略谈中学生物实验的教育价值

【摘 要】生物实验活动是中学生物课程内容的重要组成部分，在生物实验中养成良好的实验习惯，掌握基本的操作技能，发展科学探究能力，形成批判性思维品质，这些都是生物学实验应该赋于的教育价值和生物实验教育教学的重要内容。

【关键词】教育价值；实验习惯；实验技能；科学探究能力；批判性思维品质

生物学科是以实验为主的一门基础科学课程，生物学中的概念、原理和规律大多是由实验观察中推导和论证得到的。19世纪以来，实验方法成为生物学主要的研究方法后，生物学科发生了巨大的变化，已逐渐成为精确的实验科学，一些常用的生物实验方法也成为科学研究中重要的方法之一。生物实验不仅是中学生物课程内容的重要组成部分，同时也是生物课堂教学的一种最有效补充和延伸。那么中学生物实验具体有哪些价值体现？实验过程中，我们应该侧重于哪些教育呢？

1.养成良好的实验习惯

1978年，当时有75位诺贝尔奖获得者在巴黎聚会。有人问其中一位获奖者：“你在哪所大学、哪所实验室里学到了你认为最重要的东西？” 出人意料，这位白发苍苍的学者回答说：“在幼儿园。” 又问：“在幼儿园里学到了什么呢？”学者说：“东西要放整齐，饭前要洗手，午饭后要休息；学习时要多思考，要仔细观察大自然。” 这位学者的回答，代表了与会科学家的普遍看法。他们认为终生所学到的最主要的东西，是幼儿园老师给他们培养的良好习惯。因此，笔者认为中学生物实验最重要也是最基础的是要让我们的学生养成良好的实验习惯，这将是他们以后开展实验研究工作的最坚实的奠基石。

1.1 要懂得基本的实验室守则和实验规则。“没有规矩，不成方圆”，在高中生物的第一节实验课，必须让每个学生明确遵守实验室守则和实验规则的重要性，并反复教育，使每个学生明白后自觉遵守。如实验过程要保证实验室内环境安静，严格要求学生上课按时进入实验室，不到下课时间，不准擅自离开实验室；在每个实验前后，要养成勤洗手的习惯，以免实验时沾污实验仪器和试剂、样品，从而引起实验误差，以免实验过程中的有毒物质对身体造成不必要的伤害等等。总之，要养成有组织，有纪律的实验习惯。

1.2 要学会预习实验，实验前明确做什么实验，怎么做这个实验等。每个学生只有实验前弄清了实验原理、实验目的、实验内容、操作步骤、注意事项等，这样才能做到心中有数，进入实验室才能有条不紊地进行实验操作，使实验达到预期目的。

1.3 要养成实事求是的科学态度。如在实验过程中要认真操作并仔细观察、尊重事实如实记录；生物实验绘图要实事求是地照看到的实际画，在实验课完成后；按要求如实填写实验报告册等等。通过生物实验，养成独立实验、严谨思考的科学实验习惯。

1.4 要养成爱护实验仪器，节省实验材料的实验习惯。如实验过程要按规范要求使用仪器，以免损坏实验仪器，甚至发生意外事故；要节约实验材料，即使如擦镜纸、吸水纸，大头针和各种试剂等也要节约使用；严禁将实验器材如镊子、放大镜、剪子等带出实验室。

1.5 要养成整洁、卫生、齐整的实验习惯。如在实验过程中不得乱丢纸屑、杂物；实验结束后要清理实验仪器，把药品、仪器放回原位，清洁实验桌（台）凳；对于贵重仪器如显微镜要做到实验完毕用软布认真擦净其各个部分，将镜筒下降，目镜、物镜放入镜头里的规定位置，反光镜镜面要直立，以免落灰尘，罩上镜罩，把显微镜放回箱内，固定螺丝要拧紧，镜箱要锁牢等等。

2.掌握基本的实验操作技能

有人将中学实验应该掌握的基本技能分为三个方面，即科学过程技能、操作技能和智力技能。科学过程技能是指学生从事科学研究工作的能力，包括一般的科学研究方法、技能和思想方法，如观察、测量及对数据计算和处理方法等；操作技能包括使用显微镜、解剖器具、练习徒手切片和制作临时装片等。智力技能就是结合实验内容，对实验目的、原理、实验过程和方法步骤的认知，实验现象的观察分析、实验数据的收集处理技能等。但是我国很多文献资料一般把科学过程技能和智力技能称为科学探究能力。因此，从生物教育教学的实际情况出发，笔者个人认为，中学生物实验技能培养最重要的首先是进行实验操作技能方面的培养和训练（也可称动作技能），其次才是更高层次的科学探究能力的发展。

2.1 掌握中学生物实验常用仪器使用操作技能。如使用光学显微镜的技能，特别是显微镜的低倍镜和高倍镜的规范操作和熟练使用；解剖器具使用和动植物解剖技能；量筒、量杯、烧杯、三角烧瓶、培养皿、试管、玻片等玻璃器皿和天平、恒温箱、酒精灯、展翅板、捕虫网等仪器和器具的使用技能。

2.2 掌握常用化学试剂配置和使用技能。在中学生物实验过程中，常用到多种不同的化学试剂，如常用的人体和动物的生理盐水、不同浓度的酒精、各种染色剂、层析液、缓冲溶液等试剂，不同的试剂有不同的配置方法和要求，实验教学时可通过让学生自己动手配制各种溶液来锻炼学生，从而形成常用化学试剂配置和使用技能等。

2.3 掌握生物实验特有的其它常用技能。如涂片、装片和徒手切片的制作技能；生物图绘制和做观察记录的一般技能；植物栽培和小动物饲养的一般技能；遗传实验中杂交技术等。另外，还需掌握利用多种媒体搜集生物学相关信息，并能鉴别、选择、运用和分享信息的技能。

科学范畴内的数学、物理学、化学、生物学等不同学科，每个学科都有各自独特的实验技能内容。在中学阶段，通过不同学科的实验技能训练，可以构成中学生未来完备的实验技能体系，这是中学生以后进入大学理工科专业方向学习的实验技能基础，也是他们未来动手开展实验研究工作的基础。让学生掌握基本的生物实验技能，能熟练地开展生物实验，这也是中学生物实验基本的价值体现。

3.发展科学探究能力

发展科学探究能力是生物实验的更高的能力目标要求，中学生的科学探究能力是从初中一直到高中，通过长期的实验活动培养起来的，是连续的学习和实践过程中获得的。

3.1 要学会独立完成各册必修教材所要求的所有生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，，初步学会客观地观察和描述生物现象，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。教材实验包括了验证性实验和探究性实验两大类，验证性实验又有物质的提取、分离和鉴定实验及显微镜下的观察实验，探究性实验也包括了酶学实验、设计与观察实验、模拟实验模型制作、调查实验等。生物教师应严格按实验开设要求，通过不同阶段的不同实验类型的实践活动使学生掌握生物实验的一般方法和规律、技能与手段。

3.2 要领会教材中引用的生物学发展史上的经典实验的思想方法。教材在讲述某一知识点时，往往都由实验引入或加以验证的。这些实验，课本中虽未明确注明，却是科学家们研究过程的再现，我们把它称为经典实验。经典实验在生物学发展史中，深刻地影响着生物学思想的发展，推动着生物学理论的建立。如必修一的“酶发现”的系列实验、“光合作用发现”的系列实验；必修二的“孟德尔的单因子和双因子杂交实验”、“核酸是遗传物质”的系列实验；必修三中“生长素发现”的一组实验等等。学生可以通过阅读讨论这些实验，分析科学家们的探索过程，提高对这些实验的理解，并感悟这些实验的实验思想和设计方法。

3.3 通过专门的实验设计训练，形成基本的实验设计方法与思想。如能通过观察或从现实生活中提出与生物学相关的可探究问题；再分析问题，阐明与研究该问题相关的生物学知识；会确认变量；会作出假设和预期；能陈述自变量和因变量的关系；会描述观察或测量变量的方法；能设计可行的实验方案并实施实验方案，会收集证据并能利用数学方法处理、解释数据；能根据证据作出合理判断；会用准确的术语、图表介绍研究方法和结果，阐明观点；能听取他人的意见，利用证据和逻辑对自己的结论进行辩护及作必要的反思和修改等等。

4.形成批判性思维品质

批判性思维是一种科学的思维品质，就是用探询的方法和态度看待世界，以创造性和动态性的观点看待事物。具有批判性思维的人，在处理问题时，能够客观地考虑正反两个方面的意见，虚心地进行自我检查和反思，坚持正确的观点，放弃错误的想法。这是一种既善于从实际出发，又善于独立思考的思维品质。事实上，科学的重大发现多是建立在批判性思维基础之上的。因此，我们生物实验教学的最高境界就是通过实验使更多的学生能形成批判性思维品质。

4.1 教师要鼓励学生勇于质疑异常实验结果，认真分析实验异常的原因，反对迷信和盲从教师、教材的权威。提出一个新的理论，不但需要极大的独创才能，并且需要极大的勇气，因为它是直接对权威的挑战。近代生物科学发展史上，生物科学家们在许多领域，作出了一系列的创新，如哈维的血液循环理论、达尔文的生物进化理论、施莱登和施旺的细胞学说等等，这些创新都是在宗教迷信和教条主义盛行的社会条件下产生的。这些理论的提出都充分体现出先驱者们反对迷信、藐视权威的革命批判精神。中学实验教学中经常会出现一些意想不到的实验结果，可能出现一些与教材知识不相吻合的实验现象，在学生提出疑问时，教师要给予学生充分的肯定与鼓励，通过不断地表扬和鼓励，增强学生的自信心，形成敢于质疑的实事求是的科学态度。

4.2 在形成批判精神之外，教师还要炼就学生优秀的批判性思维品质。勇于探索、敢于创新，还只是一种勇气。真正优异的批判性思维品质，还需要有敏锐的洞察力，清晰的判断力，还在于能抓住要领，基于逻辑性的，具备深度和广度的严密推断力。在学生实验时，教师需要通过实验过程锻炼学生的观察力、判断力，通过实验结果分析锻炼严密的推断力，从而形成良好的批判性思维品质。

整个生物科学的发展史就是一部实验和探索的历史，实验也是中学生物教学的重要组成部分，广大教师应从重理论分析而轻实验操作的思想误区中走出来，充分利用各种条件开设生物实验课，广泛挖掘实验在教育教学中的价值，从而真正提高学生的生物科学素养。

参考文献

[1] 《用故事优化孩子的性格》 陈添富著，中国纺织出版社，2010年版

[2] 《普通高中生物课程标准》（实验）[M]，人民教育出版社，2003年版

[3] 《批判性思维的结构、培养模式及其存在的问题》罗清旭，《江苏教育研究》2000年第四期