新课程背景下如何提高学生的实验探究能力

　　生物学是一门以实验为基础的科学，有关生物学的重大科学发现也都是经过大量的探究实验而获得的。新课程教学中更注重探究、操作、思维及自我发展等实践能力的发展，倡导探究性学习。因此，如何发展学生的实验探究能力也是新课程教学的一项重要任务。学生的实验探究能力不可能通过短时间的强化训练就能达到课程要求的，而应该是在日常的学习过程中逐步得到发展和提高的。这就要求高中生物教师要注重日常教学中有关实验探究内容的教学，抓住每个机会，重视实验探究过程和方法的培养，培养学生的探究兴趣，循序渐进地的提高学生的实验探究能力。

　　一、利用课堂教学中的科学探究史，激发学生的探究兴趣，发展学生的探究能力。

　　要提高学生的实验探究能力，首先要培养学生的科学探究精神，给学生动力，而动力来源于兴趣。“兴趣是最好的老师。”因此，培养学生的实验探究兴趣和精神是培养学生实验探究能力的重要前提。

　　生物学上每一次的科学发现都是一次实验探究的过程，教师在处理这些内容的时候如果能抓住机会，把原传统教学方式中枯燥的讲科学史变成引导学生进行探究会更有利于学生学习能力的提高。教师引导学生重走科学家的探究之路，鼓励学生再现科学家的探究思想和探究过程，对科学家的实验进行重新设计和改进。教师再对学生的设计进行评价，让学生对实验设计思想有清楚的认识。在这样的学习过程中学生会更多的获得成就感而提高对生物学的学习兴趣，例如在传统教学中往往把温特实验做为结论性知识，逐步介绍给学生，忽略了科学方法和探究思想的教育，使能力培养和知识传授相脱节。在教学实践中，如果将这个经典实验转变为探究课题，引导学生参与教学过程会取得更好的效果。通过本节课前面内容的学习，学生会提出假设：胚芽鞘的生长和向光性是由尖端决定的。教师引导学生思考：以上实验说明胚芽鞘的生长及向光性是尖端决定的，但到底是尖端本身还是尖端产生的某种物质?应如何通过实验研究该问题?学生会特别有兴趣，积极投入到讨论当中。然后教师逐步提出探索性思考题对学生进行引导：①实验设计的基本思路是什么?怎样形成对照?如何验证该物质是否存在?②应该用什么样的基质吸附这种物质?④用怎样的实验方法排除基质对实验的影响?以上问题由学生讨论解决，教师鼓励和点评。在这个过程中，学生经历了如下过程：对假设重新思考→寻找方法→选择实验材料→设计实验方案→预期实验结果。通过上述探索性思考过程，学生积极参与讨论和实验的设计，在学习温特实验的同时也得到了科学方法的训练，其创造性思维能力也得到了提高。如果教师再不失时机的提出一些生活中的实际问题让学生来模仿科学家来探究解决，会更好的激发学生的探究兴趣。

　　二、转变实验课的教学理念，把实验活动课堂还给学生。

　　传统的生物实验课上，教师是采取先向学生传授实验的原理、步骤及实验现象，再让学生按照统一的步骤逐一完成实验。没有给学生留下积极思考的空间和余地，也不允许学生对实验的过程有所创新，因而抑制了学生的独立性和思考的积极性。而学生在整个教学过程中始终处于从属、被动的地位，在进行实验的过程中只是验证课本上原有的某些知识。学生只是机械性的操作，对实验的原理、设计思路及背景知识等不假思索，他们关注的只是实验结果。这种“教师讲、学生听、教师做、学生看、教师安排、学生完成”的传统实验教学已不适应教学改革的需要，它忽略了学生的动脑、动手能力的培养，这种“黑板”实验严重制约了学生各方面学习能力的提高，无法实现新课程所要求的发展学生科学素养的目标。

　　要改变实验课的这种模式，教师首先要改变实验课的教学理念，不能只专注于实验技能的训练，还要重视学生探究精神和探究能力的培养。因此，教师应该结合具体的实验，教会学生基本的实验方法，然后让他们自己去查找资料，弄清实验原理，选择合适的实验材料和实验方法。这样能使学生加深对实验全过程的认识，提高实验课的效率，培养学生的兴趣和特长。在这些活动课当中，教师要改变自己的地位，从课堂的主导者改变成为一个指导者和评价者。教师不要要求所有的学生一成不变的完成教材中的实验步骤，对学生所做的其他方法的尝试教师要及时发现并及时点评，对一些好的实验改进方法要多鼓励，最大程度发挥的学生的主观能动性。教师要及时引导学生分析创新方法的优缺点、原理、条件及其是否可行，让学生获得成就感后，学生会更乐于动脑和动手并敢于动脑动手。

　　其次，把课堂还给学生，让学生有更多的机会提高自己的动手操作能力，并在动手操作的过程中发现新问题、动脑解决新问题。例如，在检测生物组织中的糖类实验时，如果只是理论的学习，学生记住检测的试剂和实验现象即可;但如果要做实验的话，只有这些是远远不够的。配制斐林试剂要注意什么事项，如何保存，能不能用更好的试剂替代。为什么双缩脲试剂和斐林试剂中的硫酸铜浓度不同，出现实验现象的原理是什么?实验结果与理论的误差是怎样形成的?再如探究酶的专一性实验时，为什么只能用斐林试剂来检测反应的进行而不用碘液来检测?等等，这些问题只有通过具体的实验操作才能有深切的体会，才能在实验中发现新的问题。当发现新的问题后，学生才能真正主动思考，寻求解决新问题的方法。教师不再一味的灌输课本上已有的知识，而是引导学生积极主动的参与并独立思考或采取多人合作等方式，从真正意义上达到实验教学的目的。新课程增加了学生的活动课和活动内容，也将原来的验证性实验改为了探究性实验，例如新课程把原来的鉴定生物组织中的还原糖、脂肪、蛋白质的实验改为检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质，更加有利于学生实验探究能力的培养。教师应该在恰当的时间尽量把这些学生活动课开出来，让学生更多的实验操作的体验;并且尽量在每个实验中多准备实验器材和实验材料的种类，让学生有更大的选择空间来发挥创新能力和实践操作能力。

　　三、通过实验课培养学生的思维能力和创新能力。

　　动手操作是培养思维能力的前提，而动手操作又离不开理论的指导，同时也是理论的实践过程。因此，通过不断的从理论到实践、从实践再到理论的过程，使学生对相关事物的理解达到一个较深的层次。学生在动手实验的过程中可能会遇到很多的问题而导致实验的失败，而实验失败后就要分析原因，找出错误的所在，然后改进实验，重新再做，直到实验成功为止。在不断的思索和实验之后，学生会逐渐加深对实验方法、实验步骤及注意事项的理解，从而在实验的过程中锻炼了思维能力。例如，在做色素的提取时，如果研磨不充分，会导致色素提取过少。如果操作不迅速会导致过滤受到影响，如果滤纸条不干燥就会导致色素分离效果差等。学生在操作时，会在不断的失败中思考失败的原因，寻找解决的方法，从而发展自己的思维能力。

　　另外，实验探究是提高学生创新能力的重要手段。学生的创新能力来源于生活的体验，没有真实的体验，创新能力也就无从谈起。因此，在实验课中教师可以引导学生对实验过程进行改进或者寻找变式实验，利用实验活动课激发学生的创造性思维。例如，在探究组织细胞中的还原糖的实验中，实验原理很简单，即是还原糖与斐林试剂在加热条件下产生砖红色沉淀。学生在实际的操作中也很容易成功观察到实验的明显现象。如果在操作的时候教师向学生提出鉴定还原糖还有别的方法吗?学生在积极的思考后或许会给教师带来不少的惊喜。例如，有学生会提出，可以把实验的材料切片后放在载玻片上，然后滴加斐林试剂后在酒精灯上烧烤一下。教师再鼓励学生可以动手试一下，学生会发现自己的创新实验也会得到理想的效果而更加激发学生的实验探究热情。教师可以继续追问，还原糖的鉴定在实践中会有什么用途呢?很多学生会想到糖尿病的检测。教师也可以不失时机的鼓励学生设计一个严谨的实验步骤，同时能够培养学生的实验设计能力。再如，在探究酶的专一性的实验时，除了课本中提出的方法和材料，有些学生会提出新的实验方法。如有的学生提出可以用胃蛋白酶和唾液淀粉酶做为材料，观察两者对蛋白质的分解实验来探究酶是否具有专一性。当学生提出这种方法时，教师应当鼓励学生动手试一试，然后再对学生的实验中出现的问题加以分析，得出学生实验的设计思路是对的，但用这些材料如果在相同的pH条件下无法同时发挥作用，但在不同的pH下又不符合对照实验的基本要求，很难达到实验的预期。同时教师要进一步引导和帮助学生寻找更好的改进实验。如果教师引导得当，学生会更有兴趣进一步探究这个实验的其他的合理方法。学生会在不断的实验创新中获得更多的乐趣，同时也将自己的思维能力和创新能力提高到一个新的层次。

　　四、利用多媒体教学手段直观地培养学生的科学探究能力

　　通过观察、分析、学习实验演示，从而获得实验探究能力也是培养学生实验探究能力的一种重要的教学手段。中学生物学实验中，既有我们在实验室容易做的，如糖类、脂肪和蛋白质的鉴定等实验。也有在中学实验室很难做到或很难让学生得到良好效果的实验，如观察植物细胞的有丝分裂实验。我们不可能把中学生物涉及的实验及探究全部在实验室里操作完成。但现代科技的发展给人们带来更多的便利以及信息的来源。对于一些难度较大、较抽象的或比较危险的探究实验，教师可以采用多媒体教学手段进行演示，例如利用计算机中的FLASH、POWERPOINT、PHOTOSHOP等资源制作电脑课件，让学生直观地感受实验的乐趣，从而掌握探究科学知识的方法，并养成乐于探究生物奥秘的兴趣和习惯。

　　五、培养学生学会对生活表象、感性材料的分析能力。

　　《新课程标准》的重要特点，是要让学生学会根据日常生活的材料进行分析，找准问题的切入点，提出新问题并分析问题和解决问题。例如，剧烈运动后是否会导致酸中毒，如何设计实验证明这个问题。如何让学生针对日常生活的现象提出相应的问题，对于开展实验探究具有重要的作用。因此培养学生学会对日常生活中的现象进行分析，并提出相应的问题，是培养学生科学探究过程能力的前提条件也是激发学生探究行为的兴奋点。教师要不断鼓励和帮助学生通过探究来分析、解决这些问题，才能真正让学生学以致用，发挥新课程的重要作用。

　　总之，学生的实验探究能力不仅是高考试题中重点考查的内容，也是学生在将来的学习和生活中必须具备的一种重要能力。而这种能力的提高是在学生的学习过程中不断发展起来的，也需要我们生物教师不断的引导和鼓励才能培养出来的。因此，在新课程背景下，生物教师要紧抓日常教学，利用各种有利的机会激发学生的探究兴趣，循序渐进地培养学生的实验探究能力。