜？内质网和高尔基体起到什么作用？这些由浅入深的问题不仅有助于学生理解，更激发了学生思维和探究问题的兴趣，取得了良好的教学效果。

四、精选练习，引导学生探究思维的发展

对学生来说，考试、练习是他们平时学习的风向标，考试试题对他们的学习有很大的导向性。我们在基础年段的月考、期中、期末考试试题中，加大实验探究类试题的设置，既有利于固巩学生所学的知识，又有利于实验探究思维的培养，更能通过考试使学生不断弥补缺陷，总结提高。同时实验探究类试题的设置，本身也是对实验探究思维的的一种训练。通过具体的实验探究类问题的解决，学生的分析、综合、抽象和概括能力都得到训练和提高，也为高三的专题复习作了准备。

恰当引用经典的高考实验类试题，能增强学生解决此类试题的自信心。高考中实验类试题对许多高三学生来说是比较难的，那么对高一、高二的学生是不是就更难呢？答案是不一定的。如在突破质壁分离和复原这个问题时，我们引用2005·全国卷Ⅱ（30）回答下列问题：植物叶片表皮上分布有大量的气孔，气孔结构如图所示。当组成气孔的细胞（保卫细胞）吸水后，会膨胀变形，气孔开启；反之细胞失水收缩，气孔关闭。请以放置一小段时间的菠菜为材料设计一个实验，证明气孔具有开启和关闭的功能。要求写出实验材料与主要用具、实验步骤、预测实验结果并作出解释。

学生感觉此题非常有趣，有挑战性，并且能够解决。所以，如果我们在新课教学过程，恰当的引入一些经典实验类试题进行分析，既有利于对教材难点知识的突破，又能吸引学生的注意力，更重要的是通过这类高考试题的分析，极大的增强了学生解决此类试题的自信心。