改革生物課堂實驗教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)

王莉

《全民科學(xué)素質(zhì)行動計劃綱要(2006～2010～2020年)》(以下簡稱《綱要》)2006年3月20日由國務(wù)院印發(fā)并頒布實施。這標(biāo)志著我國公民科學(xué)素質(zhì)建設(shè)開始了政府推動、全民參與的歷史新時期。其中全面提高未成年人的科學(xué)素養(yǎng)是《綱要》中的重點內(nèi)容。隨著新一輪國家基礎(chǔ)教育改革的開始，《生物課程標(biāo)準(zhǔn)》確立了義務(wù)教育階段生物課程改革的重點：“培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣、以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為主旨”的新課程理念。對中學(xué)生來說，科學(xué)素養(yǎng)是指學(xué)生在接受一定的科學(xué)知識過程中所形成的適應(yīng)社會發(fā)展和人類自身完善所需要的基本品質(zhì)和能力。中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)包括了掌握必要和基本的科學(xué)知識與技能、體驗科學(xué)探究活動的過程與方法、培養(yǎng)良好的科學(xué)態(tài)度、情感態(tài)度與價值觀等?？梢?，培養(yǎng)和提升中學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是新時代提出的新要求。

生物實驗是研究生物教學(xué)的重要方法和手段，加強實驗教學(xué)，不僅可提高生物教學(xué)效果，還可提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性學(xué)習(xí)能力。初中生物實驗包括演示實驗、邊學(xué)邊實驗、學(xué)生分組實驗和課外小實驗。教師恰當(dāng)?shù)剡x擇學(xué)生邊學(xué)邊實驗的生物課堂實驗教學(xué)改革實踐表明，凡是與教學(xué)過程緊密結(jié)合，便于隨堂進行，并利于學(xué)生動眼、動腦、動手、動口，有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的實驗方法和良好的實驗習(xí)慣，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

1積極開設(shè)邊學(xué)邊實驗，讓學(xué)生掌握必要的科學(xué)知識和技能

瑞士教育心理學(xué)家皮亞杰曾說過：“知識來源于動作。”我國著名教育家陶行知先生早在1927年就提出了“行是知之始，知是行之成”的理論，這些都明確地說明了動手實踐和探究性學(xué)習(xí)的重要性。

在教學(xué)過程中，教師一邊講授、一邊指導(dǎo)學(xué)生做有關(guān)的實驗，這種教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生進行多邊活動的教學(xué)方法一般叫邊學(xué)邊實驗方法。在這種教學(xué)方法中，有時還把教師的講授、演示和學(xué)生實驗、討論結(jié)合起來。這可以為學(xué)生創(chuàng)造學(xué)習(xí)情境，擴大師生在課堂內(nèi)的信息交流，有利于在教師的主導(dǎo)作用下，發(fā)揮學(xué)生的主體作用。在教學(xué)改革中，它越來越受到重視，成為一種方式靈活、普遍歡迎、有強大生命力的課堂實驗教學(xué)形式。

針對初中學(xué)生的特點，在課堂教學(xué)中，若教師比較多地采用邊學(xué)邊實驗的組織形式，讓學(xué)生通過動眼、動腦、動手、動口進行學(xué)習(xí)，使各種感官受到刺激，就能延長學(xué)生的有意注意時間，促使大腦對各感官傳輸?shù)男畔⑦M行綜合分析，進而提高課堂教學(xué)的思維密度。但在現(xiàn)實的教學(xué)過程中，由于課堂組織的要求較高，邊學(xué)邊實驗的教學(xué)形式是很多教師盡量避免的。但幾年來筆者堅持開設(shè)邊學(xué)邊實驗的課型，讓學(xué)生在掌握必要的科學(xué)知識和技能方面有很大的加強。例如：初一年級開設(shè)的“探究植物在光合作用的產(chǎn)物”，通過學(xué)生的動手實驗，學(xué)生對為什么天竺葵要事先在黑暗處放置一晝夜、樹葉為什么要放在酒精中加熱、酒精為什么要水浴加熱等。該實驗的幾個疑難問題掌握情況較以前的學(xué)生有非常大程度的提高。再如：初二年級開設(shè)的“觀察雞蛋的結(jié)構(gòu)”實驗，通過課堂的邊學(xué)邊實驗，學(xué)生對雞蛋的結(jié)構(gòu)的掌握和理解非常準(zhǔn)確和迅速。在實驗過程中學(xué)生的一些基本、必要的實驗技能得到練習(xí)和提高。

邊學(xué)邊實驗的教學(xué)組織形式改變了“教師講、學(xué)生聽，教師寫、學(xué)生抄，教師做、學(xué)生看”那種因?qū)W生處于消極地位而使課堂氣氛沉悶的情況。由于學(xué)生自己閱讀材料，自己做實驗，還可以討論講述，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性就能得到充分發(fā)揮，因此對他們掌握必要的科學(xué)知識和技能有很大的幫助。

2積極轉(zhuǎn)變實驗形式，讓學(xué)生體驗科學(xué)探究的過程和方法

初中生物課堂實驗教學(xué)的形式主要有演示實驗和分組實驗，但是，在實驗教學(xué)中，發(fā)現(xiàn)演示實驗和學(xué)生分組實驗都存在一定的弊端。課堂中的演示實驗是教師為學(xué)生提供感性認(rèn)識材料的過程，但它無法代替學(xué)生自己的活動，無法讓學(xué)生體驗完整的探究過程和方法。學(xué)生分組實驗大多是驗證性和測量性實驗，一般都安排在新課或一個單元教學(xué)之后進行，與課堂教學(xué)內(nèi)容結(jié)合不夠緊密。加上初中學(xué)生實驗?zāi)芰Σ睿瑢W(xué)生對實驗的注意力常常集中在操作步驟上，教師則往往忙于協(xié)助學(xué)生排除故障，師生完全處于被動狀態(tài)，以致往往無法達到獲取知識、培養(yǎng)能力的目的。采用邊學(xué)邊實驗的教學(xué)形式后，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下邊看、邊學(xué)、邊實驗、邊思考、邊討論，能較快地掌握生物知識。邊學(xué)邊實驗課一般安排在實驗教室里進行。每個桌上都有一套儀器，每位學(xué)生都有動手的機會，有利于學(xué)生能力的培養(yǎng)。因此，從某種意義上講，邊學(xué)邊實驗起到了演示實驗與學(xué)生分組實驗的綜合作用。

教師在教學(xué)中嘗試把教師的演示實驗或課后小實驗，在課堂時間允許的情況下，改為學(xué)生的邊學(xué)邊實驗，既能使學(xué)生對實驗獲得更加清晰的印象，學(xué)到生物知識，又能培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰?，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。

3積極反思邊學(xué)邊實驗結(jié)果，增強其創(chuàng)新意識和實踐能力

“創(chuàng)新是一個民族的靈魂，是國家興旺發(fā)達的不竭動力?！币獎?chuàng)新，就要有創(chuàng)新的意識，要有創(chuàng)造性的思維，要有勇于探索的精神，還要努力大膽的付諸行動。生物學(xué)是一門實驗性科學(xué)，要求學(xué)生既要動腦又要動手。生物課，尤其是生物邊學(xué)邊實驗課應(yīng)成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和實踐能力的主要陣地之一。

在學(xué)生的邊學(xué)邊實驗中，由于學(xué)生參差不齊的知識水平和實驗技能，在實驗中很容易出現(xiàn)各種結(jié)果，甚至不同于書本結(jié)論。學(xué)生對教材中的實驗結(jié)論就會產(chǎn)生懷疑，并進一步研討和探索，從而對所獲得知識印象深刻。在這一過程中，學(xué)生敢于向傳統(tǒng)知識提出挑戰(zhàn)，不迷信權(quán)威，勇于探索，這有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和增強實踐能力。例如：在“探究蚯蚓運動的方式”的實驗中，按照教材中的實驗設(shè)計，學(xué)生做出的實驗結(jié)果大多是：玻璃上移動得快，硬紙板上移動得慢。預(yù)期的實驗結(jié)果應(yīng)該是在玻璃上蚯蚓的剛毛不能起到輔助運動的功能，因此爬行速度慢。但實際的結(jié)果與書中預(yù)期的實驗結(jié)果相反。學(xué)生們對書中給出的理論解釋是贊同的，但是為什么自己做出的實驗結(jié)果卻相反呢?在這個問題的指引下，學(xué)生們的思維開始活躍了起來，有的學(xué)生想到在硬紙板上蚯蚓體表的黏液被吸干了，不利于蚯蚓的呼吸，且使體表與硬紙板之間的摩擦過大；而在玻璃上蚯蚓靠著體表的黏液大大減少了體表和玻璃之間的摩擦力，即使沒有剛毛的輔助作用，爬行的速度可能比硬紙板上的蚯蚓快。這個想法受到了學(xué)生一致的認(rèn)可，接下來學(xué)生立刻開始思考如何將設(shè)想付諸實際。學(xué)生們覺得原來的實驗中關(guān)鍵是硬紙板材料需要更換，改進的時候應(yīng)該要盡量做到蚯蚓爬行表面都不會吸收體表黏液。經(jīng)過討論學(xué)生把爬行的表面換成一個是光滑的玻璃，另一個是毛玻璃。同時學(xué)生還用兩個直尺給蚯蚓做出了“跑道”。最后出現(xiàn)的結(jié)果和預(yù)測的一樣。

4積極關(guān)注學(xué)生的情緒體驗，培養(yǎng)其情感、態(tài)度與價值觀

《初中生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗稿1》規(guī)定的課程目標(biāo)明確要求：要著重培養(yǎng)學(xué)生的情感、態(tài)度和價值觀。豐富的情感、積極的態(tài)度和正確的價值觀是學(xué)生學(xué)習(xí)、生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。培養(yǎng)學(xué)生的情感、態(tài)度與價值觀是社會發(fā)展的需要，也是學(xué)生終身發(fā)展的需要。

在邊學(xué)邊實驗教學(xué)過程中，教師給學(xué)生提供主動探究的空間，在教學(xué)中有很多的教學(xué)內(nèi)容都能引起學(xué)生探究的興趣。教師要以良好的契機為抓手，立足于誘發(fā)學(xué)生的實驗探究欲望。學(xué)生在不斷的探究過程中活躍了思維，開闊了思路，創(chuàng)新能力和學(xué)習(xí)的信心得到體現(xiàn)，協(xié)同合作的能力得到了加強，激發(fā)了學(xué)生勇于探索的科學(xué)精神。在不斷探究過程中學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)得以提升。在生物的邊學(xué)邊實驗中會要遇到有生命的材料，如鼠婦、蚯蚓、小魚等，實驗結(jié)束后，告訴學(xué)生應(yīng)該將這些小動物放回適合它們生存的自然環(huán)境中，因為這些小生命是生物圈的一員。這樣在課堂中不僅培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)探究的精神，而且還培養(yǎng)了學(xué)生關(guān)愛生命的情感。又如“觀察植物細(xì)胞”、“觀察人的口腔上皮細(xì)胞”、“觀察草履蟲”和“觀察葉片的結(jié)構(gòu)”這四個實驗，學(xué)生如果操作不規(guī)范，還會出現(xiàn)視野內(nèi)有氣泡、染色不全面、污染鏡頭等現(xiàn)象。這些細(xì)節(jié)需要教師去示范、指導(dǎo)和強調(diào)，進而使學(xué)生形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。再如在“檢測不同環(huán)境中的細(xì)菌和真菌的分布”實驗中，不少學(xué)生對比了手指上、錢幣上、公交車扶手上等多個環(huán)境的情況。這樣讓學(xué)生懂得了應(yīng)該保護自己身邊美好的環(huán)境，培養(yǎng)了學(xué)生熱愛環(huán)境的情感和價值觀。