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【摘要】生物学从本质上说是一门实验性学科。新课程改革后的生物教材中生物实验的权重也在不断加大，我遵循能力培养的原则，紧扣实验教学的关键环节，结合初中生物实验课堂教学实践，浅谈如何在生物实验课堂教学中培养学生观察能力、操作能力、探究能力、创新能力。
【关键词】观察能力；操作能力；探究能力；创新能力
1 观察能力的培养
生物学从本质上说是一门实验性学科。新课程改革后的生物教材中生物实验的权重也在不断加大，我遵循能力培养的原则，紧扣实验教学的关键环节，结合初中生物实验课堂教学实践，浅谈如何在生物实验课堂教学中培养学生观察能力、操作能力、探究能力、创新能力。
观察能力的培养是上述诸项能力中最基本的能力培养，也是使学生从形象思维逐步过渡到抽象思维的重要阶段。初中生物教材中安排了38个学生实验，其中单纯的观察实验28个，占全部学生实验的73.7%，观察实验贯穿于全部实验中。所以，教师要教育和培养学生具有全面地、正确地深入了解事物本质特征的观察能力。
1.1 要明确观察目的和任务：观察是人对客观事物的一种生动的感性认识形式，它往往通过多种感觉器官的联合活动，并在思维的参与下进行的。在观察时，必须对观察者预先提出一定的目的或任务，拟定一定的计划，按计划仔细地观察，提出问题，寻求某种答案，这样才能保证注意力集中在所要观察的事物中。例如：观察洋葱表皮细胞的实验，实验目的是要求学生在观察中认识细胞壁、细胞质、细胞核和液泡。观察前教师应强调细胞膜紧贴在细胞壁内壁上不易辨认，有些细胞核也不太清楚，要调好光圈，光线强弱要控制适当。使学生按照老师提出的目的要求去观察。观察的结果好坏，可由教师检查，检查方法可采取教师提问学生回答，也可让学生绘制观察的标本图示，这样一定能达到观察的目的。
1.2 要教会学生科学的观察方法：观察能力的提高，有赖于正确的观察程序和方法，教会学生用正确的方法进行观察，对培养学生观察能力是很必要的。教师可以从这三方面着手：（1）先整体观察后局部观察——教师要指导学生全面进行观察，抓住事物的各个方面及其发展变化的全过程，这样才能达到认识事物的目的。例如：观察根毛和根尖的结构，先用肉眼观察认识根的形态，掌握直根系、须根系、主根和侧根的形态特征，进而用放大镜、显微镜观察根毛的位置，根尖的结构，认识和掌握根冠、生长点、伸长区及根毛区的细胞结构特点。局部观察即细微观察，要求学生在观察过程中抓住事物最本质的属性，捕捉它们之间的细微差异，从而发现事物各个侧面的特点。例如：在组织学生观察花的形态和解剖花的结构实验中，首先观察水稻花与桃花的形态，我们向学生提示这样一个问题：为什么桃花盛开的时候会招引许多蜜蜂前来传粉？为什么水稻花盛开的时候却很少见到蜜蜂及其它昆虫前来传粉？从而使学生认识和掌握风媒花与虫媒花的形态特征上的区别。紧接着老师指导学生进行两种类型花的解剖，仔细观察桃花子房基部的突起结构桃花的蜜腺，弄清花蜜产生的原因。而观察水稻花结构时却没有这种蜜腺结构，使学生弄清虫媒花与风媒花的结构差异。通过解剖观察使学生认识了两种不同类型的花在本质属性方面的区别。（2）对比观察——是运用纵横比较进行观察，同中求异或异中求同。对比观察能使学生从平常的现象中发现不平常的东西，从相似的事物中找出差异以及从差异中找出共同点或因果关系。例如：在观察单子叶植物与双子叶植物形态、结构时，首先向学生强调两种植物显著区别，一是叶脉的结构：平行脉与网状脉；二是茎的结构：有无形成层；三是种子胚的结构：一片子叶与两片子叶。另一方面单子叶与双子叶植物在叶序上讲也有许多相似之处，这是因为它们都属于绿色植物，叶序相似之处是因为光合作用的缘故。这样通过对比观察，学生对各科、种的生物特征就易掌握。（3）重复观察——为了保证观察的结果可靠性，观察的次数要多，否则就难以区分偶然发生和一贯现象，也就是巴甫洛夫所说的“观察、观察、再观察”，他深刻地揭示了观察的严肃性和科学性。例如：观察脊髓的反射实验，实验目的是验证脊髓具有反射的功能，属于低级反射中枢。该实验效果的好坏取决于脑的切除是否干净，因此，必须通过反复多次的观察。在实验中首先让学生把去脑的蛙进行翻身反射试验，这样来确定脑是否除净，当然这种实验要反复进行观察才能收到良好的效果。在验证脊髓具有反射功能时，也应该重复的使用不同浓度硫酸来进行刺激，反复进行观察，最后使学生认识在适宜的条件刺激下，脊髓能完成低级的反射功能。在长期的实验教学中我深深体会到：只有指导学生反复的观察，才能认识事物的本质属性。
2 操作能力的培养
新教材中突出了实验教学，增加了学生动手操作的机会，在实验教学中，操作能力的培养尤为重要。而实验步骤是学生动手操作的要领，只有理解、掌握才能规范操作，达到培养操作能力的目的。例如：显微镜是初中阶段能接触到的特别重要的一种仪器，在实验教学中，教师先讲解显微镜实验仪器和操作要领，做到“三个一”：一、安放距桌边一掌（5-7cm）；二、对光要目（目镜）物（物镜）通光（通光孔、光源）一直线，光强用平面镜，光弱用凹面镜；三、观察时标本对孔正中距离物镜一厘米，视野中出现标本颜色或杂质时观察目标即将到位，微调粗（细）准焦螺旋，找不到目标时缓缓移动玻片标本即可找到。教师一边规范操作一步，一边让学生模仿操作一步，教师巡视时，及时表扬规范操作快而且准确的学生，纠正错误操作。如用左眼观察时，纠正学生用右眼观察或闭着右眼的习惯；转动转换器时，纠正扳物镜的错误操作。这样学生很快对好光，观察到标本在视野中的图象。用完显微镜擦干净外表。转动转换器，把物镜偏两旁，放回镜箱原处。制作临时装片的实验，先将擦→滴→取→展→盖→染的实验步骤写在黑板上，让学生看书了解每一步的涵义，圈上关键的词语，教师再讲每一步的涵义及注意的问题，边操作边叫学生模仿操作。然后强调注意事项。滴一滴清水，太多易外溢，太少易出现气泡。取材薄而透明透光易观察，展平防重叠，轻盖防气泡。气泡与细胞的区别，气泡圆边厚黑，中间亮白，轻压变形。这样学生很快掌握步骤、要领，在显微镜下观察到自己制作临时装片中的细胞，认识细胞壁、细胞质、细胞核（细胞膜紧贴细胞壁，在光镜下看不见），然后绘出细胞结构图。这样学生就达到了实验的目的要求，兴奋不已，终生难忘。学生操作关键需要教师的指导，而不能包办代替，这样可以培养学生进行独立实验仪器的操作能力，同时也激发了学生的好奇心和求知欲。 3 探究能力的培养
新课程倡导探究性学习，以培养学生的科学探究能力。探究能力的培养是初中《生物》新旧教材明显区别之一，它突出了以学生为主体的教学思路。让学生走进实验室，是培养探究能力的前提；突出学生在实验教学中的主体地位，是培养学生探究能力的基础；引导学生认识探究学习的基本程序和方法，是培养探究能力的关键。在实验教学中加强探究能力的培养，是实现生物新教材课程目标的关键之一。
生物实验教学中包含了丰富的技能训练，这不单单是指操作技能，更重要的是科学探究的方法和技能，如控制变量、设计对照实验或重复实验，量的检测，数据的整理、分析及表达方式，以及书写实验报告等。在新教材中就有许多这样的探究实验，例如：在“探究种子萌发的环境条件”时，我们分别选用了青菜、萝卜、小麦种子同时做了对照的实验，发现青菜、萝卜种子完全浸没水中仍会发芽，只有用小麦种子做实验现象与假设相符，所以就选用小麦种子来探究“种子萌发的环境条件”；实验时每组放100粒小麦，还可用来“测定种子的发芽率”；小麦种子萌发后根毛非常清晰、数量多、密度大，可用于“观察根毛”；等长出幼苗，还可用于课外探究“光影响叶绿素的形成”。在活动过程中，可以同时成立几个独立的学习小组分别进行实验方案的设计，然后进行表达与交流，达到实验的目的。这样有助于进一步培养学生探究能力，更好地掌握科学探究的方法和技能。
4 创新能力的培养
随着素质教育的推进，创新能力的培养已成为素质教育中的重中之重，而通过生物实验培养创新能力是生物教学适应素质教育开展的需要。任何发现和发明都是通过实验得到的，在生物实验教学中，善于让学生发现问题，提出问题，是启发学生思维，培养创新能力的有效途径。在讲“茎的疏导作用”这一节时，教材是用一个演示实验来验证水分是由导管从下向上运输的。如果按教材中的方法和步骤，学生会很顺利通过实验证明出“水分是由导管从下向上运输”。但这样的实验思维过于平淡，学生不易理解和掌握知识，如果另设计一种实验呢？因此，教师在教学中，引导学生取A、B 两支试管，分别加入等量的稀释的红墨水。两支试管中分别放入正置的和倒置的两株芹菜，其中倒置的芹菜一段剪掉尾部的叶片，露出茎的部分，其根部向上放入试管中。静置一段时间后，纵切和横切芹菜茎后观察发现，在A 试管正置的芹菜茎变红了，而且正在运输稀释的红墨水；B试管的芹菜只有接触稀释的红钢笔水的底部一薄层被染红了。学生很惊讶：两支试管内都是芹菜，只是放置的方向不同为什么会出现两种不同的现象？这说明什么？这样在教师一步步引导下，使学生所学的知识掌握的更牢固，同时也通过鼓励学生注意实验方法的革新和改进，培养了学生的创新意识。
在生物实验教学的组织上，可以充分发挥学生个性地学和教师个性地教。有的学生善于观察，有的学生善于动手操作，有的学生善于发现问题、分析问题，在学生生物实验的过程中，可以引导他们利用自己的长处来实验，也可以引导他们在实验课时自由组合，充分利用个人的优势，在学生实验活动中，有助于更好地培养学生的实验能力。
【关键词】观察能力；操作能力；探究能力；创新能力
1 观察能力的培养
生物学从本质上说是一门实验性学科。新课程改革后的生物教材中生物实验的权重也在不断加大，我遵循能力培养的原则，紧扣实验教学的关键环节，结合初中生物实验课堂教学实践，浅谈如何在生物实验课堂教学中培养学生观察能力、操作能力、探究能力、创新能力。
观察能力的培养是上述诸项能力中最基本的能力培养，也是使学生从形象思维逐步过渡到抽象思维的重要阶段。初中生物教材中安排了38个学生实验，其中单纯的观察实验28个，占全部学生实验的73.7%，观察实验贯穿于全部实验中。所以，教师要教育和培养学生具有全面地、正确地深入了解事物本质特征的观察能力。
1.1 要明确观察目的和任务：观察是人对客观事物的一种生动的感性认识形式，它往往通过多种感觉器官的联合活动，并在思维的参与下进行的。在观察时，必须对观察者预先提出一定的目的或任务，拟定一定的计划，按计划仔细地观察，提出问题，寻求某种答案，这样才能保证注意力集中在所要观察的事物中。例如：观察洋葱表皮细胞的实验，实验目的是要求学生在观察中认识细胞壁、细胞质、细胞核和液泡。观察前教师应强调细胞膜紧贴在细胞壁内壁上不易辨认，有些细胞核也不太清楚，要调好光圈，光线强弱要控制适当。使学生按照老师提出的目的要求去观察。观察的结果好坏，可由教师检查，检查方法可采取教师提问学生回答，也可让学生绘制观察的标本图示，这样一定能达到观察的目的。
1.2 要教会学生科学的观察方法：观察能力的提高，有赖于正确的观察程序和方法，教会学生用正确的方法进行观察，对培养学生观察能力是很必要的。教师可以从这三方面着手：（1）先整体观察后局部观察——教师要指导学生全面进行观察，抓住事物的各个方面及其发展变化的全过程，这样才能达到认识事物的目的。例如：观察根毛和根尖的结构，先用肉眼观察认识根的形态，掌握直根系、须根系、主根和侧根的形态特征，进而用放大镜、显微镜观察根毛的位置，根尖的结构，认识和掌握根冠、生长点、伸长区及根毛区的细胞结构特点。局部观察即细微观察，要求学生在观察过程中抓住事物最本质的属性，捕捉它们之间的细微差异，从而发现事物各个侧面的特点。例如：在组织学生观察花的形态和解剖花的结构实验中，首先观察水稻花与桃花的形态，我们向学生提示这样一个问题：为什么桃花盛开的时候会招引许多蜜蜂前来传粉？为什么水稻花盛开的时候却很少见到蜜蜂及其它昆虫前来传粉？从而使学生认识和掌握风媒花与虫媒花的形态特征上的区别。紧接着老师指导学生进行两种类型花的解剖，仔细观察桃花子房基部的突起结构桃花的蜜腺，弄清花蜜产生的原因。而观察水稻花结构时却没有这种蜜腺结构，使学生弄清虫媒花与风媒花的结构差异。通过解剖观察使学生认识了两种不同类型的花在本质属性方面的区别。（2）对比观察——是运用纵横比较进行观察，同中求异或异中求同。对比观察能使学生从平常的现象中发现不平常的东西，从相似的事物中找出差异以及从差异中找出共同点或因果关系。例如：在观察单子叶植物与双子叶植物形态、结构时，首先向学生强调两种植物显著区别，一是叶脉的结构：平行脉与网状脉；二是茎的结构：有无形成层；三是种子胚的结构：一片子叶与两片子叶。另一方面单子叶与双子叶植物在叶序上讲也有许多相似之处，这是因为它们都属于绿色植物，叶序相似之处是因为光合作用的缘故。这样通过对比观察，学生对各科、种的生物特征就易掌握。（3）重复观察——为了保证观察的结果可靠性，观察的次数要多，否则就难以区分偶然发生和一贯现象，也就是巴甫洛夫所说的“观察、观察、再观察”，他深刻地揭示了观察的严肃性和科学性。例如：观察脊髓的反射实验，实验目的是验证脊髓具有反射的功能，属于低级反射中枢。该实验效果的好坏取决于脑的切除是否干净，因此，必须通过反复多次的观察。在实验中首先让学生把去脑的蛙进行翻身反射试验，这样来确定脑是否除净，当然这种实验要反复进行观察才能收到良好的效果。在验证脊髓具有反射功能时，也应该重复的使用不同浓度硫酸来进行刺激，反复进行观察，最后使学生认识在适宜的条件刺激下，脊髓能完成低级的反射功能。在长期的实验教学中我深深体会到：只有指导学生反复的观察，才能认识事物的本质属性。
2 操作能力的培养
新教材中突出了实验教学，增加了学生动手操作的机会，在实验教学中，操作能力的培养尤为重要。而实验步骤是学生动手操作的要领，只有理解、掌握才能规范操作，达到培养操作能力的目的。例如：显微镜是初中阶段能接触到的特别重要的一种仪器，在实验教学中，教师先讲解显微镜实验仪器和操作要领，做到“三个一”：一、安放距桌边一掌（5-7cm）；二、对光要目（目镜）物（物镜）通光（通光孔、光源）一直线，光强用平面镜，光弱用凹面镜；三、观察时标本对孔正中距离物镜一厘米，视野中出现标本颜色或杂质时观察目标即将到位，微调粗（细）准焦螺旋，找不到目标时缓缓移动玻片标本即可找到。教师一边规范操作一步，一边让学生模仿操作一步，教师巡视时，及时表扬规范操作快而且准确的学生，纠正错误操作。如用左眼观察时，纠正学生用右眼观察或闭着右眼的习惯；转动转换器时，纠正扳物镜的错误操作。这样学生很快对好光，观察到标本在视野中的图象。用完显微镜擦干净外表。转动转换器，把物镜偏两旁，放回镜箱原处。制作临时装片的实验，先将擦→滴→取→展→盖→染的实验步骤写在黑板上，让学生看书了解每一步的涵义，圈上关键的词语，教师再讲每一步的涵义及注意的问题，边操作边叫学生模仿操作。然后强调注意事项。滴一滴清水，太多易外溢，太少易出现气泡。取材薄而透明透光易观察，展平防重叠，轻盖防气泡。气泡与细胞的区别，气泡圆边厚黑，中间亮白，轻压变形。这样学生很快掌握步骤、要领，在显微镜下观察到自己制作临时装片中的细胞，认识细胞壁、细胞质、细胞核（细胞膜紧贴细胞壁，在光镜下看不见），然后绘出细胞结构图。这样学生就达到了实验的目的要求，兴奋不已，终生难忘。学生操作关键需要教师的指导，而不能包办代替，这样可以培养学生进行独立实验仪器的操作能力，同时也激发了学生的好奇心和求知欲。 3 探究能力的培养
新课程倡导探究性学习，以培养学生的科学探究能力。探究能力的培养是初中《生物》新旧教材明显区别之一，它突出了以学生为主体的教学思路。让学生走进实验室，是培养探究能力的前提；突出学生在实验教学中的主体地位，是培养学生探究能力的基础；引导学生认识探究学习的基本程序和方法，是培养探究能力的关键。在实验教学中加强探究能力的培养，是实现生物新教材课程目标的关键之一。
生物实验教学中包含了丰富的技能训练，这不单单是指操作技能，更重要的是科学探究的方法和技能，如控制变量、设计对照实验或重复实验，量的检测，数据的整理、分析及表达方式，以及书写实验报告等。在新教材中就有许多这样的探究实验，例如：在“探究种子萌发的环境条件”时，我们分别选用了青菜、萝卜、小麦种子同时做了对照的实验，发现青菜、萝卜种子完全浸没水中仍会发芽，只有用小麦种子做实验现象与假设相符，所以就选用小麦种子来探究“种子萌发的环境条件”；实验时每组放100粒小麦，还可用来“测定种子的发芽率”；小麦种子萌发后根毛非常清晰、数量多、密度大，可用于“观察根毛”；等长出幼苗，还可用于课外探究“光影响叶绿素的形成”。在活动过程中，可以同时成立几个独立的学习小组分别进行实验方案的设计，然后进行表达与交流，达到实验的目的。这样有助于进一步培养学生探究能力，更好地掌握科学探究的方法和技能。
4 创新能力的培养
随着素质教育的推进，创新能力的培养已成为素质教育中的重中之重，而通过生物实验培养创新能力是生物教学适应素质教育开展的需要。任何发现和发明都是通过实验得到的，在生物实验教学中，善于让学生发现问题，提出问题，是启发学生思维，培养创新能力的有效途径。在讲“茎的疏导作用”这一节时，教材是用一个演示实验来验证水分是由导管从下向上运输的。如果按教材中的方法和步骤，学生会很顺利通过实验证明出“水分是由导管从下向上运输”。但这样的实验思维过于平淡，学生不易理解和掌握知识，如果另设计一种实验呢？因此，教师在教学中，引导学生取A、B 两支试管，分别加入等量的稀释的红墨水。两支试管中分别放入正置的和倒置的两株芹菜，其中倒置的芹菜一段剪掉尾部的叶片，露出茎的部分，其根部向上放入试管中。静置一段时间后，纵切和横切芹菜茎后观察发现，在A 试管正置的芹菜茎变红了，而且正在运输稀释的红墨水；B试管的芹菜只有接触稀释的红钢笔水的底部一薄层被染红了。学生很惊讶：两支试管内都是芹菜，只是放置的方向不同为什么会出现两种不同的现象？这说明什么？这样在教师一步步引导下，使学生所学的知识掌握的更牢固，同时也通过鼓励学生注意实验方法的革新和改进，培养了学生的创新意识。
在生物实验教学的组织上，可以充分发挥学生个性地学和教师个性地教。有的学生善于观察，有的学生善于动手操作，有的学生善于发现问题、分析问题，在学生生物实验的过程中，可以引导他们利用自己的长处来实验，也可以引导他们在实验课时自由组合，充分利用个人的优势，在学生实验活动中，有助于更好地培养学生的实验能力。