淺談新課程下生物學(xué)實驗教學(xué)的實施

徐　敏　崔　鴻　汪江一

【摘 要】生物課程作為一門實驗性較強的課程，實驗課程的實施情況在一定程度上反映了生物課程的實施效果。為了提高實驗課程的質(zhì)量，應(yīng)該加強對生物實驗教學(xué)的重視和改進，努力培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)方法和態(tài)度。

【關(guān)鍵詞】生物學(xué)實驗教學(xué) 材料準備 改進 設(shè)計 探究能力

生物學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，實驗教學(xué)既是生物學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容，又是一種有效的教學(xué)手段，實驗課程的實施情況在一定程度上反映了生物課程培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的效果。根據(jù)理論和實踐可知，生物學(xué)實驗對于培養(yǎng)學(xué)生的作用是多方面的。因此，應(yīng)該加強對生物實驗教學(xué)的重視和改進，努力提高生物學(xué)實驗課程的質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

一、重視和改進生物學(xué)實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的前提

生物課程注重實驗、探究、技能訓(xùn)練等，為培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)科學(xué)研究能力提供了非常好的平臺。通過生物學(xué)實驗，學(xué)生能夠掌握實驗的一般方法、規(guī)律、技能和手段，提高對生物學(xué)知識的認識和理解，培養(yǎng)分析問題、解決問題的自主意識和能力。因此，在生物學(xué)課程的實施過程中要特別注重實驗課程的質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和探究能力。

1.科學(xué)準備實驗材料。在生物學(xué)教學(xué)中，由于時間和季節(jié)的限制，有的動植物實驗材料沒有現(xiàn)成的，教師應(yīng)該整體把握學(xué)習(xí)內(nèi)容，科學(xué)地提前準備好各種必備實驗材料。大多數(shù)學(xué)校，實驗條件和經(jīng)濟實力都是有限的，因此在生物課程實驗材料的準備上，都應(yīng)該注重科學(xué)性，主要應(yīng)注意以下幾點：

首先是易得性。實驗時所用的材料應(yīng)該比較容易買得到，或者至少是容易采集、收集或得到，不容易購買、采集或收集的材料應(yīng)該尋找合適的替代材料。例如，在做“光合作用放出氧氣”的實驗中，需要金魚藻，有的地方不容易采集到金魚藻，則可以用水綿替代；在做“莖對水分和無機鹽的吸收”實驗中，如果因季節(jié)或地理條件限制沒有鳳仙花，可以使用白菜或其他透明或半透明的植物的莖作為替代材料；在“觀察血液循環(huán)”實驗中，可以使用比較容易得到的蝌蚪的尾來替代小魚的尾鰭。

其次是方便性。選擇的實驗材料要方便使用。大多數(shù)實驗都可以使用多種材料進行，但是有的實驗材料實驗效果很好，有的則效果不明顯或者在實驗過程中需要花費較長的時間。這就需要教師在做實驗之前多參照其他教師的教學(xué)經(jīng)驗并多做一些比較實驗，選用不同的材料進行實驗對比，然后記錄每種材料在實驗中發(fā)生的變化或產(chǎn)生的效果，最終選取比較方便進行的實驗材料。

再次是經(jīng)濟性。在實驗材料的費用方面，最好根據(jù)各自學(xué)校經(jīng)濟承受能力和對科學(xué)實驗課程的投入情況來自行調(diào)整，學(xué)校經(jīng)濟條件好的可以準備比較完備的實驗材料、用具、儀器設(shè)備等，條件稍差的可以尋找比較經(jīng)濟實惠的生活用品等來替代實驗室的科學(xué)試劑或用具。但筆者認為無論學(xué)校條件怎么樣，在進行實驗活動時，都應(yīng)盡量遵循經(jīng)濟原則，為節(jié)約型社會做貢獻。例如，如果是做“定性”實驗，即只要求探究實驗對象的某種特性時，最好選用比較經(jīng)濟的實驗材料，只要能產(chǎn)生同樣的實驗效果就行。

最后是參與性。在實驗課程的準備上，可以讓學(xué)生先行準備實驗所需的材料，在課堂上向?qū)W生和老師展示自己準備的材料。實驗材料齊全的可以立即開始進行實驗，材料不齊全的則根據(jù)其他同學(xué)的準備情況并在教師的指導(dǎo)下補充齊全后再進行實驗。這種自主收集實驗材料再進行實驗的課堂教學(xué)方式，可以激發(fā)學(xué)生的動手實驗興趣，既鞏固了學(xué)生對生物學(xué)實驗的過程設(shè)計，又增強了學(xué)生對生物學(xué)實驗的喜愛。

2.精心設(shè)計實驗，提高實驗質(zhì)量?！胺彩骂A(yù)則立”，課堂教學(xué)是這樣，實驗教學(xué)更是如此。在進行生物學(xué)實驗教學(xué)之前，進行科學(xué)合理的實驗教學(xué)設(shè)計，在觀念上對實驗進行一定的教學(xué)打算和安排，深入鉆研學(xué)習(xí)內(nèi)容，吃透重難點，找準新的學(xué)習(xí)內(nèi)容的切入點，并結(jié)合本班學(xué)生的實際情況，創(chuàng)造性地使用學(xué)習(xí)內(nèi)容，以滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需要，促進學(xué)生的進步和全面發(fā)展。

生物學(xué)實驗課程的設(shè)計首先要生活化。使用身邊隨手可得的物品進行探究活動和各種生物學(xué)實驗，可以拉近生物科學(xué)與生活的距離，讓學(xué)生深切地感受到生物科學(xué)的真實性。此外，從學(xué)生的生活經(jīng)驗出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生進行生物學(xué)實驗，有利于激發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生運用知識的能力，形成主動發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的良好習(xí)慣，有利于知識遷移能力的培養(yǎng)，讓學(xué)生體驗到生物學(xué)知識的實用性和價值性。

其次，中學(xué)生物學(xué)實驗教學(xué)在設(shè)計中應(yīng)注意探究性。實驗是進行科學(xué)研究的重要方式，而研究性學(xué)習(xí)又是目前最重要的學(xué)習(xí)活動方式之一。生物學(xué)實驗的探究性設(shè)計，可以將實驗教學(xué)與探究性學(xué)習(xí)結(jié)合起來，讓學(xué)生體驗、理解科學(xué)探究的方法和過程，豐富學(xué)生探究活動的親身經(jīng)歷。這樣，學(xué)生不但獲得了生物學(xué)知識、學(xué)到了生物學(xué)實驗技能，更重要的是受到科學(xué)方法、科學(xué)思維的訓(xùn)練，形成科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度、品德，提高自身的生物學(xué)素養(yǎng)。

再次，生物學(xué)實驗設(shè)計需要明確實驗中的示范作用。生物學(xué)實驗一般是分步進行的，后一步驟的開展依靠前一步的完成，而每一步又是由許多規(guī)范而嚴格的順序和操作動作來完成的。在生物學(xué)實驗中，對每一個操作動作的姿勢、強度、著力部位和方向等都有特定的要求，尤其是復(fù)雜的實驗操作技能。因此，教師在實驗設(shè)計時必須明確指導(dǎo)與示范的重要作用，關(guān)鍵時刻給以適當?shù)氖痉丁?/p>

3.反復(fù)預(yù)實驗，改進實驗過程。在進行正式的實驗課程前，教師通常應(yīng)該首先進行1～2次的預(yù)實驗，親自進行各項實驗步驟，檢測實驗設(shè)計的科學(xué)性和可行性，了解其難易程度，同時總結(jié)在實驗中的注意事項。這樣，教師就會清楚地了解哪些實驗容易實施，哪些實驗不容易實施？對不容易實施或?qū)嶒灛F(xiàn)象不明顯的實驗應(yīng)做好改進工作，以便實驗課程能夠順利進行。暫時沒找到改進方法的實驗則應(yīng)總結(jié)好實驗注意事項，以便對學(xué)生實驗進行適時合理的指導(dǎo)，從而提高生物學(xué)實驗效率和質(zhì)量。

二、在生物學(xué)實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

對于科學(xué)素養(yǎng)，Showalter、Miller及中共中央、國務(wù)院均給出了不同的含義。

Showalter總結(jié)了自20世紀五十年代末到七十年代初之間有關(guān)科學(xué)素養(yǎng)的文獻后，認為科學(xué)素養(yǎng)有七個方面的含義：具有科學(xué)素養(yǎng)的人明白科學(xué)知識的本質(zhì)；有科學(xué)素養(yǎng)的人在和環(huán)境交流時，能準確運用合適的科學(xué)概念、原理、定律和理論；有科學(xué)素養(yǎng)的人采用科學(xué)的方法來解決問題，做出決策，增進對世界的了解；有科學(xué)素養(yǎng)的人與世界打交道的方式和科學(xué)原則是一致的；有科學(xué)素養(yǎng)的人明白并接受科學(xué)、技術(shù)和社會之間的相關(guān)性；有科學(xué)素養(yǎng)的人對世界有更豐富、生動和正面的看法；有科學(xué)素養(yǎng)的人具有許多和科學(xué)技術(shù)密切相關(guān)的實用技能。

Miller定義的三個科學(xué)素養(yǎng)概念：對科學(xué)原理和方法（即科學(xué)本質(zhì)）的理解；對重要科學(xué)術(shù)語和概念（即科學(xué)知識）的理解；對科技的社會影響的意識和理解。

中共中央、國務(wù)院發(fā)布的“關(guān)于加強科學(xué)技術(shù)普及工作的若干意見”中認為，要從科學(xué)知識、科學(xué)方法和科學(xué)思想的教育普及三個方面推進科普工作。科學(xué)知識即本學(xué)科系統(tǒng)的知識領(lǐng)域；科學(xué)方法包括本學(xué)科的思維品質(zhì)、思維能力，應(yīng)用知識解決問題的能力，以及掌握科學(xué)工作方法進行有效的科研工作的能力；科學(xué)思想主要是指科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神、科學(xué)價值等。

生物學(xué)是一門實用性很強的學(xué)科，在教學(xué)中應(yīng)貼近學(xué)生的生活，充分利用學(xué)生原有的認知和生活經(jīng)驗，使之在實驗探究中獲得感悟和發(fā)現(xiàn)，進而建構(gòu)知識體系。因此，生物學(xué)實驗課程應(yīng)該讓學(xué)生親歷科學(xué)發(fā)現(xiàn)的思維過程，讓學(xué)生進行自主探究并感悟、發(fā)現(xiàn)和獲得生成性知識，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識、科學(xué)方法和態(tài)度這兩方面的科學(xué)素養(yǎng)。

1.巧妙設(shè)置“問題”，激發(fā)問題意識。問題是科學(xué)探究的源頭，是創(chuàng)新思維的催化劑，沒有問題，學(xué)生就不會有探究結(jié)果的思維活動。中學(xué)生的問題意識不強，很難獨立地從生活、自然現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題。所以，教師要在生物學(xué)實驗課程教學(xué)中讓學(xué)生感受到矛盾，鼓勵學(xué)生勤于思考，培養(yǎng)學(xué)生大膽質(zhì)疑的精神和自信，從而引起學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，并經(jīng)過適當?shù)赝评砗退伎迹瑢⑵浔硎鰹榭茖W(xué)性問題。

學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的過程是一個不斷提出并解決問題的過程。因此，除了激發(fā)學(xué)生的問題意識外，教師還必須巧妙地設(shè)置“問題”。針對中學(xué)生物學(xué)的特點和學(xué)生的心理發(fā)展水平，在中學(xué)生物學(xué)實驗教學(xué)中，對學(xué)生實驗探究問題的設(shè)置要符合學(xué)生的認識發(fā)展特點，使學(xué)生可以通過努力達到“最近發(fā)展區(qū)”。

2.創(chuàng)設(shè)情境，培養(yǎng)科學(xué)方法和態(tài)度。在生物學(xué)實驗教學(xué)過程中，進行生物科學(xué)史教育，可以讓學(xué)生了解生物學(xué)發(fā)展歷程和一些重要史實，加深對相關(guān)生物學(xué)知識的理解，同時感受生物學(xué)家們在科學(xué)研究過程中所具有的科學(xué)方法和態(tài)度、精神。

通過學(xué)生自身的實驗設(shè)計、資料收集和分析、實驗預(yù)測，并得出結(jié)論，可以親歷科學(xué)探究的過程，逐步掌握科學(xué)研究的方法。科學(xué)研究內(nèi)容是不同的，但是科學(xué)探究的過程卻是相似的，掌握一定的科學(xué)研究方法，可以為學(xué)生今后的科學(xué)研究打下良好的基礎(chǔ)。

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