提高初中生物實驗教學有效性的研究

■ 天津市大畢莊中學 楊海龍

生物課程倡導以觀察和實驗為主的探究性學習方式，生物實驗是探究性學習的主要內(nèi)容，它既是過程又是方法，有助于培養(yǎng)學生的各種能力，提高學生的科學素養(yǎng)。有效的生物實驗教學是學生學習方式的轉(zhuǎn)變，以及能力形成的重要途徑。如何提高生物實驗教學的有效性，我結(jié)合生物教學實踐，就如何將實驗教學落實到位，提高初中生物實驗教學的有效性，談談自己的看法。

影響生物實驗教學有效性的因素

（一）教師對實驗的重視不夠

生物實驗是學習生物知識的一種重要手段和方法，但長期以來我們普遍把實驗課看成是理論課的補充。認為在學生實驗中，只要實驗課紀律好了，只要能按步驟完成實驗，只要能做出課本上的實驗結(jié)果就是成功的實驗等等。在教學過程中，過分重視理論知識的傳授，把生物實驗僅僅作為鞏固書本知識的工具，觀念上一直排斥實驗教學，認為對考試成績提高不大，而且考試也不會考查實驗操作，只要會背書、做題就行了。多年來一直講實驗的做法使很多教師形成了習慣，多數(shù)實驗教師自己也從未做過，再加上部分教師本身的實驗能力較差，更是不愿開展實驗教學。雖然也經(jīng)常利用多媒體演示一些實驗，但學生沒有親自動手就永遠只是個看客，到頭來還只是紙上的功夫，動手能力得不到鍛煉，更談不上合作探究等能力的培養(yǎng)了。

（二）實驗課時開設(shè)不足

現(xiàn)在七年級生物課每周3節(jié)，八年級生物課每周只有2個課時，能夠完成常規(guī)的教學任務已經(jīng)很好了，在這種形式下，如果每個實驗都做，就很難完成教學任務，何況有些實驗會比教材中設(shè)計更長，這也成為實驗課難以開展、開好的因素之一。

（三）學生對實驗認識不夠，不愿做實驗

造成這一現(xiàn)象的原因有很多，但教師開展實驗過少，實驗課堂低效，以及對實驗的紙筆考查方式等致使很多學生認為實驗不重要，認為記住實驗原理、實驗步驟、實驗結(jié)果就夠了，照樣能在考試中得到高分。實驗課上，很多學生不愿動手，寧愿躲在一邊看課本，就是做了，也往往只是機械操作書上的實驗步驟，不去動腦思考，對實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象更沒有深入探討，只是為完成實驗而完成實驗。實驗報告的書寫也千篇一律，其實就是課本實驗過程的翻版而已，極少有學生能對實驗結(jié)果進行分析、思考。

如何提高初中生物實驗教學的有效性

新課程改革，要求大力培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新精神，因此扎實開展初中生物實驗教學，不僅是課程改革的要求，也是提高學生科學素養(yǎng)的需要。作為生物課程的教育實施者，我也在不斷地探索與反思，尤其在如何提高實驗教學的有效性方面作了很多嘗試與改革，從中認識到要使實驗的作用得到充分發(fā)揮，必須重視以下幾個方面。

（一）重視學生在實驗過程中的目標達成，提升生物實驗教學的有效性

新課程明確地提出了教學要達成的 “三維目標”，即知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀。新的“初中生物課程標準”中對“三維目標”的描述是知識、能力、情感態(tài)度價值觀。如何達成 “三維目標”？我認為，考慮到學生目前的學習和今后的發(fā)展，達成三維目標應抓住“能力和方法”這個關(guān)鍵。因為能力和方法能保證記憶的喪失不是全部喪失，而遺留下來的東西將能使我們在需要的時候得以把一件件事情重新構(gòu)思起來。

例如：在講《種子的呼吸作用》的演示實驗時，我提前幾天進行安排，讓學生以罐頭瓶代替廣口瓶，用水杯代替試管，用吸管代替導管，選取小麥、玉米、菜豆等種子為實驗材料，通過觀察種子的萌發(fā)過程來復習種子萌發(fā)的條件。把萌發(fā)種子和煮熟的種子分別放在瓶中，24小時后，觀察蠟燭在兩瓶里的燃燒情況，再把萌發(fā)的種子按書中所示裝起來，過二、三小時，往瓶中注入清水，觀察澄清的石灰水是否發(fā)生變化。用兩個暖水瓶(甲瓶裝有萌發(fā)的種子，乙瓶裝有煮熟的種子)各插入溫度計，過兩、三小時后，觀測這兩個暖水瓶中的溫度是否發(fā)生變化，讓學生觀察記錄實驗現(xiàn)象，并經(jīng)過思考、分析、比較，最終概括出種子呼吸時吸收氧，釋放二氧化碳，放出熱。課堂上，學生們很輕松地把自己觀察、記錄的內(nèi)容表述出來，相互補充、印證，從而得出正確結(jié)論，了解種子的呼吸作用。

所以，生物實驗教學不能為實驗而實驗，必須重視“能力和方法”的培養(yǎng)，是他們在實驗教學實踐中不斷掌握探究自然奧秘的方法，提高自己的能力，同時，通過實驗的分析，獲得生物基礎(chǔ)知識，提高自己的科學素養(yǎng)。

（二）引導學生實驗設(shè)計的思路，提升生物實驗教學的有效性

探究實驗的幾個步驟中，實驗設(shè)計的思路是教學的重點，也是難點。往往有些教師由于實驗過程花時太久，為了完成實驗本身而忽略了思路的分析，這就嚴重影響了實驗教學的有效性。在常規(guī)的學生實驗中，學生只要按書上的詳細步驟操作，在現(xiàn)成的框架里填數(shù)據(jù)，再把實驗目的、現(xiàn)象、結(jié)論等抄一遍即為實驗報告。這種實驗模式，學生往往不動腦筋，看上去還規(guī)范，實際上達不到實驗的目的。如果讓學生在老師的指導下，自己設(shè)計實驗方案，自己選擇實驗用具、方法和步驟，自己觀察實驗現(xiàn)象，歸納總結(jié)實驗結(jié)論，那么學生就有可能從實驗中真正領(lǐng)略到探索的樂趣和成功的歡欣。而且一旦有了這樣的心理基礎(chǔ)，他們就會更主動愉快地去追求知識，更自覺迫切地去提高自己的各種技能。如 “探究綠葉在光下制造有機物”的實驗，我對這堂課作如下安排：先讓學生觀察去掉遮蓋物后的葉片顏色，然后按照要求進行脫色的加熱。在加熱的間隙時間里，開始討論這個實驗的方案，主要是理解 “什么是對照”，“什么是干擾因素”，“如何巧妙地設(shè)置對照組”，“如何避免干擾因素對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響”等關(guān)于科學探究實驗的設(shè)計方法和思路。這些問題討論完，脫色過程也就基本完畢了，然后再漂洗后滴加碘液。在等待變色反應的時候，再說明檢驗產(chǎn)物的方法和原理。最后是對實驗結(jié)果進行分析，并得出相應的結(jié)論。

我認為教會學生思考如何設(shè)計實驗的思路，才能真正讓學生在今后的探究課堂中做得更好。實驗教學雖然應該重視實驗的操作過程，但更應該重視實驗設(shè)計的思路分析，以起到“舉一反三”的教學效果，這樣的實驗教學才是有效的教學。

（三）引導學生自主探究，提升生物實驗教學的有效性

對初中學生而言，教師不妨指導他們用科學的一般方法，就某一簡單問題以小組合作的方式在課堂上先分組進行模擬探究，即提出問題→做出假設(shè)→制訂計劃→實施實驗→得出結(jié)論。再讓學生模擬探究中所學的方法進行課外自主探究。激發(fā)他們的探究自主性，也是實驗教學有效性的體現(xiàn)。同樣探究方案設(shè)計也可以自主。如探究綠色植物的蒸騰作用時，學生提出綠色植物蒸騰作用與光有關(guān)嗎？是不是只有白天才能進行蒸騰作用呢？問題不同，探究方案的設(shè)計當然也要不同。學生在同一實驗課題下開展不同的探究內(nèi)容是開發(fā)探究課堂的新生力量。學生在這樣多樣化探究課堂中獲益匪淺，學會了思考問題的科學性、實驗探究的嚴謹性、開發(fā)實驗的創(chuàng)新性。

（四）合理分配實驗小組，提升生物實驗教學的有效性

在分組實驗中教師把學習能力，動手能力相近的學生組合在一起，讓學習能力動手能力相對薄弱的小組延緩達標，而讓提前達標的小組進行“標”外拓展，這樣分層安排實驗小組使所有學生能在基本達標的基礎(chǔ)上得到最大限度的發(fā)展。如在 “探究光對鼠婦生活的影響”的探究中把學習能力，動手能力相近的學生組合在一起。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：學習能力、動手能力相對薄弱的小組成員減輕了與學習能力相對強勢的學生在一定的心理壓力。參與活動的自信心、主動性大大提高。

（五）注重設(shè)計問題的梯度，使之與學生的動手能力相吻合

教師就某一實驗內(nèi)容進行提問時，一開始，教師提出的問題一般相對簡單，舉手參與的學生就多，教師應有意識地鼓勵平時沉默寡言思維滯后的學生回答，以此增強他們的自信心，對一些諸如 “細胞是平面的還是立體的”、“顯微鏡使用時視眼的物像與移動裝片的方向”等容易造成誤解的問題，則讓發(fā)言積極而認識較為膚淺的學生回答，因此他們的答案往往不完美甚至錯誤。教師正好以此作為新的教學資源，引導其他學生補充討論，甚至辯論，通過不斷矯正，使這部分學生的思維逐步走向深入；對有一定難度的問題，則讓發(fā)言積極思維深刻的學生回答并陳述理由，促進其他學生在有學習榜樣的基礎(chǔ)上，維持思考問題的積極性和參與實驗的熱情。

（六）重視學生對實驗現(xiàn)象和結(jié)果的分析，提升生物實驗教學的有效性

生物新教材就增加了這樣的探究性實驗。探究性實驗的增加將有力地促進學生學習方式的改變，使學生在課堂上有機會深入地思考一些問題，并為解決問題提出自己的思路和方案。學生還要通過實驗找到足夠的證據(jù)來檢驗自己的想法。這種主動的學習方式能有效地調(diào)動學生學習的積極性，培養(yǎng)學生科學的思維方法，培養(yǎng)他們高層次的認知能力和創(chuàng)新意識，從而有利于學生科學素養(yǎng)的形成。對實驗結(jié)果的科學分析是實驗教學的又一個重要過程，因為它不僅能使學生掌握相關(guān)的知識，更可以提高學生的科學分析能力和表達能力。

因此，在實驗教學過程中，還需要對學生進行實驗結(jié)果分析方面的相關(guān)教學。我在這一課的教學實踐中，特別強調(diào)了實驗分析過程中所控制的條件和實驗結(jié)果的相關(guān)性的分析，指導學生科學分析實驗結(jié)果，得出相應的結(jié)論，這就使學生不僅掌握了相關(guān)的知識，也提高了實驗的技能，更培養(yǎng)了學生實事求是的科學態(tài)度。

（七）注重激勵評價，提升生物實驗教學的有效性

在實驗教學過程中，教師盡可能地將愛撒滿整個課堂，讓不同層次的學生都得到激勵和贊賞，以此增強學生的愉悅感。例如：原來做實驗不太認真的學生如果比以前專注，教師就給他一個滿意的微笑，平時不善言辭的學生如果考慮問題變周全，教師就與其他學生一起報以熱烈的掌聲。事實證明：教師堅持不懈地用各種激勵性措施評價不同層次的學生，能強化學生的樂學的愉快情緒，使學生對未來學習充滿激情。

實驗課并不單單訓練學生的動手能力，更重要的是鍛煉其創(chuàng)新的思維能力。因此，實驗完成后，教師應對學生實驗過程進行必要的評價。我在實驗探究報告后增加了評價一欄，分教師評價，小組評價和個人評價。根據(jù)探究的實驗課堂操作給予及時評價。可對整個實驗過程起一個監(jiān)督、引導的作用，促使了學生實驗規(guī)范、有序的進行，這樣做不僅有利于促使學生形成了良好的科學態(tài)度和群體意識，而且有效的評價機制又激發(fā)了學生的探究熱情，開拓了學生的思維，達到了以實驗促學習的目的。

生物是一門以實踐為基礎(chǔ)的學科，實驗教學是實施全面素質(zhì)教育最有效的形式。通過實驗可以激發(fā)學生學習生物的興趣，幫助學生理解并形成生物概念，提高分析問題和解決問題的能力，獲得生物知識和實驗技能，培養(yǎng)觀察和實驗能力及實事求是、嚴肅認真的科學態(tài)度和科學方法，因此加強實驗教學是提高生物教學有效性的重要環(huán)節(jié)。