初中生物实验教学的四个同步
2022-06-08
实验教学是生物学课程的重要组成部分，实验教学能启迪解决问题的智慧，提高学生的生物科学素养。教学中若能做到以下四个同步将有助于实验教学的实效性。
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1 观察和思考同步
观察是通过感官对客观事物进行系统的感知，从观察中不仅可以汲取知识，而且知识在观察中变得活跃。思考是对观察对象进行的分析、综合、推理、判断等思维活动。二者的有机结合能有效地突破实验难点。
案例：观察鸡蛋的结构。
“观察鸡蛋的结构”实验要求认识鸡蛋的结构，知道各组成部分的功能。当学生对卵壳、卵壳膜、胚盘等结构和其功能逐个弄明白后，根据培养皿内的鸡蛋内容物，教师引导学生思考：卵黄膜在哪儿（卵黄膜与卵黄合在一块，很难区分）？为什么卵黄会高出卵白一部分呢？卵黄是不是被一种物质包裹着呢？这一连串的思考正是打开了理解卵黄膜结构的一扇天窗。学生用探针小心划破卵黄膜，观察卵黄流出的情况，体验卵黄膜的存在并感悟其作用，了解到卵黄膜是不同于卵黄的另一结构，卵黄包在卵黄膜中。在观察未果的基础上，学生对现象进一步思考、推断，在动手操作后的细细体验，感受到卵黄膜的真实存在：
系带的一端连接着蛋黄，另一端固定在蛋壳膜上，系带成螺旋状和弹簧相似，这种形状有什么功能呢？拿出一根弹簧用力压一压，感受螺旋状结构的缓冲减震作用，系带使卵细胞维持在蛋白中心，有利于卵的孵化。
对卵黄、系带的独特特点的思考是培养学生科学素养的成功做法。歌德说过：“谁没有用脑子去思考，到头来他除了感觉之外将一无所有。”只有思考贯穿于整个观察过程中，才能看到事物的本质。
2 置疑和探究同步
置疑是进一步学习和探究的一个驱动，对理解相关知识具有启发性。面对学生探究过程中出现的置疑，最好的办法之一就是采用延伸探究的做法，来解开学生心中的困惑，建立科学的知识体系。
案例：观察胆汁对脂肪的乳化作用。
取2支试管，分别编为1号和2号，然后各注入2 mL植物油。在1号试管里加入6滴新鲜猪胆汁，在2号试管里加入6滴清水，将两只试管充分振荡，静止后观察对比试管内植物油的变化，得出结论：胆汁对植物油起乳化作用。
面对这个结论，学生会产生一些疑问：这里用“乳化”是不是用错了，为什么不能说成“消化”？脂肪被乳化后，成分是否发生了改变？
面对学生的正常置疑，教师需延伸探究胆汁对脂肪是否发生了化学消化，用到的试剂为苏丹Ⅲ。苏丹Ⅲ可将脂肪染成橘黄色。在1、2号试管中继续加入2滴苏丹Ⅲ，观察试管内颜色发生的改变。通过比对，揭示出胆汁对脂肪的消化属于物理消化。结论中用“乳化”而非“消化”，既形象，又为了与化学消化划分界限。因为胆汁不含消化酶，所以只能将脂肪乳化成脂肪微粒，利于脂肪的进一步消化。如果教师借助数码显微镜和多媒体，就能使学生观察到滴入胆汁的植物油的乳化过程。
对胆汁作用的置疑，教师采用延伸探究的做法，使学生对乳化有了新认识。苏霍姆林斯基说过：“在人的心灵深处，都有一种根深蒂固的需要，就是希望自己是发现者，研究者，探索者。”置疑和探究的同步，满足了学生的好奇心。
3 创新和实践同步
创新的根本目的是解决问题，创新源于实践，实践让创新方法变得更加真实。
案例：比较不同果蔬中维生素C的含量。
本实验是一个滴定实验，难点是对维生素C“含量”的分析。教材采用文本叙述的方式告知学生：维生素C的一个重要特性是能使紫色高锰酸钾溶液褪色。这种方式欠缺感性认识，不利于学生的理解。
笔者尝试把文本介绍变成一个演示实验：将半片Vc放入质量分数为0.01%的高锰酸钾溶液中，紫色瞬间褪去。这个小小的创新情境，丰富了学生的直观体验和感性认识，非常有说服力，有利于滴定实验的分析，比较不同果蔬中维生素C的含量。
俄国心理学家谢切诺夫指出：“某一思想只有在它构成一个人自己经验中的一个环节时，才能被他领会和理解。”创新与实践的结合把理论性较强的科学知识具体化、形象化，加深了学生对维生素C的认识。
4 课内和课外同步
有些实验，如“种子的呼吸现象”、“采集和测算空气中的尘埃粒子”、“绿叶在光下制造有机物”、“观察动物的一些行为”等需要较长时间，不可能在有限课堂时间内完成探究活动并得出结论，需要课外和课内联合行动。
案例：探究种子萌发的环境条件等。
对探究活动进行个性化的处理，教师课堂上采取部分内容探究或者部分步骤探究，其他内容或步骤变成家庭实验内容，有些任务还可以交给兴趣小组，让他们在课外同步完成，然后把实验成果、相关的照片和视频带到实验室，增加实验的真实感。这样既可以确保学生在课堂上看到实验结果，同时也能加深学生对这部分知识的理解。
课内和课外的结合，使学生生活空间变成了实验室，实验材料丰富了，学习动力更足了，实验的意义也深远了。
实验教学是彰显生物学理科特征和学科特点的有效方式，实验课堂的四个同步涵盖的是科学探究中的研究过程和方法。通过实验教学，学生亲身参与探究过程，学会思考，大胆置疑，习得知识，体验过程，领悟方法，训练思维，树立创新意识，推演科学结论，养成科学态度，提高科学探究能力，凸显了实验教学的高效与价值。
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1 观察和思考同步
观察是通过感官对客观事物进行系统的感知，从观察中不仅可以汲取知识，而且知识在观察中变得活跃。思考是对观察对象进行的分析、综合、推理、判断等思维活动。二者的有机结合能有效地突破实验难点。
案例：观察鸡蛋的结构。
“观察鸡蛋的结构”实验要求认识鸡蛋的结构，知道各组成部分的功能。当学生对卵壳、卵壳膜、胚盘等结构和其功能逐个弄明白后，根据培养皿内的鸡蛋内容物，教师引导学生思考：卵黄膜在哪儿（卵黄膜与卵黄合在一块，很难区分）？为什么卵黄会高出卵白一部分呢？卵黄是不是被一种物质包裹着呢？这一连串的思考正是打开了理解卵黄膜结构的一扇天窗。学生用探针小心划破卵黄膜，观察卵黄流出的情况，体验卵黄膜的存在并感悟其作用，了解到卵黄膜是不同于卵黄的另一结构，卵黄包在卵黄膜中。在观察未果的基础上，学生对现象进一步思考、推断，在动手操作后的细细体验，感受到卵黄膜的真实存在：
系带的一端连接着蛋黄，另一端固定在蛋壳膜上，系带成螺旋状和弹簧相似，这种形状有什么功能呢？拿出一根弹簧用力压一压，感受螺旋状结构的缓冲减震作用，系带使卵细胞维持在蛋白中心，有利于卵的孵化。
对卵黄、系带的独特特点的思考是培养学生科学素养的成功做法。歌德说过：“谁没有用脑子去思考，到头来他除了感觉之外将一无所有。”只有思考贯穿于整个观察过程中，才能看到事物的本质。
2 置疑和探究同步
置疑是进一步学习和探究的一个驱动，对理解相关知识具有启发性。面对学生探究过程中出现的置疑，最好的办法之一就是采用延伸探究的做法，来解开学生心中的困惑，建立科学的知识体系。
案例：观察胆汁对脂肪的乳化作用。
取2支试管，分别编为1号和2号，然后各注入2 mL植物油。在1号试管里加入6滴新鲜猪胆汁，在2号试管里加入6滴清水，将两只试管充分振荡，静止后观察对比试管内植物油的变化，得出结论：胆汁对植物油起乳化作用。
面对这个结论，学生会产生一些疑问：这里用“乳化”是不是用错了，为什么不能说成“消化”？脂肪被乳化后，成分是否发生了改变？
面对学生的正常置疑，教师需延伸探究胆汁对脂肪是否发生了化学消化，用到的试剂为苏丹Ⅲ。苏丹Ⅲ可将脂肪染成橘黄色。在1、2号试管中继续加入2滴苏丹Ⅲ，观察试管内颜色发生的改变。通过比对，揭示出胆汁对脂肪的消化属于物理消化。结论中用“乳化”而非“消化”，既形象，又为了与化学消化划分界限。因为胆汁不含消化酶，所以只能将脂肪乳化成脂肪微粒，利于脂肪的进一步消化。如果教师借助数码显微镜和多媒体，就能使学生观察到滴入胆汁的植物油的乳化过程。
对胆汁作用的置疑，教师采用延伸探究的做法，使学生对乳化有了新认识。苏霍姆林斯基说过：“在人的心灵深处，都有一种根深蒂固的需要，就是希望自己是发现者，研究者，探索者。”置疑和探究的同步，满足了学生的好奇心。
3 创新和实践同步
创新的根本目的是解决问题，创新源于实践，实践让创新方法变得更加真实。
案例：比较不同果蔬中维生素C的含量。
本实验是一个滴定实验，难点是对维生素C“含量”的分析。教材采用文本叙述的方式告知学生：维生素C的一个重要特性是能使紫色高锰酸钾溶液褪色。这种方式欠缺感性认识，不利于学生的理解。
笔者尝试把文本介绍变成一个演示实验：将半片Vc放入质量分数为0.01%的高锰酸钾溶液中，紫色瞬间褪去。这个小小的创新情境，丰富了学生的直观体验和感性认识，非常有说服力，有利于滴定实验的分析，比较不同果蔬中维生素C的含量。
俄国心理学家谢切诺夫指出：“某一思想只有在它构成一个人自己经验中的一个环节时，才能被他领会和理解。”创新与实践的结合把理论性较强的科学知识具体化、形象化，加深了学生对维生素C的认识。
4 课内和课外同步
有些实验，如“种子的呼吸现象”、“采集和测算空气中的尘埃粒子”、“绿叶在光下制造有机物”、“观察动物的一些行为”等需要较长时间，不可能在有限课堂时间内完成探究活动并得出结论，需要课外和课内联合行动。
案例：探究种子萌发的环境条件等。
对探究活动进行个性化的处理，教师课堂上采取部分内容探究或者部分步骤探究，其他内容或步骤变成家庭实验内容，有些任务还可以交给兴趣小组，让他们在课外同步完成，然后把实验成果、相关的照片和视频带到实验室，增加实验的真实感。这样既可以确保学生在课堂上看到实验结果，同时也能加深学生对这部分知识的理解。
课内和课外的结合，使学生生活空间变成了实验室，实验材料丰富了，学习动力更足了，实验的意义也深远了。
实验教学是彰显生物学理科特征和学科特点的有效方式，实验课堂的四个同步涵盖的是科学探究中的研究过程和方法。通过实验教学，学生亲身参与探究过程，学会思考，大胆置疑，习得知识，体验过程，领悟方法，训练思维，树立创新意识，推演科学结论，养成科学态度，提高科学探究能力，凸显了实验教学的高效与价值。