培养学生生物实验设计能力的认识和实践

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1、培养学生生物实验设计能力的认识和实践培养学生生物实验设计能力的认识和实践一、生物实验设计能力的特点和作用　　(一)生物实验设计能力的特点　　培养学生的生物实验能力，是中学生物教学大纲明确提出的培养学生观察能力、思维能力、实验能力和自学能力等四种能力之一，而生物实验设计能力既是实验能力的重要内容，也是实验能力的最高层次，其本身具有较强的综合性、创造性和灵活性等特点。　　生物实验设计的综合性，是指进行生物实验设计必须以一定的知识和实验技能为基础。换句话说，它既包含着对有关知识的掌握，也包含着对有关操作技能的掌握。　　生物实验设计的

2、创造性，是指能在实验设计中，不默守陈规，构思、设计出解决问题的新颖而巧妙的途径和方法。　　生物实验设计的灵活性，是指对于要解决的问题，能根据不同的实验条件，设计不同的方案，即使在相同条件下，也能进行不同的设计。　　(二)生物实验设计的主要作用　　从生物实验设计能力的特点我们可以看出，实验设计是一个从认识到实践，在实践中提高学生的思维能力的过程，它具有如下的作用：　　1．实验设计可以激发学生的探索兴趣　　学生根据所学的生物知识和实验技能，独立地或在教师指导下设计出实验方案，成功地解决了问题时，会产生成功后的喜悦，会激发产生对知识

3、追求的一种深层次动力，并上升到探究实验的兴趣。　　2．实验设计可以培养学生的创新精神和实践能力　　实验设计本身就是一个综合运用所学知识和技能构思解决问题方案的过程。在这个过程中，可以从不同角度、不同层面，采用不同方法进行设计，其中必然蕴含着对学生创新精神的培养和训练。如针对“酶具有催化作用”这个设计主题，由于题目没有说明使用何种“酶”进行设计实验，学生分别采用熟悉的酶如植物淀粉酶、唾液淀粉酶、过氧化氢酶(用猪肝研磨液)等来设计实验，形成了不同的设计方案而得出相同的结论——酶具有催化作用。　　另外，实验设计不是凭空想像、主观臆造

4、。在进行实验设计时，要考虑设计方案的可行性和可操作性，从该点上来看，无疑也是对学生实践能力的培养。　　3．实验设计可以强化学生的科学素质　　学生运用生物知识和技能进行实验设计的过程中，必须对设计问题的每一个环节、每一种手段细致地分析研究和综合地比较，这有助于学生形成严肃认真、一丝不苟、实事求是的科学态度。同时在进行生物实验设计中，学生除了应具备一定的生物知识和实验技能外，还需要掌握各种科学方法，如观察、记录、资料整理、数据分析、归纳总结、形成结论等，这对于培养学生运用科学方法解决实际问题有很好的促进作用。　　二、加强教学实践，

5、培养学生生物实验设计能力　　实验设计题能拓宽学生的思维空间，有利于学生的科学素质和创新能力的培养。鉴于当前学生对生物学实验教学普遍重视不够，学生缺乏对实验设计基础知识的学习和训练，因此学生的实验设计能力较差。为尽快而有效地提高学生的生物实验设计能力，应加强该方面的教学实践。　　(一)拓展教学，明确实验设计原理　　著名教育学家布鲁姆认为决定教学效果有三个主要因素：认知的前提能力(基础知识)、情感的前提特性(参加学习的动机情感)、教学的质。它们对学习速度的影响分别是50％、25％、25％，虽然有了知识不等于就有了能力，但没有知识则

6、不可能提高能力，由此可见基础知识的重要地位，因此实验设计之前必须深谙实验设计的原理。　　1.挖掘教材中的实验设计理论知识　　在现行的教材中对生物学实验设计的基本原则和方法等内容没有专门的系统阐述，而是把它们隐含在教材的实验内容和生物学史的内容之中，这就要求教师应善于发现并挖掘出教材中的隐含信息，帮助学生了解和掌握实验设计的理论知识。例如复习“唾液淀粉酶对淀粉的消化作用”实验时，通过对实验原理、操作步骤的细致分析，帮助学生形成科学、严谨的实验设计思想；通过比较对照组实验在实验过程中的重要作用，使学生学会运用实验设计科学性原则一设

7、立对照组；通过实验内容的剖析，使学生掌握实验设计准确性原则一设立多因子变量。通过分析生长素的发现历程和孟德尔遗传规律的揭示过程使学生了解实验设计的基本方法和步骤。　　2.补充经典实验，优化实验设计理论知识　　分析教材中的实验，发现实验内容少且缺乏系统性的方法指导，这对于学生全面了解实验设计的理论知识是不够的。因此，在教学中可以适当地补充生物学的经典实验(如伞藻的嫁接实验、童弟周培育单尾鳍金鱼实验等)，着重让学生了解实验者的实验意图，认识实验的形成过程，分析实验中设置的实验条件的目的。这对于学生进一步理解实验设计的原则，掌握实验

8、设计的方法，都是十分重要的。　　(二)强化训练，培养实验设计能力。　　强化生物实验设计训练，是培养学生实验设计能力的必经之路。学生在明确了实验设计的基本原理后，只有通过必要的实验设计训练，才能真正掌握实验设计的方法，提高实验设计能力。　　1.课本实验的重新设计——树立实验设计