建立生命觀念的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)關(guān)鍵問題的研究

楊琴

摘 要：生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性極強(qiáng)的學(xué)科，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是義務(wù)教育階段生物學(xué)教學(xué)的重要組成部分。就目前義務(wù)教育階段生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題進(jìn)行分析，通過具體開展生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐，從建立生命觀念的實(shí)驗(yàn)教學(xué)關(guān)鍵問題出發(fā)，提出關(guān)鍵在于梳理生命觀念對應(yīng)的重要概念、以實(shí)驗(yàn)探究為基點(diǎn)建立生命觀念的目標(biāo)追求、注重重要概念的整合、觀念的交融的教學(xué)建議，以期為生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供具有可行性的參考。

關(guān)鍵詞：生命觀念;生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué);關(guān)鍵問題

作為自然科學(xué)的一門基礎(chǔ)學(xué)科，生物學(xué)是研究生命現(xiàn)象和生命活動(dòng)規(guī)律的一門科學(xué)，也是以觀察和實(shí)踐為基本研究方法的實(shí)驗(yàn)科學(xué)，其具有獨(dú)特的知識體系、思維方式、研究方法。也就是說生物學(xué)既是一個(gè)結(jié)論豐富的知識體系，也囊括和體現(xiàn)了人類認(rèn)識自然現(xiàn)象和規(guī)律的一些特有的思維方式和探究過程。而生物學(xué)研究的主要任務(wù)是揭示生命的奧秘，“生命”是生物學(xué)課程的邏輯起點(diǎn)。義務(wù)教育階段的生物學(xué)課程其精要是展示生物科學(xué)的基本內(nèi)容，反映自然科學(xué)的本質(zhì)。要讓學(xué)生獲得基礎(chǔ)的生物學(xué)知識，領(lǐng)悟生物學(xué)家在研究過程中所持有的觀點(diǎn)以及解決問題的思路和方法，可以通過生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)幫助學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)過程，在親歷提出問題、獲取信息、尋找證據(jù)、檢驗(yàn)假設(shè)、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的過程中習(xí)得生物學(xué)知識，養(yǎng)成理性思維的習(xí)慣，形成積極的科學(xué)態(tài)度，發(fā)展終身學(xué)習(xí)的能力。所以，義務(wù)教育階段生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)顯得至關(guān)重要。

一、義務(wù)教育階段生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)關(guān)鍵問題

（一）常態(tài)課教學(xué)中演示實(shí)驗(yàn)的缺乏，課時(shí)數(shù)明顯不足

義務(wù)教育階段的生物學(xué)常態(tài)課教學(xué)中，教材呈現(xiàn)的可用于演示的實(shí)驗(yàn)較少并且實(shí)驗(yàn)描述簡單粗略，增加了教師在日常課堂教學(xué)演示的困難。例如：在蘇科版七年級下冊關(guān)于單細(xì)胞生物體酵母菌的觀察實(shí)驗(yàn)的引入部分，教材僅僅提供了粗略的方法，即用一個(gè)水瓶加入干酵母，瓶口套上小氣球，放在溫暖的環(huán)境下，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。筆者在課堂實(shí)施過程中，按照教材提供的方法進(jìn)行演示，實(shí)驗(yàn)過程簡單，但耗時(shí)較長，實(shí)驗(yàn)成功率較低;還有由于課時(shí)的缺乏（義務(wù)教育階段生物學(xué)課時(shí)每周2節(jié)）、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的繁瑣（大多數(shù)學(xué)校沒有專門的實(shí)驗(yàn)員，通常由生物學(xué)教師兼任）、實(shí)驗(yàn)材料的缺失（生物學(xué)實(shí)驗(yàn)材料大多要求活體，實(shí)驗(yàn)研究對象的特殊性及申購實(shí)驗(yàn)材料程序的繁瑣性都決定了演示實(shí)驗(yàn)開設(shè)的困難）、教師自身實(shí)驗(yàn)水平有限（基于課時(shí)的限制，生物學(xué)實(shí)驗(yàn)研究對象的特殊性——活體，廣大生物學(xué)教師不敢或很少開展生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，長期實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐的缺乏導(dǎo)致許多教師自身實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平較低，許多青年教師往往運(yùn)用多媒體視頻代替演示實(shí)驗(yàn)，教師的實(shí)驗(yàn)水平越來越低）。由此，日常教學(xué)中很少進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示。雖然義務(wù)教育階段生物學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)容在不斷增加，但實(shí)際生物學(xué)教學(xué)課時(shí)依然未變，一些教師為了不削弱理論知識的講解和保證教學(xué)任務(wù)按時(shí)完成，往往忽視實(shí)驗(yàn)操作。

（二）實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法單一，探究性薄弱，缺少真實(shí)情境

就目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)際來看，通常以教師講解或演示實(shí)驗(yàn)操作步驟，學(xué)生按部就班地進(jìn)行操作為主。這樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在一定程度上可以減少學(xué)生出錯(cuò)的概率，但也有可能會(huì)使學(xué)生完全喪失學(xué)習(xí)探究的自主性，甚至長期以這種模式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣會(huì)逐漸減少，科學(xué)思維和科學(xué)探究能力難以培養(yǎng)和提升。

（三）創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的缺乏，思維訓(xùn)練的缺失

義務(wù)教育階段生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)缺乏、對學(xué)生思維的訓(xùn)練嚴(yán)重不足、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的缺失等，都是目前日常實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)的問題，最終導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不佳，以教師傳授實(shí)驗(yàn)方法為主，學(xué)生自主思考、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理、綜合分析的能力嚴(yán)重不足。

二、建立生命觀念的實(shí)驗(yàn)教學(xué)關(guān)鍵問題的教學(xué)建議

為了解決目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)所面臨的困境，同時(shí)不影響常規(guī)生物學(xué)教學(xué)，筆者通過開展生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，大膽嘗試，反復(fù)實(shí)踐。在課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，不斷發(fā)現(xiàn)問題、尋找解決問題的方法和途徑、再次實(shí)踐、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法等，深刻體會(huì)到：作為義務(wù)教育階段的生物學(xué)教師，既要將生物學(xué)課上成真正的科學(xué)課，又要體現(xiàn)生物學(xué)學(xué)科本質(zhì)——具有生命性，將生物學(xué)課上成真正的“生物學(xué)”課而不是“死物學(xué)”課，只有將學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)、問題解決、討論決策、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)等教學(xué)活動(dòng)貫穿于生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂，幫助學(xué)生在主動(dòng)學(xué)習(xí)的過程中，真正取得少而精的學(xué)習(xí)成果，達(dá)成知、情、意、行四個(gè)方面的生物學(xué)核心素養(yǎng)，其關(guān)鍵之一在于建立生命觀念的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

趙占良老師在《中學(xué)生物教學(xué)》發(fā)表的《試論中學(xué)生物學(xué)的學(xué)科本質(zhì)》一文中，把生物學(xué)學(xué)科特點(diǎn)概括為研究對象的特殊性、思想觀念的人文性、概念和規(guī)律的概率性、思維方式的靈活性、研究方法的綜合性、學(xué)科地位的領(lǐng)先型，實(shí)踐應(yīng)用的廣泛性。生物學(xué)研究對象是活的，有生命的，這就決定了研究過程關(guān)乎生命的體驗(yàn)和感悟。在實(shí)際教學(xué)中，如何通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)讓學(xué)生建構(gòu)生物學(xué)概念，建立生命觀念，體現(xiàn)生物學(xué)學(xué)科本質(zhì)？關(guān)鍵在于梳理建立生命觀念對應(yīng)的重要概念，以實(shí)驗(yàn)探究為基點(diǎn)建立生命觀念的目標(biāo)追求，注重實(shí)驗(yàn)過程中重要概念的整合、觀念的交融。

（一）梳理建立生命觀念對應(yīng)的重要概念

義務(wù)教育階段生物學(xué)教學(xué)中，能夠體現(xiàn)生命觀念的關(guān)鍵能力主要包括“結(jié)構(gòu)與功能觀”和“進(jìn)化與適應(yīng)觀”兩個(gè)方面。在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師可以通過建構(gòu)概念圖、探究實(shí)驗(yàn)、體驗(yàn)活動(dòng)等，幫助學(xué)生從不同層次和角度理解和掌握生命觀念的內(nèi)涵。這就需要梳理生命觀念，即梳理出與兩個(gè)關(guān)鍵能力所包含的生命觀念對應(yīng)的重要概念。如下表列舉了生命觀念所對應(yīng)的課程標(biāo)準(zhǔn)中的部分重要概念、具體內(nèi)容和活動(dòng)建議。

（二）建立生命觀念的目標(biāo)追求——以實(shí)驗(yàn)探究為基點(diǎn)

在實(shí)際生物學(xué)教學(xué)過程中，教師應(yīng)深切領(lǐng)悟生命觀念，以實(shí)驗(yàn)探究為基點(diǎn)，建立重要概念，并適時(shí)地進(jìn)行外顯和總結(jié)。根據(jù)結(jié)構(gòu)與功能觀，可將生命觀念中的關(guān)鍵能力劃分為三個(gè)水平，即能初步描述生物體的基本結(jié)構(gòu)與功能（水平一）;能運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念，分析和解釋一定情境中的生命現(xiàn)象（水平二）;能基于結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念，評價(jià)相關(guān)言行的科學(xué)性，解決生活、生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)踐中的具體問題（水平三）。例如：關(guān)鍵能力水平一的培養(yǎng)，教師在教學(xué)前可通過調(diào)查、實(shí)物展示、提問等方式了解學(xué)生的前概念。在教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生從生物體基本結(jié)構(gòu)與功能的角度，利用圖片、文字、視頻等資料，組織學(xué)生開展相應(yīng)的觀察實(shí)驗(yàn)與探究活動(dòng)都能，分析相關(guān)結(jié)構(gòu)所具有的功能。在教學(xué)過程中還需關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，與學(xué)生一起對所學(xué)的結(jié)構(gòu)及其功能進(jìn)行科學(xué)比較，及時(shí)幫助學(xué)生進(jìn)行概念的抽象與概括，從而真正掌握事物的本質(zhì)與規(guī)律。關(guān)鍵能力水平二的培養(yǎng)，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，可引導(dǎo)學(xué)生通過比較和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并運(yùn)用生物學(xué)知識對生命現(xiàn)象進(jìn)行合理的解釋。還可引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)知識網(wǎng)絡(luò)或概念圖，幫助學(xué)生進(jìn)行深度解析，梳理光合作用的原料、產(chǎn)物、場所和實(shí)質(zhì)，分析結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系。關(guān)鍵能力水平三的培養(yǎng)，教師可從物質(zhì)與能量相統(tǒng)一的角度出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生分析問題、解決問題。如探究綠色植物光合作用的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，要從多角度分析原因，從多角度比較，整體把握、綜合分析結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系。教師還可組織學(xué)生進(jìn)行討論，如對光合作用與呼吸作用的原料、產(chǎn)物、條件、場所和實(shí)質(zhì)等方面進(jìn)行比較，形成較全面的知識網(wǎng)絡(luò)。在探究生物圈中的水循環(huán)、生物圈中的碳—氧平衡時(shí)，可以引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合綠色開花植物體葉的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及光合作用、呼吸作用等內(nèi)容進(jìn)行綜合考慮，聯(lián)系植物葉的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，分析得出正確結(jié)論。

（三）注重實(shí)驗(yàn)過程中重要概念的整合、觀念的交融

生命觀念的形成，依賴于從眾多概念之間找關(guān)聯(lián)，做提煉。而關(guān)注建立生命觀念的課堂，一定是注意概念整合、觀念交融的課堂。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師可結(jié)合建構(gòu)和運(yùn)用模型，將知識的學(xué)習(xí)與科學(xué)方法的運(yùn)用結(jié)合起來。如學(xué)習(xí)尿液形成時(shí)，教師可為每組學(xué)生提供大小不等、顏色各異的小磁塊和腎單位的磁板。學(xué)生在磁板的腎小球、腎小囊、腎小管和腎小管周圍的毛細(xì)血管處擺放數(shù)量不等、大小不一、顏色各異的小磁塊，模擬尿液形成的濾過作用和重吸收作用。通過模擬探究實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)內(nèi)在聯(lián)系，歸納形成重要概念，實(shí)現(xiàn)概念的整合和觀念的交融。

參考文獻(xiàn)：

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注：本文系寧夏第五屆基礎(chǔ)教育教學(xué)課題研究成果，課題批準(zhǔn)號：JXKT-SW-05-003。

編輯 李博寧