试论学生自主实验在生物教学中的作用
雷树远
生物实验教学可以激发学生学习生物的兴趣，帮助学生形成生物学概念，获得生物知识和实验技能，提高观察、实践、探究和创新能力，还有助于培养学生实事求是的精神、严肃认真的科学态度。尤其是学生的自主性实验，它是探究性学习的重要方法，更是全面推进素质教育、培养学生生物科学素养的重要途径。
这里所说的学生生物科自主实验，是指学生在教师的指导下在不同程度上独立地观察、实验、设计实验去探究生命现象和生命规律。由于生物学是一门以实验为基础的学科，特别是新课程改革后，《生物课程标准》提出了“提高学生科学素养”的理念，因此，新的初中生物学教材，特别是苏教版《生物》中，具有实验性质的培养学生科学精神、科学情感、科学研究能力和科学实践能力的“观察”、“实验”、“探究”“讨论”、“调查”等几乎都纳入每一节课的内容中。但由于实验教学条件的限制，实验课往往成了讲述课，因此，学生的自主实验对于实验教学、提高学生科学素养，提高生物科教学质量有着重要作用：
1、学生自主实验有利于培养、提高学生的学习兴趣和科学探究精神。
兴趣是最好的老师，也是开启学生思维大门的钥匙。实验对培养学生的学习兴趣起重要作用。如在观察鲫鱼外部形态的实验时，教师引导学生课前到市场买活小鲫鱼自主做实验，然后再课堂上交流实验的方法和观察的结果。但有很多学生都仅用一条鱼做实验，且方法多种多样，实验观察的结果的不一样、获得的经验、技能、结论也不一样，经过交流，学生通过比较、分析，认识有所提高，之后又让学生再设计一个探究试验，其中的一组同学根据老师提供的器材做了这样一个实验：取甲、乙、丙三个玻璃缸，向每个缸里注入占水缸容积60-70%的水再取三条活鲫鱼；把第一条鲫鱼的胸鳍和腹鳍剪掉，放入甲缸；把第二条鲫鱼的尾鳍剪掉，放入乙缸；第三条鲫鱼的鳍全部保留，放入丙缸。最后观察三个玻璃缸中的鲫鱼，比较它们的游泳姿态和速度有什么作用?通过实验，同学们认为做得好，很好地认识各种鳍的作用，并表现出积极参与、观察专注的神情。显然，通过这个自主实验，学生不仅加深了对课文内容的理解，还有力地激发了他们探求知识的欲望和学习知识的兴趣。但培养学生的自主实验时，教师要注意引导，特别是对七年级学生自主实验的指导，要从容易的实验开始，要确保实验基本能顺利进行，要避免实验难度过大、实验失败过多而打击学生的信心和积极性。
2、自主实验更有利于培养、提高学生的观察能力和实验操作能力。
关于实验观察生物进化论创始人达尔文曾说过：“我既没有突出的理解能力，也没有过人的机智，只是观察那些稍纵即逝的事物，并对其精细的观察能力上可能在众人之上。”这就说明了在生物教学中培养学生的观察能力和操作技能的重要性、必要性。生物实验教学能很好地培养学生的观察和实验能力。但学生的自主实验更能很好地培养学生的观察和实验能力。学生在自主实验中出现混乱和无目的的实验、达不到要求是在所难免的，但经过交流、总结经验，学生会找到原因并迅速提高。而在传统的生物实验教学中，学生仅仅以重复、再现课本的实验步骤来验证生命现象，多不能理解为什么按这样的步骤试验，试验结束后，也忘了实验的方法步骤和原理，实验技能特别是自主探究和创造性实验的能力难以提高。当然，在培养学生自主实验的过程中，教师有必要告诉学生观察、实验的目的和作一些提示，避免过多分散学生的精力，而且既要学生自主观察又不能让学生盲目的去观察，要让学生先思考怎样去观察、试验，准备解决什么问题等，要做到心中有数，还要注意指导学生按一定的科学方法去观察、实验才有实效。要求学生先自主观察，若发现学生的观察没有目的或没达到要求，这时要提醒学生把注意力放在观察物上，应及时指导学生先整体后局部，要先外后内，由表及里的观察、注意比较、分析，或给予提示。如探究植物茎的输导作用的实验，有的学生随便用手折断茎进行观察，搞不清茎的那一部分有输导作用，还乱打闹，这时要制止不认真地行为，要提示分清茎的各部分的结构，在观察个部分的颜色，然后判断红墨水经茎的那一部分向上输导的。实验后还要交流、总结经验。结果学生对茎的输导功能有了深刻的理解，并掌握了观察的方法。又如用显微镜观察茎的横切面结构时，经过交流发现学生未能较好的说出个部分的特点、或表达无次序时，表明学生的观察没有次序或不全面，这时要引导学生向好的实验组学习，引导学生再次实验并按先观察整体后由外到里的观察、再对一个年轮的观察等；又如对根尖结构的观察，引导学生注意观察比较主根、侧根的根尖的外形、作用有何区别，想一想毛根的作用是什么?随着根的生长，根毛有何变化？在观察根尖自上而下的内部结构的特点和作用等。在实验中要求学生认真地去观察去认识、掌握，遇到问题、错误要积极思考，找出原因，再得出正确的结论，而不是死记课本上描述的实验步骤、实验现象和知识，也不是一定要原原本本地按照课本里的实验步骤去做实验并得到如期的结果。只要没有危险性，学生可按照自己的想法、设计去做实验，并和按课本要求的实验步骤所作的实验进行比较，或经过交流、比较，然后得出科学的是方法、步骤和结论，从而提高了实验技能和形成良好的科学观。因此，观察不是我们所说的看看，实验、探究也不是简单的重复或验证，而是要认真地从一点一滴做起，积极动手，仔细观察、积极思考，在老师一定的指导下经过长时间锻炼、培养，逐步学会观察、实验的方法和养成良好的实验、思考习惯。对于一个实验，有学生说会，有学生说知道怎么做，其本质是不同的，每个学生必须在实践中细心琢磨，认真观察、亲自操作方可获得本领。培养学生的自主实验操作能力必须在实验过程中反复教育学习学习再学习，实践实践再实践和强化，只有这样才能使学生能力不断提高。
3、自主实验有利于培养学生的分析、概括和表达能力。
实验往往能激起学生的学习兴趣。学生在自主实验过程中会通过小组、班级交流或自主地观察和分析实验现象、实验结果得出结论，而且学生的自主性、主动性会更强，因此更能培养学生分析实验现象、实验结果得出结论的能力。为达到这样的效果，教师在指导学生自主实验过程中，首先要强调学生多动脑、注意观察、多问为什么；其次实验后要交流成败优劣的原因和经验，使学生在自主实验和交流中不断分析判断，形成良好的思维习惯，从而使学生的实验技能和分析、归纳、判断能力不断提高，不要仅仅追求实验达到成功的效果。如在做“唾液淀粉酶对淀粉的消化作用”实验时，某同学按要求在甲、乙两试管内各注入2毫升淀粉浆糊，然后在甲试管内加2毫升清水，乙试管内加2毫升唾液将试管振荡停留10分钟后分别滴入两滴碘酒，观察两试管内的颜色变化情况，发现两试管均变蓝，没有多大差别。经过交流、比较分析同学们发现是由于实验缺少37℃温水浴这一步。
另外，教师在教学过程中，还要多启发学生进行分析、讨论作出结论，以提高学生的分析问题和解决问题的能力。如植物在缺水、施肥过多的情况下都会萎蔫，让学生讨论其原因是什么?应怎样解决才合理等，这样让学生多分析、讨论常见的一些现象，养成爱动脑的良好习惯，才能使学生分析实验和解决实验的能力更快地提高。
4、自主实验有更利于培养学生的创新意识，提高学生的创新能力。
素质教育的重要内容之一就是培养学生的创新精神和创新能力。学生在自主实验过程中，除了得到教师的部分提示和指导外，主要靠自己或小组合作、讨论开动脑筋去设计实验方法、步骤，甚至自己找实验器材，并在实验过程中或结束后的交流中解决问题和错误。因此，自主实验有更利于培养学生的创新意识，提高学生的创新能力。比如，在指导学生“探究蚯蚓在什么样的物体表面爬得快”的实验中，有的学生用硬塑料片代替玻璃板，有的在玻板和纸板上涂洗衣粉液。这就表明了学生在自主实验过程中激发了创新的火花。
由于创新是以问题为起点，没有发现问题就谈不上创新，只有存在问题，才能使学生不满足现状，才能拓展思维空间，寻找新思路，寻找解决问题的方法，投身于创新活动之中。但由于学生的创新能力和掌握知识很有限，因此，因此在教学和实验过程中，教师要给予一定的提示和引导，让学生积极去观察分析，找出问题所在，再找出解决问题的方法。就这样在学生自主实验过程中，通过引导学生出找出问题来开阔学生的思维空间，使学生在寻找解决问题的方法过程中培养和提高了学生创新意识和创新能力。
5、自主实验有利于放开学生的手、脚，发挥学生主体作用。
在生物实验教学中，要想发挥学生的主体作用，教师必须解放思想，更新观念，放开学生的手、脚，不要牵着学生一步一步地走，让学生自主地去模仿、去比较、去尝试、去创新，教师要相信学生都能成功的完成实验，允许学生实验失败，鼓励他们从失败中找原因，再次实验直到成功，要让学生从实验中品尝到成功的喜悦。但在放手实验时，首先要让学生带着一定的目的去实验、去探究，然后引导学生总结实验经验并分析得出结论，从实验中体会出知识来，这样既体现了教师的主导作用，又发挥了学生的主导作用。如：在指导学生自主探究“骨的成分”时，教师提示学生做实验前思考可用什么器具代替酒精灯、用什么替代稀盐酸、要注意哪些安全问题、实验过程中要注意观察和分析实验现象及不当或错误之原因，然后再试一试。学生在家自主实验时有的用煤气火焰煅烧鱼骨头，有的用蜡烛或煤油灯煅烧骨头，有的将骨放在酒精灯上煅烧，有的用醋精脱钙，有的用米醋脱钙。实验结果、实验现象、得出的结论都有差异，但有的学生通过对比得出在家里可用煤气代替酒精灯煅烧鱼骨、可用酸醋代替盐酸的结论。显然学生在实验过程中表现出了探究科学的积极性、并发挥了自己的潜能。
6、有利于培养学生搜集信息、处理信息、应用知识的能力。
由于自主实验是学生在教师有限指的导下进行探索性的实验，而不是由教师规定完整的实验原理、实验步骤后再由学生去做验证式的实验，因此学生在自主实验过程中，为了计划实验或解决实验过程所出现的问题，会通过看课本、找资料、交流、合作等各种方式寻找解决的办法，从而能更好地培养学生搜集、处理、应用知识的能力。
7、让学生在课前课后自主实验可解决实验室、实验器材配备不足的矛盾。
在许多学校，特别是乡镇学校，生物试验室、实验器具配备落后、简陋、不足，十几、二十几个班仅配有一间实验室，许多实验器材仅够一个小组几个人的实验使用，在这种情况下实验就成了空话，特别是有的实验需要几天或更长的，这种实验更无法在实验室进行。但多数实验所用器具都较简单、实验步骤不复杂，这些实验在教师指导下，可由学生自主寻找替代器具在课前实验，能力较低的同学可在课后补做。
总之，生物实验在教学过程中可以通过启发、引导学生可前课后自主实验，对于培养学生生物科学素养、提高教学质量方面起着重要作用。但要真正发挥学生自主实验的作用，教师要经常对学生强调自主实验的重要性，并给予一定的指导、培训，更重要的是要做好实验后的检查、交流，避免流于形式。
2006.10.24
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