生物科学是自然科学中的一门基础学科，是研究生命现象和生命活动规律的科学。在高中生物教学中，利用实验来培养中学生运用知识的能力和创新能力具有积极的意义。 在高中生物新课程标准中，生物实验作为最重要的课堂教学形式，贯穿了高中生物课程的整个过程，生物实验教学是提高学生生物科学素养的最有效途径。在高中生物实验教学过程中培养学生的各种能力，包括观察能力、动手操作能力、合作探究能力、创新能力、分析问题和解决问题的能力等。那么如何在高中生物实验教学中培养学生的各种能力呢？
1 学生观察能力的培养
生物学家达尔文曾经说过：“我既没有突出的理解力，也没有过人的机智，只是在觉察那些稍纵即逝的事物并对其进行精细观察的能力上，我可能在普通人之上。”由此可见，学生养成良好的观察习惯是非常重要的。高中阶段学习生物实验有利于观察能力的培养。高中生物教师要通过启发学生发现问题、提出问题并带着问题去观察，让学生的观察具有目的性，同时也能激发学生的求知欲。在生物实验教学中会发现往往有两种截然不同的情形，有的学生会在实验前和后提出很多问题，而有的学生却很少或几乎不提问题。这就需要教师对不同的两类学生进行正确引导，适时地确立有探讨性价值的问题，让学生在观察过程中一边有意识地看，一边有目的地想，积极参与思维活动，激发学生的观察动机，提高学生的观察能力。
如在使用高倍显微镜观察几种细胞时，教师可以先提出问题，让学生归纳所观察到的细胞在结构上的共同点和它们之间的差异，学生带着问题去观察就有了方向性。这样就比较出真菌、低等植物细胞、高等植物细胞、动物细胞等的共同点和不同点。可以让学生画出它们的结构，让学生之间通过画图比较出哪位学生观察得更仔细。观察能力的培养仅靠教材上的实验目录是不够的，还要开展一些课外活动，但是面对高考，学生的时间是有限的。那么在讲生物与环境一章时，可以让学生利用回家周的时间到田野去观察植物的生活环境、生存状态以及动物的生活习性。这样，学生通过实践活动，运用已有的知识和能力去观察、分析、解决遇到的实际问题，从而主动地获取知识，进而可以提高自己的实验观察能力。
2 学生动手操作能力的培养
实验课是一种常见的理科教学方法，主要是通过现场的实验进行教学。根据实验操作者的不同可分为教师演示、学生动手、师生协作三类。绝大多数学生的动手操作能力较差，或操作不规范，必然会影响学生素质的提高。因此，在实验课堂教学中应注意加强“动手”能力训练，结合本学科和相关学科的知识，注重实验操作的每一个细小环节，真正做到规范操作。这有利于提高实验成功率，培养动手操作能力的同时也培养学生在自行设计时的规范性、系统性和完整性。
新教材中学生动手实验的内容较多，可以选择有代表性的实验对学生进行方法和技能训练。如使用高倍显微镜观察几种细胞的实验，教材要求用低等植物细胞做成临时装片观察，而在本地这种材料比较难找。教师可以让学生先观察已做好的切片替代临时装片，后再做一些材料相对易得的临时装片就行了。这样同样可以达到预期的效果，学生学会规范操作使用高倍显微镜观察和掌握临时装片的制作过程。同时针对学生初中生物基础差的情况，通过很多基本操作加以补充，以提高学生的实验动手操作能力。
3 学生合作探究能力的培养
合作探究是指以培养学生的创新精神和实践能力为宗旨，以充分体现学生的自主性和参与性为前提，以学生小组合作为主要形式的一种探究活动。它能有效地改善探究环境，扩大参与面，提高探究效率和学生自主探索的能力。生物课程标准倡导合作与探究性学习，生物实验教学在课堂上进行，所以可以让学生之间分成小组，在实验方案设计、器材使用、实验现象观察和实验结果分析、整理等环节让学生分工完成。实验教学更能发挥学生在学习活动中的积极性，更有利于培养学生的合作探究能力。如“生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定”这个实验进行需要的时间长，必须周密安排才能完成，这就要求学生分工合作才能顺利进行。在做脂肪鉴定的实验时，临时装片由一个学生制作，调试显微镜由一个学生完成；在完成前两个实验后，由一个学生整理相关物品，另一个学生则可进行后一个实验的操作。这样既可节省时间，又能培养学生的合作精神。
4 学生创新能力的培养
创新能力是运用知识和理论，在科学、艺术、技术和各种实践活动领域中不断提供具有经济价值、社会价值、生态价值的新思想、新理论、新方法和新发明的能力。创新不仅是一种复杂的思维活动，而且是一种需要创新技能的实践活动，在高中生物实验教学中培养学生的创新能力是实施素质教育的重要内容。在实验过程中，教师应该采用启发式教学手段，积极引导学生质疑，发表见解，同时鼓励学生不要盲目照搬照抄书本中的结论，通过不断地训练，有可能提高学生的创新能力。如在实验复习课中，“观察植物细胞的有丝分裂”“观察植物细胞的质壁分离和复原”这两个实验都以洋葱为实验材料，这时学生可能提出这两个试验中选材所用的细胞为什么是不同部位的呢？这两个实验所用洋葱细胞是否都一定要用洋葱的活细胞才能看到实验现象呢？通过学生的质疑可以诱导学生开展积极的思维活动，为创造性思维的形成创设条件。
5 学生分析问题和解决问题的能力的培养
要在社会上立足，最主要的是要能将所学的基础知识融会贯通，并从中找出规律性的东西，学会分析问题和解决问题。高中生物的学习中要想掌握所学的知识，就得学会如何分析问题和解决问题，这在高中生物实验课中能很好地体现。在生物实验教学中，不能重视结果而不重视分析结果，重视成果实验的肯定而不重视为实验中的失败查找原因等现象，这不利于学生实验能力的提高。例如，在叶绿体中的色素提取和分离实验中4种色素分离的原理是什么，单靠高中课本的知识还不够，应让学生知道4种色素的化学结构和性质不同，它们在滤纸上的吸附能力不同，在层析液中溶解度不同，因此，4种色素随着层析液在滤纸条上的扩散速度就不同。胡萝卜素溶解度大而吸附力小，扩散速度快，叶绿素b溶解度小而吸附力大，扩散速度则慢，这样就出现色素带在滤纸上分布的位置不同的现象。
在实验中，由于某种原因，个别学生的实验结果可能不明显或失败，教师应该指导学生查明原因。如叶绿体中色素的提取和分离的实验结果4条色素带部分或全部不明显，教师可提出问题：1）是否丙酮用量过多，滤液太稀；2）是否用的新鲜嫩叶；3）划滤液细线的次数和宽窄是否符合要求；4）层析时滤纸条上的滤液是否被层析液没及过。让学生带着这些问题去思考，培养学生分析和解决问题的能力。
总之，面对现状必须重视高中生物实验教学，通过实验来培养学生的能力，也使学生更容易掌握所学的生物学内容。
（作者单位：河北省唐山市乐亭县第二中学）