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在素质教育越来越受到重视的今天，怎样提高学生的实验能力是生物教学的重要组成部分，联合国教科文组织在提到实验的重要性时，曾有一句著名的话：没有科学实验就没有科学技术。科学发展的历史充分说明，给社会带来重大变革的科学成果无不来源于科学实验。新一轮基础教育课程改革特别重视实验教学，这一教育理念在历年的高考中日益明显，无论是单科考试还是理科综合考试，生物实验一直是生物学高考必考的内容，从近几年高考实验题题型变化来看，借助实验方法设立新情景，侧重考查同学们的实验思维能力成为命题趋向，其中设计型实验题是一个热点。这类问题要求学生通过设计实验程序，观察实验结果，来验证生物学事实或探究生物学问题。然而由于各种原因导致了学生实验设计能力差。
一、学生生物实验能力差的原因
1.学校的实验条件差，客观上限制了学生的生物实验课的学习
目前由于历史和经济的原因，一般中小学的实验条件较差，甚至没有实验室及其设备。这样的教学条件客观上限制了一些必要的实验演示、验证或推理过程。从而导致了学生高分低能，实验动手能力和灵活解决实际问题能力很差的现象。
2.受应试教育观念的影响，主观上削弱了生物实验能力培养
中学教育由于受高考形式的影响，一切围绕高考形式教学，因此导致了学生实验设计能力和动手能力的不足。在实施素质教育的今天，教育的目的不仅是传授学生知识，更主要的是培养学生的素质和能力。即不仅要学生知道是什么，而且要知道为什么，更重要的是知道怎么做；不仅要使学生学会已有知识，而且要学会动手动脑收集、加工知识，学会自我增长知识和生产知识。生物学是以实验为基础的自然科学，实验是培养学生这方面能力的十分重要的途径，因此，应重视生物学中的实验教学。
二、提高学生生物实验能力的几点方法
1.培养学生积极参与的意识，创造条件扩展实验空间
在一般的学生实验中，实验材料、试剂往往都是书本上指定的，课前由教师准备好的。实验时，学生完全按规定的步骤进行。这样一方面受实验条件的限制，另一方面在这过程中，学生完全成了不用思考的机械操作者，甚至到结束都没留下完整的印象。这种教学没有给学生留下积極思维的空间和余地，抑制了学生的主动性和思考的独立性。因此，教师可结合具体实验，教会学生一些基本的实验研究方法，然后让他们自己去主动查找资料，弄清实验原理，选择合适的实验材料和实验方法。这样，就可使学生加深对实验全过程的认识，提高实验课的效率，也可培养他们的兴趣和特长。例如，在观察植物有丝分裂过程时要用到洋葱根尖，这样洋葱根的培养就可由学生自己来完成。除了按书上的水培法外，也可尝试其他的培养方法，如沙培法等。在这过程中，学生能体会到培养洋葱根过程中应注意哪些问题。另外，实验材料也可以用大蒜根尖来代替。学生动手参加实验的次数和机会多了。自然掌握的经验和方法也就丰富了，再遇到新的实验问题时就会灵活机动的想解决的办法了。
2.增强实验的趣味性，激发学生的学习兴趣和创新动力
“兴趣”是最好的老师，是学生萌生创新意识和展开创新思维最原始、最直接、最强劲的动力。在这种动力的驱使下，学生的自主性、积极性、学习与实践的热情才被充分地激发。例如，鼓励学生设计趣味性实验：利用植物的向阳性运动让学生设计各种形状的树型，用光合作用原理在叶子上印出字迹。在学习完激素对高等动物生命活动的调节后，学生联想到——在家禽的养殖过程可以通过延长光照时间来提高产蛋率，家畜的繁殖过程可以通过注射性激素来加快繁殖速度，利用昆虫的趋光性可以用黑光灯诱杀棉铃虫等农作物害虫。浓厚的学习兴趣，诱发了学生探索的欲望和创新的动力。树叶在一年四季中为什么早春是黄绿，夏天是墨绿而到了秋天则变成黄色或红色呢？带着这个问题去做叶绿素的提取实验，学生们的兴趣高涨了，同学们的学习热情自然而然就调动起来了。
3.在生物实验教学中注重培养学生的动手操作能力
每次实验前必须让每个学生弄清每次实验的内容、操作步骤、注意事项、实验目的和每个实验的全过程，确保每个学生都能动手操作。如观察植物有丝分裂时，要求学生制作临时装片，并练习使用显微镜，老师要特别强调显微镜使用方法和操作要领，否则不仅达不到目的，往往还会造成物镜碰到盖玻上，损坏玻片标本和物镜的情况。通过训练，学生的动手能力提高很快，在进行质壁分离和复原实验中，能很快在低倍镜下看到植物细胞中紫色大液泡，换用高倍物镜调节也较清楚。
4.在生物实验教学中注重培养学生观察能力和思维能力
观察能力是指学生通过观察实验过程及现象，获得感性知识，然后进行积极思维，把观察到的感性材料进行分析、综合、概括、归纳，上升为理性认识。可见，培养学生的观察能力是培养实验能力的前提。所以，教师首先要对实验的关键步骤深入挖掘，提出问题，这些问题是教材上没有现成答案的，必须通过亲自实验观察、动脑才能得出结论，这样学生带着问题去观察，有目的去思考，培养了学生认真观察和认真思维的能力。例如，在观察细胞质流动的实验中，可提出这样问题：(1)为什么要选用新鲜的黑藻？(2)为什么供观察的黑藻事先要在光照，室温条件下培养？(3)为什么要用叶绿体做参照物？细胞质流动的方向是否一致？教师在实验前这样启发，学生就会带着问题去观察思考，学生将观察和思维活动紧密结合起来，提高了学生的观察思维能力。
5.在实验教学中注重提高学生分析问题和解决问题能力
实验完成后对实验结果的分析也是提高学生能力的重要环节，对实验现象明显，效果好的装片，让全班学生对比看；对实验效果差的同学，帮助他们分析没能达到预期效果的各种可能情况，让他们自己找出失败的原因，从而提高学生分析问题的能力。例如在叶绿体色素的提取和分离实验中，滤纸条上没有得到四条色素带，让学生分析可能是哪一步骤出现错误，通过分析，学生得出原因可能有几方面，一是材料选择不当，二是研磨不充分，三是滤液线重复次数少，四是滤液线浸到层洗液等。通过对实验结果的分析也培养了学生严谨的学习态度。在今后的实验中，学生都能认真对待每一步骤，主动提出问题，如某一步骤为什么要这样操作，不然会怎样，对实验的某一部分进行改革，增强了学生实验的兴趣，也培养了解决实验问题的能力。
6.加强高三复习中对生物实验总结，提高学生的解题能力
在高三的实验复习中，首先把教材中科学家的经典实验进行复习总结，这些经典实验的目的、设计思路、运用的技术手段等进行复习总结。实验设计题的常规解题思路，包括审准实验目的和原理；选定实验材料、药品、用具；找出实验变量和反应变量，以及无关变量；明确观察指标和预测实验可能结果；设计具体方法步骤；记录和分析实验结果，推测实验结论。试题的类型分为验证性实验和探究性实验，实验设计的原则包括科学性原则、单一变量原则、平衡等量原则、对照性原则等。在通过大量的实验和反复的总结后，学生的解题能力就会显著提高。
几年来，在生物教学过程中，通过加强针对学生实验操作和实验基本功的训练，实验中注重对实验结果的分析和改进，确实提高了学生的实验操作能力，观察和思维能力，以及解决实际问题的能力，同时通过生物实验，还提高了学生学习生物的兴趣，以及在高考中的应试能力，取得了较好的效果。
一、学生生物实验能力差的原因
1.学校的实验条件差，客观上限制了学生的生物实验课的学习
目前由于历史和经济的原因，一般中小学的实验条件较差，甚至没有实验室及其设备。这样的教学条件客观上限制了一些必要的实验演示、验证或推理过程。从而导致了学生高分低能，实验动手能力和灵活解决实际问题能力很差的现象。
2.受应试教育观念的影响，主观上削弱了生物实验能力培养
中学教育由于受高考形式的影响，一切围绕高考形式教学，因此导致了学生实验设计能力和动手能力的不足。在实施素质教育的今天，教育的目的不仅是传授学生知识，更主要的是培养学生的素质和能力。即不仅要学生知道是什么，而且要知道为什么，更重要的是知道怎么做；不仅要使学生学会已有知识，而且要学会动手动脑收集、加工知识，学会自我增长知识和生产知识。生物学是以实验为基础的自然科学，实验是培养学生这方面能力的十分重要的途径，因此，应重视生物学中的实验教学。
二、提高学生生物实验能力的几点方法
1.培养学生积极参与的意识，创造条件扩展实验空间
在一般的学生实验中，实验材料、试剂往往都是书本上指定的，课前由教师准备好的。实验时，学生完全按规定的步骤进行。这样一方面受实验条件的限制，另一方面在这过程中，学生完全成了不用思考的机械操作者，甚至到结束都没留下完整的印象。这种教学没有给学生留下积極思维的空间和余地，抑制了学生的主动性和思考的独立性。因此，教师可结合具体实验，教会学生一些基本的实验研究方法，然后让他们自己去主动查找资料，弄清实验原理，选择合适的实验材料和实验方法。这样，就可使学生加深对实验全过程的认识，提高实验课的效率，也可培养他们的兴趣和特长。例如，在观察植物有丝分裂过程时要用到洋葱根尖，这样洋葱根的培养就可由学生自己来完成。除了按书上的水培法外，也可尝试其他的培养方法，如沙培法等。在这过程中，学生能体会到培养洋葱根过程中应注意哪些问题。另外，实验材料也可以用大蒜根尖来代替。学生动手参加实验的次数和机会多了。自然掌握的经验和方法也就丰富了，再遇到新的实验问题时就会灵活机动的想解决的办法了。
2.增强实验的趣味性，激发学生的学习兴趣和创新动力
“兴趣”是最好的老师，是学生萌生创新意识和展开创新思维最原始、最直接、最强劲的动力。在这种动力的驱使下，学生的自主性、积极性、学习与实践的热情才被充分地激发。例如，鼓励学生设计趣味性实验：利用植物的向阳性运动让学生设计各种形状的树型，用光合作用原理在叶子上印出字迹。在学习完激素对高等动物生命活动的调节后，学生联想到——在家禽的养殖过程可以通过延长光照时间来提高产蛋率，家畜的繁殖过程可以通过注射性激素来加快繁殖速度，利用昆虫的趋光性可以用黑光灯诱杀棉铃虫等农作物害虫。浓厚的学习兴趣，诱发了学生探索的欲望和创新的动力。树叶在一年四季中为什么早春是黄绿，夏天是墨绿而到了秋天则变成黄色或红色呢？带着这个问题去做叶绿素的提取实验，学生们的兴趣高涨了，同学们的学习热情自然而然就调动起来了。
3.在生物实验教学中注重培养学生的动手操作能力
每次实验前必须让每个学生弄清每次实验的内容、操作步骤、注意事项、实验目的和每个实验的全过程，确保每个学生都能动手操作。如观察植物有丝分裂时，要求学生制作临时装片，并练习使用显微镜，老师要特别强调显微镜使用方法和操作要领，否则不仅达不到目的，往往还会造成物镜碰到盖玻上，损坏玻片标本和物镜的情况。通过训练，学生的动手能力提高很快，在进行质壁分离和复原实验中，能很快在低倍镜下看到植物细胞中紫色大液泡，换用高倍物镜调节也较清楚。
4.在生物实验教学中注重培养学生观察能力和思维能力
观察能力是指学生通过观察实验过程及现象，获得感性知识，然后进行积极思维，把观察到的感性材料进行分析、综合、概括、归纳，上升为理性认识。可见，培养学生的观察能力是培养实验能力的前提。所以，教师首先要对实验的关键步骤深入挖掘，提出问题，这些问题是教材上没有现成答案的，必须通过亲自实验观察、动脑才能得出结论，这样学生带着问题去观察，有目的去思考，培养了学生认真观察和认真思维的能力。例如，在观察细胞质流动的实验中，可提出这样问题：(1)为什么要选用新鲜的黑藻？(2)为什么供观察的黑藻事先要在光照，室温条件下培养？(3)为什么要用叶绿体做参照物？细胞质流动的方向是否一致？教师在实验前这样启发，学生就会带着问题去观察思考，学生将观察和思维活动紧密结合起来，提高了学生的观察思维能力。
5.在实验教学中注重提高学生分析问题和解决问题能力
实验完成后对实验结果的分析也是提高学生能力的重要环节，对实验现象明显，效果好的装片，让全班学生对比看；对实验效果差的同学，帮助他们分析没能达到预期效果的各种可能情况，让他们自己找出失败的原因，从而提高学生分析问题的能力。例如在叶绿体色素的提取和分离实验中，滤纸条上没有得到四条色素带，让学生分析可能是哪一步骤出现错误，通过分析，学生得出原因可能有几方面，一是材料选择不当，二是研磨不充分，三是滤液线重复次数少，四是滤液线浸到层洗液等。通过对实验结果的分析也培养了学生严谨的学习态度。在今后的实验中，学生都能认真对待每一步骤，主动提出问题，如某一步骤为什么要这样操作，不然会怎样，对实验的某一部分进行改革，增强了学生实验的兴趣，也培养了解决实验问题的能力。
6.加强高三复习中对生物实验总结，提高学生的解题能力
在高三的实验复习中，首先把教材中科学家的经典实验进行复习总结，这些经典实验的目的、设计思路、运用的技术手段等进行复习总结。实验设计题的常规解题思路，包括审准实验目的和原理；选定实验材料、药品、用具；找出实验变量和反应变量，以及无关变量；明确观察指标和预测实验可能结果；设计具体方法步骤；记录和分析实验结果，推测实验结论。试题的类型分为验证性实验和探究性实验，实验设计的原则包括科学性原则、单一变量原则、平衡等量原则、对照性原则等。在通过大量的实验和反复的总结后，学生的解题能力就会显著提高。
几年来，在生物教学过程中，通过加强针对学生实验操作和实验基本功的训练，实验中注重对实验结果的分析和改进，确实提高了学生的实验操作能力，观察和思维能力，以及解决实际问题的能力，同时通过生物实验，还提高了学生学习生物的兴趣，以及在高考中的应试能力，取得了较好的效果。