生物實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的作用

摘要: 本文從生物學(xué)科的特點(diǎn)、中學(xué)生物課程標(biāo)準(zhǔn)、生物教科書(shū)和與課程教學(xué)的巧妙結(jié)合等角度論述了生物實(shí)驗(yàn)在中學(xué)生物教學(xué)中的地位和作用，并就當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了反思。

關(guān)鍵詞: 中學(xué)生物教學(xué)生物實(shí)驗(yàn)地位作用問(wèn)題

生物學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為根基的自然科學(xué)。因此，在生物教學(xué)中，生物實(shí)驗(yàn)理應(yīng)占有一席之地，發(fā)揮其應(yīng)有的作用。本文試就生物實(shí)驗(yàn)在中學(xué)生物教學(xué)中的地位和作用，以及當(dāng)前中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的一些問(wèn)題進(jìn)行研究和探討。

一、從生物學(xué)科的特點(diǎn)看生物實(shí)驗(yàn)在生物教學(xué)中的地位

生物實(shí)驗(yàn)理應(yīng)在中學(xué)生物教學(xué)中占據(jù)重要的地位，這首先是由生物學(xué)科的特點(diǎn)決定的。生物學(xué)是一門(mén)自然科學(xué)，它不僅注重對(duì)生命活動(dòng)現(xiàn)象的觀察，對(duì)生命活動(dòng)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，乃至對(duì)生命本質(zhì)的揭示，而且強(qiáng)調(diào)對(duì)人與自然及其關(guān)系的研究。顯然，眾多繁雜的生命活動(dòng)現(xiàn)象的觀察僅靠肉眼是不能觀察全面的，必須借助放大鏡和顯微鏡，并且需要具備一定的科學(xué)方法和態(tài)度才能完成。譬如，假如沒(méi)有孟德?tīng)柕耐愣闺s交實(shí)驗(yàn)，怎么能發(fā)現(xiàn)基因的分離和自由組合定律呢?沒(méi)有噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)和肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，又怎能推知DNA是主要的遺傳物質(zhì)呢?就目前生物學(xué)的發(fā)展來(lái)看，任何一個(gè)生物學(xué)理論的提出，都離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)研究，因?yàn)樵S多新理論往往是通過(guò)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)途徑才能確立并不斷完善的。

由此表明，生物學(xué)科的發(fā)展和實(shí)驗(yàn)研究是密不可分，不能割舍的，生物學(xué)科的發(fā)展需要以實(shí)驗(yàn)作為支撐。

二、從中學(xué)生物課程標(biāo)準(zhǔn)和教科書(shū)看生物實(shí)驗(yàn)在生物教學(xué)中的作用

進(jìn)入新二十一世紀(jì)后，我國(guó)基礎(chǔ)教育領(lǐng)域先后啟動(dòng)了初中新課程改革和高中新課程改革。作為新課程改革的重要組成部分，過(guò)去的教學(xué)大綱被現(xiàn)在的課程標(biāo)準(zhǔn)取代，而新教科書(shū)的編排無(wú)論在理念上，還是在結(jié)構(gòu)等方面，都較過(guò)去的舊教材發(fā)生了根本性的變化。就生物課程標(biāo)準(zhǔn)和教科書(shū)而言，對(duì)實(shí)驗(yàn)部分的變革可謂巨大。

在初高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)中，加強(qiáng)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)被作為一項(xiàng)重要的教學(xué)理念。而在內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中，許多具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)后面都提供了相應(yīng)的活動(dòng)建議。其中許多活動(dòng)建議都屬于生物實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。如:在高中生物必修一中，在學(xué)完酶的本質(zhì)后，給出一個(gè)拓展題:①給你一份一種酶的結(jié)晶體，你能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)鑒定它是不是蛋白質(zhì)嗎?請(qǐng)簡(jiǎn)略寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟。想一想，在薩姆納之前為什么很難鑒定酶的本質(zhì)?②你想知道哪些RNA具有生物活性嗎?是否還存在具有催化活性的DNA呢?請(qǐng)查閱資料或點(diǎn)擊http://www.pep.com.cn。①諸如此類(lèi)的內(nèi)容課本中有很多，這些內(nèi)容增大了生物實(shí)驗(yàn)在課本中的比例，而且讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，要求學(xué)生具有創(chuàng)新精神。在后面的教學(xué)建議中還強(qiáng)調(diào)，教師應(yīng)根據(jù)實(shí)際多創(chuàng)設(shè)一些教學(xué)活動(dòng)(包括教學(xué)實(shí)驗(yàn))，以促教學(xué)目標(biāo)的順利達(dá)成，由此可見(jiàn)教材對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的重視程度。

在初高中教科書(shū)的編排中，對(duì)實(shí)驗(yàn)部分的編排可謂是一大亮點(diǎn)。僅人教版九年義務(wù)教育三年制初中生物教科書(shū)和普通高中必修生物教科書(shū)中，就安排了39個(gè)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，22個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，3個(gè)課外小實(shí)驗(yàn)，2項(xiàng)生物活動(dòng)等。②教科書(shū)對(duì)實(shí)驗(yàn)部分的重視不僅表現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)的數(shù)量上，而且表現(xiàn)在對(duì)這些活動(dòng)的編排上。比如大多設(shè)計(jì)為探究性實(shí)驗(yàn)，突出對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力、觀察能力與思維能力等的培養(yǎng)，重視實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)素質(zhì)的提高。

三、從生物實(shí)驗(yàn)與課堂教學(xué)的巧妙結(jié)合看生物實(shí)驗(yàn)在促進(jìn)學(xué)生發(fā)展上的意義

從課堂教學(xué)角度看，若能把生物實(shí)驗(yàn)合理地運(yùn)用于課堂教學(xué)，并與課堂教學(xué)巧妙地結(jié)合起來(lái)，對(duì)促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展將起著不可估量的作用。

1.生物實(shí)驗(yàn)與課堂教學(xué)巧妙結(jié)合能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

興趣是最好的老師，也是開(kāi)啟學(xué)生思維大門(mén)的鑰匙，是獲得知識(shí)的內(nèi)動(dòng)力，它影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)行為與效果，只要學(xué)生對(duì)某一學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣濃厚，其學(xué)業(yè)成績(jī)一般都不會(huì)差。巧妙的利用生物實(shí)驗(yàn)，避免重復(fù)過(guò)多的理論講解，對(duì)消除學(xué)生的厭惡情緒，緩解疲勞，激發(fā)、調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣起著不可估量的作用。此外，實(shí)驗(yàn)除了具有真實(shí)、直觀、形象、生動(dòng)和易于激發(fā)學(xué)生的直接興趣之外，還具有一種目的性操作活動(dòng)的特點(diǎn)，使學(xué)生親自動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，滿(mǎn)足他們的操作愿望。更重要的是，學(xué)生在操作過(guò)程中通過(guò)動(dòng)手動(dòng)腦，克服種種困難，最后獲得實(shí)驗(yàn)成功，此時(shí)由學(xué)習(xí)成功的喜悅而產(chǎn)生興趣和學(xué)習(xí)的愿望，并轉(zhuǎn)化為一種熱愛(ài)科學(xué)的素質(zhì)和志向。所以說(shuō)，實(shí)驗(yàn)可以有效地激發(fā)學(xué)生的興趣。大量事實(shí)已證明生物實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、激活少年兒童好奇心的最佳手段之一。有關(guān)的調(diào)查表明，絕大多數(shù)學(xué)生喜歡上實(shí)驗(yàn)課，這就是明證。

2.生物實(shí)驗(yàn)與課堂教學(xué)巧妙結(jié)合能促使學(xué)生手、腦并用。

手、腦并用實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)人的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，高考?xì)v來(lái)重視這方面能力的考查，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)?zāi)芰κ撬懈咝W(xué)習(xí)理工科學(xué)生必備的基本能力，它是一個(gè)人的一種綜合能力，從實(shí)驗(yàn)的選材，到實(shí)驗(yàn)過(guò)程的設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的歸納總結(jié)，都要求學(xué)生既要有良好的動(dòng)手操作能力，又要有較強(qiáng)的觀察、思考、總結(jié)能力，即手、腦并用。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)往往把學(xué)生的操作與思考割裂開(kāi)來(lái)，如先上理論課以明確知識(shí)原理，后上實(shí)驗(yàn)操作課進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)踐表明，這種做法是很不科學(xué)的?？茖W(xué)的做法應(yīng)該是理論與實(shí)踐相結(jié)合，做到手、腦并用。如在細(xì)胞一節(jié)教學(xué)中，可先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生動(dòng)手制作洋蔥表皮細(xì)胞的臨時(shí)裝片和人口腔上皮細(xì)胞的臨時(shí)裝片，然后進(jìn)行觀察、比較，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行討論，最后得出結(jié)論。這種方法不僅能培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作的能力，而且能培養(yǎng)學(xué)生觀察思考的能力，做到手、腦共用，從而提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。具體到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)先理清實(shí)驗(yàn)思路，明確實(shí)驗(yàn)原理，設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)的方法和步驟，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，在操作過(guò)程中還應(yīng)不斷地反思與總結(jié)。

3.生物實(shí)驗(yàn)與課堂教學(xué)巧妙結(jié)合還有助于培養(yǎng)學(xué)生的觀察、思考能力。

學(xué)習(xí)的過(guò)程是一個(gè)由表及里、由感性到理性、由具體到抽象、由理解到應(yīng)用認(rèn)知過(guò)程。教師正確、巧妙、靈活地運(yùn)用實(shí)驗(yàn)組織教學(xué)對(duì)學(xué)生觀察、思考能力的培養(yǎng)有著重要作用。例如:在植物光合作用一節(jié)教學(xué)中，通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生先觀察光合作用產(chǎn)生淀粉;通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生觀察光合作用需要二氧化碳并產(chǎn)生氧氣;然后讓學(xué)生進(jìn)行思考，對(duì)各個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析、推理、總結(jié)，得出結(jié)論——光合作用是綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存能量的有機(jī)物，并釋放出氧氣的過(guò)程。這樣可使學(xué)生的觀察、分析、思考能力得到提高，同時(shí)可使學(xué)生對(duì)光合作用的概念、公式、實(shí)質(zhì)的理解更深刻，掌握更牢固。再如在學(xué)習(xí)魚(yú)類(lèi)鰭的作用時(shí)，如果教師只是單純講解，不僅苦燥無(wú)味，而且學(xué)生印象不深。我利用實(shí)驗(yàn)，把分別剪掉胸鰭、腹鰭、尾鰭和什么都不剪的四條鯽魚(yú)分別放在四個(gè)大小相同玻璃缸中，讓學(xué)生觀察比較四條魚(yú)的運(yùn)動(dòng)情況，從中歸納總結(jié)出魚(yú)鰭的作用。③這樣不僅使學(xué)生順利掌握了書(shū)中的知識(shí)，而且培養(yǎng)了學(xué)生的觀察、思考能力。

4.生物實(shí)驗(yàn)與課堂教學(xué)巧妙結(jié)合有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。

教學(xué)活動(dòng)不僅要傳授知識(shí)，而且要培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立獲取知識(shí)的能力，全面提高學(xué)生素質(zhì)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，必然會(huì)出現(xiàn)新情況、新問(wèn)題，這往往需要學(xué)生創(chuàng)造性地加以解決，甚至通過(guò)實(shí)驗(yàn)修正原有的結(jié)論。這是教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)該加以重視的地方。同時(shí)教師也可結(jié)合實(shí)際情況，給出實(shí)驗(yàn)課題，指導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)方法，自己選擇實(shí)驗(yàn)材料、儀器、試劑等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也可鼓勵(lì)學(xué)生用不同的方法設(shè)計(jì)同一個(gè)實(shí)驗(yàn)課題，來(lái)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生探索和設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。例如:在可溶性還原糖鑒定和蛋白質(zhì)鑒定的實(shí)驗(yàn)中，教材是將斐林試劑現(xiàn)配現(xiàn)用，雙縮尿試劑是分步驟逐步加入。在教學(xué)中，由于兩種試劑的成分相同，只是濃度和使用的方法不同，傳統(tǒng)的是以教師為中心的教學(xué)模式，教師講實(shí)驗(yàn)順序，學(xué)生嚴(yán)格按實(shí)驗(yàn)步驟操作，最后驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在教學(xué)中，有學(xué)生質(zhì)疑:能不能改變?cè)噭┑臐舛群拖群箜樞?，我抓住機(jī)會(huì)引導(dǎo)，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。下面是學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):

通過(guò)對(duì)上述實(shí)驗(yàn)表格的分析，學(xué)生對(duì)可溶性還原糖鑒定實(shí)驗(yàn)的方法和步驟已經(jīng)掌握，并且能充分利用學(xué)習(xí)的知識(shí)，對(duì)知識(shí)進(jìn)行了加深和理解，掌握知識(shí)較牢固，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新和探究能力。

綜上所述，實(shí)驗(yàn)在中學(xué)生物教學(xué)中能為學(xué)生提供認(rèn)知材料和學(xué)習(xí)情境，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生觀察、思考問(wèn)題的能力和操作技能，培養(yǎng)學(xué)生的研究能力和創(chuàng)新能力，因此生物實(shí)驗(yàn)在生物學(xué)教學(xué)中有著不可替代的作用。

四、當(dāng)前中學(xué)生生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中值得反思的問(wèn)題

鑒于生物實(shí)驗(yàn)在生物學(xué)科中的重要地位和在生物新課程新教材，以及教學(xué)中的重要地位，生物實(shí)驗(yàn)理應(yīng)在中學(xué)生物教學(xué)中得到重視并得到較好的組織實(shí)施。但現(xiàn)實(shí)情況并非如此。就當(dāng)前情況來(lái)說(shuō)，中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)還存在著以下一些突出的問(wèn)題。

一是實(shí)驗(yàn)課沒(méi)有開(kāi)齊開(kāi)足。有些學(xué)校對(duì)實(shí)驗(yàn)課認(rèn)識(shí)不足，很少甚至根本就不組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)，僅僅是在上級(jí)主管部門(mén)來(lái)校檢查時(shí)才匆匆開(kāi)設(shè)幾節(jié)課以應(yīng)付了事。

二是實(shí)驗(yàn)大多數(shù)是教師的演示實(shí)驗(yàn)，很少組織學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，不能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦與實(shí)際操作能力，學(xué)生腦、手結(jié)合能力得不到提高。

三是實(shí)驗(yàn)設(shè)備匱乏、陳舊，如有的學(xué)校雖有幾十臺(tái)顯微鏡，但均已壞損，無(wú)一能用，根本就開(kāi)不出實(shí)驗(yàn)課。

四是實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量不高。有些能夠開(kāi)出實(shí)驗(yàn)課的學(xué)校，也大多是做些驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，很少做些有探究?jī)r(jià)值的探究性實(shí)驗(yàn)。沒(méi)能真正把生物實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中應(yīng)有的作用發(fā)揮出來(lái)。

五是缺乏實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面的交流?，F(xiàn)在各級(jí)教研活動(dòng)已經(jīng)很少研討生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面的問(wèn)題了。

之所以存在上述一些問(wèn)題，我認(rèn)為原因不外乎這樣幾點(diǎn)，一是人們?cè)谒枷胗^念上還沒(méi)有真正地認(rèn)識(shí)到生物實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的地位和作用。二是學(xué)校資金有限，造成在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)上的投入嚴(yán)重不足，使很多實(shí)驗(yàn)課無(wú)法開(kāi)齊、開(kāi)足。三是現(xiàn)行的教學(xué)評(píng)價(jià)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上幾乎是空白的。比如過(guò)去高中在會(huì)考時(shí)還要求實(shí)驗(yàn)考查并達(dá)到合格，而現(xiàn)在實(shí)施的新課改對(duì)實(shí)驗(yàn)考查則不做要求，造成很多學(xué)校因只顧升學(xué)率而忽視了生物實(shí)驗(yàn)的教學(xué)。另外，像中考連生物考試的資格都沒(méi)有，何談生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)?

當(dāng)然，中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)得不到重視和加強(qiáng)的根源在于應(yīng)試教育的大行其道，而素質(zhì)教育還沒(méi)有得到真正的實(shí)施。因此，我們必須強(qiáng)化教育教學(xué)改革，徹底摒棄應(yīng)試教育，真正實(shí)施素質(zhì)教育，這樣才能把生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)切實(shí)地開(kāi)展下去。

注釋:

①普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)生物必修一.

②中華人民共和國(guó)教育部制訂.高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)，2003.4，(1).

③中華人民共和國(guó)教育部制訂.初中生物課程標(biāo)準(zhǔn).