高中生物學(xué)生家庭小實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐與思考

王元軍

摘 要 通過閱讀、親歷實(shí)踐，開展生物家庭小實(shí)驗(yàn)，是生物課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個(gè)有機(jī)組成部分和延伸，學(xué)生能真正體味到生物實(shí)驗(yàn)的樂趣和實(shí)踐意義，有利于培養(yǎng)學(xué)生動腦、動手、分析問題和解決問題的能力，提升生物科學(xué)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞 家庭小實(shí)驗(yàn) 生物科學(xué) 生物學(xué)教學(xué) 素養(yǎng)

中圖分類號 G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 B

《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》在規(guī)定了本課程所要達(dá)到的基本學(xué)習(xí)目標(biāo)的同時(shí)，列舉了有利于學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成的觀察、調(diào)查、資料搜集和分析、討論、實(shí)驗(yàn)、探究等活動建議共68項(xiàng)，其中有40項(xiàng)能在一節(jié)課內(nèi)完成，并且也有不少活動需要在課后完成，從而使得高中生物課程的實(shí)施從課堂向家庭自然延伸。

教師利用生活中的一些日常用品代替生物實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備，開展學(xué)生家庭小實(shí)驗(yàn)，不僅貼近學(xué)生的實(shí)際生活，而且為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供了大量的動手實(shí)踐機(jī)會，給予學(xué)生足夠的時(shí)間和空間，彌補(bǔ)了課堂教學(xué)的局限與不足，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升其生物科學(xué)素養(yǎng)。

1 家庭生物小實(shí)驗(yàn)的類型

1.1 模型建構(gòu)式家庭小實(shí)驗(yàn)

模型建構(gòu)是學(xué)生動手思考，將構(gòu)思、圖樣轉(zhuǎn)化為實(shí)物的環(huán)節(jié)。通過對模型建構(gòu)的反復(fù)推敲和試驗(yàn)，可以幫助學(xué)生更快的把設(shè)計(jì)方案達(dá)到理想狀態(tài)，使學(xué)生產(chǎn)生成就感和自豪感，增加對生物課學(xué)習(xí)的興趣。在人教版必修二“DNA分子的結(jié)構(gòu)”一節(jié)提出了“制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”的建構(gòu)學(xué)習(xí)。對于這樣的模型建構(gòu)，教師可以指導(dǎo)學(xué)生利用假期，在家獨(dú)自或者與父母一起，利用生活中的一些廢舊物品，如廢舊的KT板（廣告板）、鉛絲等，結(jié)合DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，有計(jì)劃、有步驟地完成DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建構(gòu)，從而進(jìn)一步加深對DNA分子結(jié)構(gòu)的理解。除此之外，在教材中，還有“制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型”“利用廢舊物品制作生物膜模型”“血糖調(diào)節(jié)模型的建立”和“重組DNA分子的模擬操作”等，教師都可以有計(jì)劃地指導(dǎo)學(xué)生開展家庭小實(shí)驗(yàn)。

1.2 模擬制作式家庭小實(shí)驗(yàn)

模擬制作就是教師將學(xué)生已有的生物知識、生活經(jīng)歷、閱歷等，有機(jī)地充實(shí)到生物課堂教學(xué)實(shí)踐中，模仿實(shí)驗(yàn)的某些條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如教材中的“果酒果醋的制作”“腐乳的制作”和“生態(tài)缸（生態(tài)瓶）的設(shè)計(jì)制作”等。這些實(shí)驗(yàn)由于受到實(shí)驗(yàn)課時(shí)、實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)環(huán)境的限制，不便在實(shí)驗(yàn)室開展，教師可指導(dǎo)學(xué)生利用假期完成。教師指導(dǎo)學(xué)生結(jié)合生活中有些家庭自己釀制葡萄酒的實(shí)踐，根據(jù)教材中果酒制作的操作步驟和注意事項(xiàng)，在假期利用新鮮的葡萄釀制葡萄酒。

1.3 資料收集式家庭小實(shí)驗(yàn)

為了幫助學(xué)生更好地了解生物技術(shù)發(fā)展的最新進(jìn)程，教材中提出了“資料收集和分析”問題，如“社會老齡化的相關(guān)問題”“干細(xì)胞研究進(jìn)展與人類健康”“人類基因組計(jì)劃及其影響”“人口增長過快給當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境帶來的影響”和“搜集我國利用生物技術(shù)保護(hù)動物多樣性的資料”等。這部分內(nèi)容應(yīng)主要通過學(xué)生查閱資料、收集信息來完成。當(dāng)然，收集資料過程中要有具體明確的目標(biāo)和任務(wù)，比如在開展“干細(xì)胞研究進(jìn)展與人類健康”實(shí)驗(yàn)前，要制定出具體的研究思路：① 什么是干細(xì)胞；② 干細(xì)胞有什么樣的特征；③ 干細(xì)胞的類型和功能；④ 干細(xì)胞的研究與人類健康的關(guān)系；⑤ 關(guān)于干細(xì)胞的最新研究成果；⑥ 談?wù)勛约簩Ω杉?xì)胞研究的認(rèn)識和思考等。

1.4 調(diào)查分析式家庭小實(shí)驗(yàn)

調(diào)查分析就是研究者通過實(shí)地考察、當(dāng)面交談、電話訪談、問卷調(diào)查等方式收集、了解事物詳細(xì)資料數(shù)據(jù)，并加以分析，從而得出某一結(jié)論的過程。教材列出了五種調(diào)查類實(shí)驗(yàn)：“調(diào)查人群中的遺傳病”“調(diào)查轉(zhuǎn)基因食品的發(fā)展現(xiàn)狀”“調(diào)查當(dāng)?shù)剞r(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中能量流動情況”“調(diào)查沼氣工程的實(shí)施情況”和“調(diào)查體溫的日變化規(guī)律”。調(diào)查可以為研究人員提供既定研究課題的第一手材料和數(shù)據(jù)，揭露現(xiàn)實(shí)存在的問題，暴露矛盾，通過不斷解決內(nèi)外部的各種矛盾促進(jìn)發(fā)展。比如，在進(jìn)行“當(dāng)?shù)厝巳菏秤棉D(zhuǎn)基因食品的現(xiàn)狀”的調(diào)查時(shí)，教師可以指導(dǎo)學(xué)生在假期到當(dāng)?shù)卮笮统袑?shí)地察看轉(zhuǎn)基因食品的品種、數(shù)量，也可以向售貨員詢問轉(zhuǎn)基因食品的銷售情況，還可以向顧客發(fā)放“對轉(zhuǎn)基因食品的認(rèn)識及購買意愿調(diào)查表”，最后學(xué)生將收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析，得出相應(yīng)的結(jié)論，并反饋給超市的管理部門，從而對進(jìn)貨管理起到一定的指導(dǎo)作用。

1.5 生活探究式家庭小實(shí)驗(yàn)

不同學(xué)生的家庭背景有較大的差異，家庭成員的職業(yè)、興趣愛好都可以成為生物課程資源，教師結(jié)合學(xué)生家庭的實(shí)際，開展有針對性的生物科技活動，將極大地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，也給學(xué)生運(yùn)用生物學(xué)知識參與家庭事務(wù)的討論提供了機(jī)會。例如，許多學(xué)生家長從事花木種植或銷售，可通過家庭實(shí)驗(yàn)探究生長素對扦插枝條生根的最適濃度；家在農(nóng)村的學(xué)生，可以參加農(nóng)村大棚蔬菜的種植過程，利用樣方法調(diào)查某種蔬菜的種群密度與蔬菜產(chǎn)量的關(guān)系；有條件的學(xué)生還可以模仿課本中“土壤中小動物類群豐富度的研究”的方法步驟，開展“不同池塘水體中小動物類群豐富度的研究”等。

2 開展實(shí)施家庭小實(shí)驗(yàn)的意義

2.1 提高生物科學(xué)素養(yǎng)

提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)是生物課程實(shí)施的核心任務(wù)。我國《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》指出，生物科學(xué)素養(yǎng)是指公民參加社會生活、經(jīng)濟(jì)生活、生產(chǎn)實(shí)踐和個(gè)人決策所需的生物科學(xué)概念和科學(xué)探究能力，包括理解科學(xué)、技術(shù)與社會的相互關(guān)系，理解科學(xué)的本質(zhì)以及形成科學(xué)的態(tài)度和價(jià)值觀。傳統(tǒng)的生物課程中，實(shí)驗(yàn)與探究活動在整個(gè)課程中所占的比例極低，學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體參與度不夠，極大地影響了生物課程對其基本科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的價(jià)值。隨著新課程的推進(jìn)，生物課程極大地關(guān)注科學(xué)、技術(shù)與社會（STS）的關(guān)系，開展家庭小實(shí)驗(yàn)活動，可以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

2.2 促進(jìn)學(xué)習(xí)方式變革

現(xiàn)代教育心理學(xué)研究表明，學(xué)生學(xué)習(xí)的過程與科學(xué)家探索的過程在本質(zhì)上是一樣的，都是一個(gè)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的過程。傳統(tǒng)教學(xué)強(qiáng)調(diào)接受學(xué)習(xí)、死記硬背和機(jī)械訓(xùn)練，導(dǎo)致學(xué)生越來越不愛學(xué)習(xí)和不會學(xué)習(xí)；導(dǎo)致學(xué)生迷信權(quán)威和思維定勢，抑制了創(chuàng)造力的發(fā)揮；導(dǎo)致學(xué)生變得內(nèi)向、被動、缺少自信和人際關(guān)系冷漠。開展家庭小實(shí)驗(yàn)，可以培養(yǎng)學(xué)生主動參與、樂于探究、勤于動手、分析和解決問題的能力、交流合作的能力，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)方式向自主、合作和探究性學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變。

2.3 實(shí)現(xiàn)學(xué)生個(gè)性發(fā)展

當(dāng)前我國基礎(chǔ)教育評價(jià)體系中，存在的評價(jià)內(nèi)容過多側(cè)重學(xué)科知識、評價(jià)方式以紙筆考試為主、評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)共性、評價(jià)重心過于關(guān)注結(jié)果等問題，忽略了學(xué)生的興趣愛好、個(gè)體差異和個(gè)性化發(fā)展的價(jià)值，從而使學(xué)生的創(chuàng)新精神和能力下降，可持續(xù)發(fā)展的動力喪失。新課程的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)有較大的靈活性，以適應(yīng)不同學(xué)校和不同學(xué)生的需要，促進(jìn)學(xué)生有個(gè)性地發(fā)展。開展家庭小實(shí)驗(yàn)，可以促使學(xué)生關(guān)注生物科學(xué)與日常生活、環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面的聯(lián)系，有助于學(xué)生了解相關(guān)的職業(yè)和學(xué)習(xí)方向，為他們進(jìn)一步學(xué)習(xí)和步入社會做好準(zhǔn)備，將興趣愛好升華為理想和志向。

3 開展家庭小實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)

3.1 精心選擇

不是每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都適宜在家庭中完成。教師應(yīng)精心選擇，充分發(fā)揮其教育教學(xué)功用，使學(xué)生在“玩”中獲得知識，體驗(yàn)過程。生物家庭小實(shí)驗(yàn)的選擇應(yīng)遵循和教材教學(xué)內(nèi)容同步進(jìn)行，要讓學(xué)生能夠自主、快樂的完成所有能夠做到的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生真正體味到生物實(shí)驗(yàn)的樂趣和實(shí)踐意義，以增強(qiáng)生物學(xué)習(xí)的自信心和對生物學(xué)習(xí)的成功渴求。

3.2 任務(wù)明確

每一次生物家庭小實(shí)驗(yàn)都要有明確的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)所需要的器材準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)整理與記錄、生物實(shí)驗(yàn)小論文撰寫、生物實(shí)驗(yàn)安全注意事項(xiàng)等，尤其是生物實(shí)驗(yàn)器材的準(zhǔn)備要兼顧貼近學(xué)生生活實(shí)際、實(shí)驗(yàn)材料易于尋找和實(shí)驗(yàn)過程易于操作。生物教師要盡量幫助學(xué)生克服、排除生物實(shí)驗(yàn)過程中的困難，絕不能把生物家庭小實(shí)驗(yàn)變成學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)。

3.3 評價(jià)到位

教師要將家庭小實(shí)驗(yàn)納入過程性評價(jià)體系，作為學(xué)生學(xué)業(yè)成績的一項(xiàng)重要內(nèi)容。對家庭小實(shí)驗(yàn)的客觀評價(jià)不僅能對實(shí)驗(yàn)的完成情況起到檢查和督促作用，同時(shí)也體現(xiàn)了教師對學(xué)生實(shí)驗(yàn)成果的尊重。每次家庭小實(shí)驗(yàn)后，教師要及時(shí)組織學(xué)生展示和交流，拓展他們的思路，培養(yǎng)相互欣賞、合作競爭的良好學(xué)習(xí)氛圍。

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