與腦相容理論指導(dǎo)下的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)探討

張澍斌

摘 要：在生物教學(xué)中，生物實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)有著重要的作用。在與腦相容理論下，尋找各種不同的實(shí)驗(yàn)方式：課本實(shí)驗(yàn)改變、微型實(shí)驗(yàn)應(yīng)用、課外實(shí)驗(yàn)的引導(dǎo)來(lái)刺激學(xué)生的右腦，使學(xué)生感興趣，形成思維影像，從而提高課堂教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生興趣，使認(rèn)知和學(xué)習(xí)一體化。

關(guān)鍵詞：與腦相容；教學(xué)質(zhì)量；實(shí)驗(yàn)

“與腦兼容”一詞最先由Leslie A， Hart（1983）提出，他提出根據(jù)人腦如何處理外部訊息的研究結(jié)果，來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)與人腦運(yùn)作模式與學(xué)習(xí)傾向兼容之的不同有個(gè)性的學(xué)科課程與學(xué)科教學(xué)。著名科學(xué)家錢學(xué)森認(rèn)為，“教育工作的最終機(jī)理在于人腦的思想過(guò)程?！辈豢珊鲆暤氖?，任何一種教育方式都必須通過(guò)人腦的活動(dòng)才能實(shí)現(xiàn)。利用腦活動(dòng)規(guī)律或腦科學(xué)知識(shí)來(lái)提高教育效果是必要的。

實(shí)驗(yàn)是生物教學(xué)的重要組成部分，它正以其豐富的內(nèi)涵在生物教學(xué)中發(fā)揮著其獨(dú)特的功能和作用，生物實(shí)驗(yàn)?zāi)茏寣W(xué)生直觀地認(rèn)知，最重要的學(xué)習(xí)興趣自然形成，再通過(guò)有依據(jù)的邏輯推理，最后得到最本質(zhì)的認(rèn)知。這樣的一個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程，能讓學(xué)生有自我實(shí)現(xiàn)和滿足，這是推動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)生物的最大學(xué)習(xí)動(dòng)力。

一、利用課本實(shí)驗(yàn)問(wèn)題連續(xù)生成，調(diào)動(dòng)學(xué)生多感官投入學(xué)習(xí)，進(jìn)行思維性訓(xùn)練

科學(xué)的核心是探究，科學(xué)探究的過(guò)程是解決問(wèn)題，而解決問(wèn)題在生物學(xué)科中最為常見的是以實(shí)驗(yàn)為原始材料，通過(guò)觀察，追求為什么，以問(wèn)題為紐帶，探究為主線，發(fā)散思維進(jìn)行思維型訓(xùn)練。利用課本實(shí)驗(yàn)，再進(jìn)行必要性的問(wèn)題連續(xù)生成，及稍作更改符合現(xiàn)有的學(xué)生認(rèn)知水平，讓其更積極地全身心、多感官投入學(xué)習(xí)，在一定程度上培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題的解決能力。

1.鼓勵(lì)學(xué)生選擇多種設(shè)計(jì)方案，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維，發(fā)揮創(chuàng)造力

如，“酶的專一性”實(shí)驗(yàn)中：（1）用同一種酶分別與不同的物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；（2）用不同的酶分別與同一種物質(zhì)實(shí)驗(yàn)。“葉綠體中色素的提取與分離”實(shí)驗(yàn)中：（1）用濾紙條的畫線次數(shù)（3，5，7，9次）作比較；（2）畫線方法用毛細(xì)吸管、載玻片、濾紙條折線等方法作比較；（3）碳酸鈣的用量：用少量和多量作比較。

2.從允許學(xué)生故意出錯(cuò)的角度設(shè)計(jì)研究性實(shí)驗(yàn)

針對(duì)教材中某些“不許”“不能”“注意”等內(nèi)容提出質(zhì)疑→學(xué)生實(shí)驗(yàn)嘗試→得出結(jié)論。例如，“葉綠素提取與分離”實(shí)驗(yàn)中不能讓層析液沒及濾液細(xì)線，探索酶的特性實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)步驟不能互換。引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)嘗試一下，通過(guò)親自“錯(cuò)誤”操作，培養(yǎng)學(xué)生積極探索和解決問(wèn)題的精神，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)方面的創(chuàng)新意識(shí)，就這樣利用課本實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的連續(xù)變化和問(wèn)題的連續(xù)提出，引發(fā)學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中邊動(dòng)手邊思考。腦與身體共同組成適應(yīng)外在環(huán)境與解決問(wèn)題的有機(jī)體，而人先天就是一個(gè)被“設(shè)計(jì)”用以應(yīng)付不斷改變與挑戰(zhàn)的外在環(huán)境的器官。建立知識(shí)的關(guān)聯(lián)性，符合腦神經(jīng)的連結(jié)機(jī)制。

二、利用學(xué)生動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，身臨其境，調(diào)動(dòng)情緒投入，培養(yǎng)興趣、認(rèn)知、學(xué)習(xí)一體化

人腦是三位一體的操作系統(tǒng)，在訊息處理與形成反應(yīng)的過(guò)程中，彼此之間自然是密切交互作用，然而，情緒作用則特具意義。學(xué)生親自做實(shí)驗(yàn)比由教師演示學(xué)生觀察留下的印象更深刻，這時(shí)學(xué)生由觀看者變成操作者，其心情之激動(dòng)、態(tài)度之積極、思考問(wèn)題之主動(dòng)都是顯而易見的。演示實(shí)驗(yàn)是指教師為了配合教學(xué)內(nèi)容而演示給學(xué)生看的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，教師可以指導(dǎo)學(xué)生對(duì)有關(guān)生物學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行觀察和分析，并使學(xué)生獲得生動(dòng)的感情知識(shí)，為進(jìn)一步上升為理性認(rèn)識(shí)創(chuàng)造條件。但是，許多演示實(shí)驗(yàn)具有很強(qiáng)的時(shí)間要求。例如，《小麥胚芽鞘的向光彎曲》演示實(shí)驗(yàn)，需提前10天準(zhǔn)備，在課堂上完不成。這樣的演示實(shí)驗(yàn)可改為學(xué)生課外實(shí)驗(yàn)，再說(shuō)，這演示實(shí)驗(yàn)的材料大多數(shù)學(xué)生家中有，實(shí)驗(yàn)較簡(jiǎn)單，操作較方便，將這一演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生課外實(shí)驗(yàn)具有很大的可行性，往往與人腦的生理結(jié)構(gòu)與運(yùn)作機(jī)制，有一種若合符節(jié)的相應(yīng)關(guān)系，這種現(xiàn)象在課程與教學(xué)上值得注意。讓學(xué)生興致盎然，產(chǎn)生積極的情緒，感受到化學(xué)這門學(xué)科的魅力，就會(huì)主動(dòng)學(xué)習(xí)，主動(dòng)進(jìn)行

探討。

三、利用微型生物實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

腦相容論者認(rèn)為人所面對(duì)的世界是一個(gè)充滿不確定性、不穩(wěn)定的復(fù)雜世界，而人腦正是一個(gè)適應(yīng)這種復(fù)雜情境的復(fù)雜系統(tǒng)。所以課程應(yīng)該注重身、心、腦的連結(jié)。生物實(shí)驗(yàn)過(guò)程帶給學(xué)生的是腦思考，心要想，身要懂即動(dòng)手、動(dòng)口、動(dòng)腦。這符合微型實(shí)驗(yàn)的教學(xué)特點(diǎn)。微型實(shí)驗(yàn)其儀器一般較為簡(jiǎn)單，攜帶操作方便，可以方便帶入課堂，而且要求人人參與，在實(shí)驗(yàn)中，由于微型實(shí)驗(yàn)小巧易把握，便于一個(gè)人單獨(dú)操作，不至于手忙腳亂，而且每個(gè)學(xué)生都能近距離觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。例如，在“探索淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的作用”中，常規(guī)實(shí)驗(yàn)用到量筒、溫度計(jì)、三腳架、石棉網(wǎng)、酒精燈等，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不僅需要水浴加熱，還要用到酒精燈加熱，需要兩個(gè)人合作完成。在微型實(shí)驗(yàn)中，由于小試管容量小，在沸水中水浴加熱完全可以代替用酒精燈加熱，但是不影響實(shí)驗(yàn)效果，中間免去了對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的安裝以及使用過(guò)程帶來(lái)的危險(xiǎn)性，大大降低了危險(xiǎn)系數(shù)，解決了學(xué)生的心理陰影、老師的后顧之憂。這體現(xiàn)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)腦、動(dòng)手能力。

四、指導(dǎo)利用生活用品進(jìn)行課外實(shí)驗(yàn)，激勵(lì)求異，讓學(xué)生體驗(yàn)獨(dú)特的學(xué)科魅力

人類許多共同的行為傾向，例如，意義的搜尋、行為的組串、連結(jié)等。知識(shí)與技能的發(fā)明與發(fā)展亦是如此。課外的實(shí)驗(yàn)用品可以自己收集：一次性筷子當(dāng)玻璃棒、一次性杯子可以當(dāng)燒杯、一次性針筒可以當(dāng)量溶液體積的量筒、一些牛奶片的包裝，可以當(dāng)點(diǎn)滴板、塑料眼藥水瓶當(dāng)?shù)喂苡?、小礦泉水瓶子當(dāng)集氣瓶等等。實(shí)驗(yàn)藥品：醋酸為常見的酸，雞蛋殼為碳酸鈣藥品，紅色的花、紫色的花，可以當(dāng)酸堿指示劑。如，在“葉綠素的提取與分離”的實(shí)驗(yàn)中：（1）用酒精代替丙酮；（2）用汽油代替層析液等等。學(xué)生感慨：身邊的物品不起眼，卻能物盡其用，合理變廢為寶，擋不住的獨(dú)特學(xué)科實(shí)驗(yàn)魅力。課外沒有時(shí)間的限制，沒有空間的限制，更沒有任務(wù)的煩惱。這種自由的空間時(shí)間讓學(xué)生情緒容易投入，思維更容易活躍起來(lái)。

腦相容論者向往真正理解的學(xué)習(xí)境界，所謂真正理解是指學(xué)習(xí)者同時(shí)獲得知性理解及建立個(gè)人的意義感。簡(jiǎn)言之，學(xué)習(xí)者不只是掌握事實(shí)、原則、程序等要件，更在思考或?qū)嵺`過(guò)程中，產(chǎn)生一種心領(lǐng)神會(huì)、匯通頓悟、豁然開朗的深層且真正的理解的高峰經(jīng)驗(yàn)。我們的生物學(xué)科有著與眾不同的學(xué)科特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用可以使得學(xué)生多感官投入學(xué)習(xí)。而生物實(shí)驗(yàn)多種多樣：課本本身的實(shí)驗(yàn)、課后學(xué)生自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)、微型實(shí)驗(yàn)的改裝、課外實(shí)驗(yàn)的利用。我們適當(dāng)應(yīng)用可以讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)這個(gè)學(xué)科感興趣，體驗(yàn)學(xué)科魅力，把腦潛在的學(xué)習(xí)能力轉(zhuǎn)化為真實(shí)的支配學(xué)習(xí)的能力，使大腦發(fā)揮最高的潛能。無(wú)論是哪種類型的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的每一次親自動(dòng)手、每一次記錄現(xiàn)象，都能刺激右腦形成表象動(dòng)覺，形成記憶思維。生物實(shí)驗(yàn)?zāi)茏寣W(xué)生直觀地認(rèn)知，最重要的學(xué)習(xí)興趣自然形成，能讓學(xué)生多感官參與，有自我實(shí)現(xiàn)和滿足，這是推動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)生物的最大動(dòng)力。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉竑波.多元智能與教師.上海教育出版社，2005.

[2]Eric Jensen.大腦知識(shí)教與學(xué).遠(yuǎn)流出版公司，2008.

（作者單位 福建省石獅一中）