強(qiáng)力教學(xué)法介導(dǎo)下的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用

顧元輝

［摘要］ 強(qiáng)力教學(xué)法作為將“學(xué)習(xí)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)會(huì)”的重要教學(xué)方法，有助于更為有效地傳授學(xué)生知識(shí)。結(jié)合生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課例，研究論述強(qiáng)力教學(xué)法應(yīng)用的基本要點(diǎn)，即提供具有啟發(fā)性的實(shí)驗(yàn)范例、精選具有延展性的實(shí)驗(yàn)材料、再創(chuàng)具有遷移性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、生成具有可視性的實(shí)驗(yàn)記錄。

［關(guān)鍵詞］ 強(qiáng)力教學(xué)法；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；高中生物學(xué)；遷移創(chuàng)造；可視化評(píng)估

高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)一定程度上存在著以講代做、淺層低效的問(wèn)題，學(xué)生的學(xué)習(xí)行為是被動(dòng)的，其學(xué)習(xí)效果取決于學(xué)生自身，而不是教師。教學(xué)方式的創(chuàng)新是提高教學(xué)質(zhì)量和效率的有效手段。為此，我們嘗試在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入強(qiáng)力教學(xué)法。強(qiáng)力教學(xué)法以其靈活多變、新穎獨(dú)特的教學(xué)形式和行之有效的學(xué)習(xí)方式，有助于改變傳統(tǒng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)以講代做、淺層低效等弊端，提升學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)的積極性。下文就結(jié)合具體案例，探討強(qiáng)力教學(xué)法的應(yīng)用策略。

一、提供具有啟發(fā)性的實(shí)驗(yàn)范例

在強(qiáng)力教學(xué)法中，榜樣作用是非常重要的。通過(guò)提供具有啟發(fā)性和引導(dǎo)性的示范，教師可以為學(xué)生樹(shù)立學(xué)習(xí)榜樣，在激發(fā)他們學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，也讓他們從示范中看到成功的模式和技巧，進(jìn)而運(yùn)用到自己的學(xué)習(xí)中。在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)提供具有啟發(fā)性的實(shí)驗(yàn)范例。通過(guò)具有啟發(fā)性的實(shí)驗(yàn)范例，向?qū)W生展示生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本原理和方法。這些范例可以是經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)案例、前沿的研究成果或者教師自己設(shè)計(jì)的精彩實(shí)驗(yàn)。通過(guò)觀察和學(xué)習(xí)這些范例，學(xué)生能了解實(shí)驗(yàn)的目的、步驟和關(guān)鍵技術(shù)，并從中獲得對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析的啟發(fā)。同時(shí)，學(xué)生也可以從實(shí)驗(yàn)范例中學(xué)習(xí)科學(xué)思維和創(chuàng)新方法，通過(guò)觀察和分析范例實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，思考其中的規(guī)律和原理，并將這些知識(shí)應(yīng)用到自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和探索中。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行探索和研究，既提高了學(xué)生學(xué)習(xí)效率，也培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新能力。

例如，在教授“遺傳平衡定律”時(shí)，可以提供遺傳變異模擬實(shí)驗(yàn)作為范例。教師通過(guò)呈現(xiàn)模擬遺傳變異過(guò)程，幫助學(xué)生理解遺傳原理和探索變異對(duì)物種適應(yīng)環(huán)境的影響。具體來(lái)說(shuō)，準(zhǔn)備彩色紙片，并將其切割成相同大小的小方塊。將每種顏色的紙片分別代表不同基因，如紅色紙片代表基因A，綠色紙片代表基因a等。學(xué)生可以根據(jù)自己的喜好，選擇兩張紙片進(jìn)行交叉組合，記錄每次交叉組合的基因型和基因頻率，并觀察新生代群體中各個(gè)基因型的比例變化。后續(xù)可以引入基因變異，即將卡片轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌伾M(jìn)行二次模擬實(shí)驗(yàn)。在這一范例中，學(xué)生能夠深入了解遺傳變異的原理和機(jī)制，并發(fā)現(xiàn)基因型和基因頻率的變化遵循的遺傳平衡定律。此外，通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)記錄和討論，學(xué)生還可以探討生物體的遺傳變異對(duì)其適應(yīng)外界環(huán)境而不斷演化的具體作用。

二、精選具有延展性的實(shí)驗(yàn)材料

強(qiáng)力教學(xué)法強(qiáng)調(diào)多次練習(xí)，以促進(jìn)學(xué)習(xí)過(guò)程的長(zhǎng)久記憶，以及深入理解。通過(guò)重復(fù)練習(xí)，學(xué)生能夠反復(fù)觸碰和運(yùn)用所學(xué)概念和技能，從而加深知識(shí)記憶。而當(dāng)學(xué)生嘗試解釋所學(xué)知識(shí)時(shí)，必須將新的概念與已有的知識(shí)框架聯(lián)系起來(lái)，并用自己的話表達(dá)出來(lái)。這種主動(dòng)參與的過(guò)程有助于學(xué)生加深對(duì)知識(shí)的理解，并構(gòu)建起個(gè)人的意義聯(lián)結(jié)。在應(yīng)用強(qiáng)力教學(xué)法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選取合適的實(shí)驗(yàn)材料，并進(jìn)行合理組合。通過(guò)了解這些實(shí)驗(yàn)材料，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題，并嘗試給出自己的解釋。這樣既能夠幫助學(xué)生清晰理解實(shí)驗(yàn)基本原理，還能提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γぐl(fā)學(xué)習(xí)興趣。

例如，在“葉綠素的提取”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以選擇青菜、生菜、紫菜等作為實(shí)驗(yàn)材料。通過(guò)對(duì)這些材料的分析并提取其葉綠素，了解到綠葉中的葉綠素主要以無(wú)機(jī)化合物的形式存在。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生會(huì)對(duì)這些物質(zhì)的性質(zhì)和來(lái)源產(chǎn)生初步的了解，還會(huì)對(duì)色素在植物中的分布和功能有一定的認(rèn)識(shí)，這些都有利于學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。而且，教師還可以將幾種植物混合，讓學(xué)生進(jìn)行不同植物色素提取的研究。具體教學(xué)活動(dòng)中，教師可以提供色素提取的制備方案，供學(xué)生練習(xí)選擇不同材料。這樣，不僅培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)材料的整體認(rèn)知，還幫助他們進(jìn)一步理解植物色素的化學(xué)成分。

三、再創(chuàng)具有遷移性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

強(qiáng)力教學(xué)法強(qiáng)調(diào)教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程、學(xué)習(xí)遷移能力的提問(wèn)評(píng)估，以判定他們對(duì)初學(xué)知識(shí)的理解程度。通過(guò)提問(wèn)評(píng)估，教師可以了解學(xué)生是否能將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到新的情境中、靈活運(yùn)用所學(xué)概念和技能?？梢?jiàn)，在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師不宜讓學(xué)生重復(fù)已有的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，這樣會(huì)導(dǎo)致學(xué)生盲目開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，降低實(shí)驗(yàn)的效率。在具體教學(xué)中，通過(guò)遷移性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，能讓學(xué)生在已有的知識(shí)基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)新的知識(shí)，并在新知基礎(chǔ)上進(jìn)行知識(shí)遷移運(yùn)用。具體而言，創(chuàng)設(shè)具有遷移性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的方法包括引入新的變量、轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)條件、合并重組不同實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐解決實(shí)際問(wèn)題等。在強(qiáng)力教學(xué)法的提示下，最為常見(jiàn)的一種教學(xué)方式便是鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)已有的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行再創(chuàng)，并引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注實(shí)際生產(chǎn)生活問(wèn)題的解決。

例如，在進(jìn)行“果酒與果醋制作”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以鼓勵(lì)學(xué)生將自己制作的果酒和果醋的成品展示出來(lái)并進(jìn)行評(píng)價(jià)。這樣的實(shí)踐活動(dòng)有助于提高學(xué)生的綜合評(píng)價(jià)能力。學(xué)生根據(jù)自己制作的果酒和果醋的顏色、氣味、口感等，積極地進(jìn)行評(píng)價(jià)。他們可以描述產(chǎn)物的外觀特征，比較不同樣品之間的氣味差異，嘗試并比較它們的口感。學(xué)生還可以根據(jù)自己的主觀感受發(fā)表個(gè)人意見(jiàn)。在這個(gè)階段，教師的角色是指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行再創(chuàng)。比如，引導(dǎo)學(xué)生思考如下問(wèn)題：你對(duì)自己制作的果酒和果醋有何評(píng)價(jià)？哪一個(gè)更成功？為什么？你是否發(fā)現(xiàn)了一些改進(jìn)的方法或技巧？你有什么建議來(lái)提高果酒和果醋的質(zhì)量？你是否注意到不同水果原料會(huì)對(duì)最終產(chǎn)品的味道、顏色和質(zhì)地產(chǎn)生影響？你是否有興趣嘗試其他水果？這一系列的評(píng)價(jià)和再創(chuàng)的過(guò)程有助于培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和解決問(wèn)題的能力。教學(xué)過(guò)程層層深入，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與，增強(qiáng)他們的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和合作意識(shí)，促進(jìn)他們進(jìn)一步探索改進(jìn)制作工藝，進(jìn)而感悟到科學(xué)本質(zhì)的生產(chǎn)應(yīng)用之維。

四、生成具有可視性的實(shí)驗(yàn)記錄

強(qiáng)力教學(xué)法注重測(cè)驗(yàn)與反饋，并將評(píng)價(jià)作為教學(xué)過(guò)程中的必要組成部分。通過(guò)定期測(cè)驗(yàn)和及時(shí)反饋，教師可以評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展，幫助他們糾正錯(cuò)誤，提升學(xué)習(xí)效果。并且，該教學(xué)法鼓勵(lì)學(xué)生自我評(píng)價(jià)，讓他們思考自己的學(xué)習(xí)進(jìn)展如何，以及學(xué)習(xí)中的問(wèn)題所在。在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過(guò)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)記錄，教師可以及時(shí)地了解到學(xué)生實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題，并及時(shí)提供指導(dǎo)。同時(shí)，在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)記錄時(shí)，教師也可以通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)記錄來(lái)了解他們的實(shí)驗(yàn)情況，從而在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后有針對(duì)性地指導(dǎo)改進(jìn)?？梢?jiàn)，教師應(yīng)當(dāng)為學(xué)生提供良好的實(shí)驗(yàn)記錄環(huán)境，讓學(xué)生自主地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)記錄。在生成具有可視性的實(shí)驗(yàn)記錄過(guò)程中，教師不僅了解到學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況，還鍛煉了學(xué)生的自主思考能力。總之，教師通過(guò)實(shí)驗(yàn)記錄對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，不僅增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，還提高了學(xué)生的知識(shí)與技能掌握程度。

比如，在探究延伸“光合作用速率與光照強(qiáng)度的關(guān)系”這一實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可以準(zhǔn)備多盆水培植物，讓它們?cè)谙嗤瑮l件下生長(zhǎng)。首先，將植物放置在環(huán)境變量控制設(shè)備中，以確保光照條件一致。之后，采用光強(qiáng)度計(jì)測(cè)量并記錄當(dāng)前的光強(qiáng)度，通過(guò)改變光強(qiáng)度，記錄不同光強(qiáng)度下的O2釋放量的測(cè)量值。接著，再改變水體溫度，進(jìn)一步測(cè)量光合作用的強(qiáng)度。該過(guò)程中，教師需要提供實(shí)驗(yàn)?zāi)０澹寣W(xué)生填寫(xiě)包括量化數(shù)據(jù)記錄、實(shí)驗(yàn)原理記錄和二次應(yīng)用思考記錄等內(nèi)容，并使用表格和圖像等可視化方式來(lái)呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)。在完成整體實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生提交可視性的實(shí)驗(yàn)記錄；教師則對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)和反饋，檢查實(shí)驗(yàn)記錄的完整性和準(zhǔn)確性，并提供改進(jìn)建議，如學(xué)生對(duì)可視化統(tǒng)計(jì)圖像的運(yùn)用、圖表的清晰度、數(shù)據(jù)分析的適當(dāng)性等。之后，教師針對(duì)實(shí)驗(yàn)需要記錄的各部分提供具體意見(jiàn)，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步優(yōu)化自己的實(shí)驗(yàn)記錄。最后，學(xué)生根據(jù)教師的評(píng)價(jià)反饋，優(yōu)化自己的實(shí)驗(yàn)記錄，并再次提交或展示給教師和同學(xué)。

綜上，實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)應(yīng)“開(kāi)合有度”，教師需要在提供足夠指導(dǎo)的同時(shí)，給予學(xué)生一定的自主性和靈活性。而在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生的方式需要“放扶有度”，以平衡教師的指導(dǎo)和學(xué)生的自主探索。此外，教師還需要通過(guò)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成果的評(píng)估，讓學(xué)生能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)自己在實(shí)驗(yàn)技能上的不足，并有針對(duì)性地加以改進(jìn)，做到“行思有度”。

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