高中生物实验设计能力培养
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[摘 要]高中生物是一门科学性的实验学科， 秉承学以致用的学科理念， 高中生物在理论学习之余， 更重要的是锻炼学生的实践设计能力，学生生物实验设计能力的培养和提高，有助于学生获取及巩固知识，激发学习兴趣，培养创新能力，提高科学素养，因此必须重视高中生物的实验设计能力。
[关键词]高中生物：实验设计能力：培养
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）13-0008-01
实验设计是指在正式进行科学研究之前，实验者根据一定的目的和要求，运用有关的科学知识原理对实验材料、手段、方法、步骤等全部方案的制定过程，是培养学生创新思维和提高综合素质的一个重要途径。近几年的生物学高考实验设计题不只是考查课本中实验的原理、操作步骤、结论等，更主要的是以学生的基础知识（包括实验知识）为依托，创设实验问题情境，重在考查学生思维能力、创新能力、运用所学知识解决实验问题的能力等。实验设计题的能力要求较高，难度较大，学生往往感到无从下手。为适应教学改革的要求，教师应改变过去将实验教学看做辅助性教学的观念，将实验教学提高到与理论教学同等的地位上来；要让学生积极参与实验设计、准备、操作、数据分析和结论推导等过程，让学生把握规律和原则，提高学生生物学实验科学设计的能力。
一、高中生物实验教学存在的问题
（一）教师实验教学意识缺乏
首先，是教师的实验教学意识缺乏， 授课主要是以传统的书本理论知识讲解为主， 不重视对学生实验设计能力的培养。教师在课上的讲解几乎占据了课堂一多半的时间， 剩下的时间就是让学生做练习， 即使是涉及实验的过程， 教师也是通过语言讲解来完成的， 这样的教学方式， 教师完全是以学生的分数作为教学的目标， 以应试教育思想作为生物教学的理念， 在课堂上只顾训练学生的解题能力， 完全忽视了对学生动手能力、实验设计意识、实验设计能力的培养。
（二）学生的实验设计意识缺乏
在高中生物学习中， 学生习惯了完全依赖教师， 听从教师的指挥， 完全接受教师的讲解， 不愿意通过自主探究去寻找解决问题的途径， 出现这一问题的原因， 有些是学生对生物实验不感兴趣， 没有进行自主探究的动力；还有就是一些学习能力较差的学困生， 他们没有太多的能力去进行自主探究， 并且他们也习惯了听从、顺从， 不管教师讲解得对还是错， 全部照搬， 慢慢地参与实验探究的欲望就被消磨掉了。
（三）实验教学效果差
首先，由于目前高中大多都是大班授课，如果进行生物实验，只能将学生分成若干小组，分组的不合理性就会导致生物实验探究过程不顺利，学生在实验的过程中学不到太多东西；其次， 在实验探究的过程中， 生物教师能力不足， 在课前没有制定出有效的实验教学目标， 在实验的过程中对学生也缺乏有效的指导， 导致学生在实验时盲目操作， 没有目标， 失去了实验的意义；最后， 从课堂实验教学的内容来看， 教师过于强调书本上的知识， 过于追求实验结果的正确性， 很少去关注学生在实验过程中学到了什么。从教学目标来看， 生物教师在教学中过于强调学生对学科知识的掌握， 忽视了对学生的动手能力、创新能力、设计能力、探索能力等的培养， 导致实验教学流于形式。
三、高中生物实验设计能力培养策略
（一）提高学生实验设计意识
大多数学生以为生物学是一门纯理论性学科，多记、勤记就能把生物学学好，对生物学知识严密的逻辑性和知识之间的内在联系缺乏认识和理解。生物科学不仅是一个知识体系，而且是一个方法体系。在学习过程中除了要学习生物学的基础知识，还要学习生物科学的研究过程和方法。实验设计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，学生可以从不同角度、不同层面，采用不同方法进行设计，蕴含着对学生创新精神的培养和训练。没有观察和实验，生物学就不可能取得今天这样的辉煌成就。同样，不重视观察和实验，也不可能真正学好生物学。
如青霉素的发现及其运用，同位素跟踪实验证明光合作用释放的氧全部来自水等等。这样，学生从思想上就能重视起来，为实验观察操作能力的培养奠定基础。
（二）改革教学方法
传统的教学方法以讲授法和讲解法为主，这两种教学方法虽然有利于学生对知识系统掌握，但容易将理论教学与实验教学割裂开来，不利于学生能力的培养。学生的亲自实践对掌握基本的技能技巧和发展思维与创造能力起着重要的作用，课堂教学要尽量提供学生动手操作的机会。以往学生做实验其注意力往往集中在实验结果上，而对实验的理论背景和实验的设计方法不加思索。这种重知识轻方法，重接受轻参与的教学活动，不利于学生科学素质的培养，也不利于他们操作能力的提高。在课堂上要多引导学生。使学生的主观能动性充分发挥出来，从而使实验操作能力得到进一步提高。
（三）激发实验设计兴趣
学生的实验能力培养离不开具体的实验操作，教师应尽可能多地让学生参与实验和实践活动，使学生身临其境，亲自动手。这样，不仅可以帮助学生更好地理解和掌握相关的知识，有利于观察、实验操作、科学思维、识图和绘图、语言表达等能力的发展，也能促进学生尊重事实、坚持真理的科学态度的形成。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，亲自动手进行实验操作。实验的成功会给他们以激励。带来极大的学习兴趣、直接兴趣和间接兴趣的有机结合。有利于发展学生学习的稳定兴趣，并进一步调动学生的学习积极性、主动性和创造性，从而成为推动学生努力学习的巨大动力。
（四）培养实验设计能力
实验设计能力是实验能力中较高层次的重要内容，具有较强的综合性、创造性和灵活性等特点。生物实验设计能力，主要体现在学生能否正确理解并恰当选用实验原理，运用生物学知识和实验技能，善于在不同情况下灵活迁移，设计出实验新方案的能力。实验设计能力要在长期的实验设计训练中逐步形成。教学过程要注重突出实验问题的探究和训练，包括实验过程，纠正错误或补充不完整的实验，设计简单生物学实验，对实验、实践中获得的信息的分析和解释等等，强化审题能力、语言文字表达能力的提升。训练过程要求学生根据题目给出的条件和要求，独自设计实验方案或方法步骤，对实验将产生的现象、结果做出正确的预测和解释，并在老师的指导下及时反馈。
（五）提升实验设计能力
由于实验设计是开放性的，每个学生有不同的个性，独特的思维方式和推理方法，因此，实验设计的方案各不相同。所以，在进行了一定数量的实验设计训练后，教师要及时给予点拨或引导学生交流探讨设计成果，总结出生物实验设计方案的基本思路，从而使学生巩固实验设计方法，提高实验设计的能力。学生通过对实验设计方案的讨论，可以互相取长补短，完善设计方案，丰富设计内容。同学的启示和教师的点拨丰富了实验设计的思路，启迪了思维，交流点拨使学生对实验设计的理解更加全面和深入，实验设计能力得到提高的同时也培养学生语言表达能力，团结协作精神。
参考文献
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