初中生物实验教学策略摭谈
2022-06-08
2011版义务教育《生物学课程标准》的“教学建议”中，明确指出：“实验教学既是一类探究活动，也是生物学教学的基本形式之一”。但目前初中生物实验教学的现状不容乐观，最突出的问题表现在不少教师强调种种客观原因，不开设实验课，取而代之的是教师在黑板上“做实验”，或者以观看录像或动画代替做实验。一些学校实验条件不够好，尤其是农村初中，购买实验材料缺少经费、实验人员配备不足甚至没有、实验设备及实验室条件较差等是客观存在的。除此之外，还有以下原因：① 教学组织有困难，班级授课制条件下，不少学校班级学生人数多，由于学生之间差距大，给教学管理带来一定难度，因此教师怕上实验课。② 教师缺少钻研精神，专业素养不高，不能积极创造条件、就地取材、因陋就简地开设好实验课，因此教师不愿上实验课。③ 教师教学任务重，时间紧，不少初中生物教师还不是生物专业毕业生，由其他学科教师兼任，因此教师不会上实验课。即使有些能正常开展实验教学，也常出现“重模仿、轻探究”，“重结果、轻过程”，“重预设、轻生成”，“重课堂、轻课外”等现象。
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1 要具有情境性，善于创设适切的教学情境
德国教育家第多斯惠说过：“教学的艺术不在于传授本领，而在于唤醒、鼓舞和激醒。”在实验教学中，教师根据具体内容，创设能引起学生情感反应、并使其明确研究的价值从而实现主动积极建构性的学习背景、景象或学习环境是十分重要的。但在目前不少生物教学不注意实验教学情境的创设，或者是创设的情境贪图“热热闹闹”，缺少“价值引领”，没有“思维含量”，不能激起“问题意识”等。在一次“能量的释放和利用”一节教学研讨活动中，对于“验证（或探究）呼吸过程中的气体变化”的实验情境创设，不同的教师采用了不同的方法。有教师播放一段录像，说明水生动物（如鲸、海豚等）需要浮出水面，但这只能说明动物需要呼吸；有教师展示一幅图片，说明人类生命活动需要消耗能量，这样只能使学生与营养物质建立联系，不能引起学生对生物呼吸过程中物质变化的思考……有一位教师以一则生活故事作为实验情境，内容大致是这样的：老张家的院子里种植了不少大型花草，平时老张特别喜欢它们。有一天傍晚，他听说晚上要刮大风，就把能搬进家的花草都搬进来，其中还有一大部分放进了卧室。老张的卧室不大，他把花草安顿好，关好门窗，熄了灯，安心的睡着了。这一夜老张似乎没有平时睡得那么沉，渐渐的他感觉胸闷，呼吸困难，做了一晚上的梦，还梦见有人掐他的脖子。早上起得比平时晚，感觉睡得还不够。起来后，他头晕、头痛、耳鸣、眼花、四肢无力。老张心想：身体一向好好的，怎么突然会这样？众所周知，人的生命活动需要消耗氧气。把植物置于卧室内，怎么会产生缺氧的症状呢？“植物会象我们人那样进行呼吸，消耗氧气、产生二氧化碳吗？”这种情境创设不仅激发了学生的学习兴趣，营造良好的教学氛围，更重要的还表现在密切联系实际，激发学生思考，使学生能提出有价值的问题。同时能唤起对已有知识与经验的回忆，为解决问题提供智力支持与保障。
2 要突出探究性，善于让学生体验的探究过程
倡导探究性学习是新课程的基本理念之一。探究性实验活动能使学生经历基本的科学探究过程，学会科学探究方法，形成初步的科学探究能力，养成事实求是的科学态度。但在实际教学中，教师常常出现“两极分化”，一种情况是教师“贪大求全”，将提出问题、作出假设（或猜想）、制定计划、实施计划、得出结论、表达和交流，一骨碌全部由学生“自由发挥”。这种探究活动看上去给学生留出充分的机会发挥想象力和创造性，但囿于教学时间、学生基础、教学条件等因素，往往导致教师难以驾驭课堂，“得不偿失”。另一种情况是教师害怕组织探究性实验活动，所以教学过程中就将实验内容完全“告诉”，学生只要“按部就班”完成“规定动作”，完全不能体现探究性。例如在“人体对食物的消化和吸收”一节教学研讨活动中，关于“胆汁对脂肪的消化作用”的实验教学，就出现了这样的情况。一位教师提供的实验活动单中只列出了实验名称及提出问题、作出假设（或猜想）等标题，具体内容完成让学生自由发挥；还有一位教师提供的实验活动单中不仅列出了实验名称、器材用具，而且具有非常明确的实验步骤，甚至连结果都直接“告诉”了学生，完成让学生按要求完成“规定动作”。显然，这两种情况都是不可取的。在实验教学中，教师应根据实际情况，设计一些只含有上述探究过程的部分环节，而给出其余的环节作为已知的条件，以缩短活动的时间或降低难度要求。例如上述实验中可以通过创设一定的学习环境，与学生共同分析胆汁与脂肪消化之间的关系，然后由学生做出假设，并完成有关实验过程设计。对于一些难度较大的探究性实验活动，不仅可以将探究活动的问题给出，甚至探究的计划也可以制定好，学生只需完成收集数据的工作，并对数据进行概括和推论。这一类探究活动叫做部分探究活动，初中生物教材中大多数学生活动属于这一类。
3 要关注现实性，要善于解决现实生活中的实际问题
杜威认为儿童是社会化的积极学习者，他们通过对周围环境的观察、研究而进行学习。因此实验教学要关注现实性，充分利用儿童的天然好奇心，以促进学生进行学习。提高学生的生物科学素养，就是要让学生获得参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力，包括理解科学、技术与社会的相互关系，理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观。这既是生物实验教学的出发点，也是生物实验教学的归宿。初中生物实验教学就是要体现从生活走向学科教学、从学科教学走向社会的理念。不少教师把生物实验教学的目的局限于加强对知识的理解与技能的掌握，是为了理解知识而实验，是为了熟练掌握技能而实验，常常与现实严重脱离，失去了本身的价值引领。在“土壤里的生物”一章的教学中，安排了“调查土壤里的动物种类”的活动。对于这个活动，许多学生甚至连教师对土壤微生物的生态功能缺少正确的认识。活动前调查学生：“你希望你家附近花圃中土壤里动物种类数量多一些？还是少一些？你调查这些小动物种类有何意义？”学生们的回答是：“我希望少一些，因为这些动物基本上都是害虫。在我们新村绿地上还有捕蚊网，不就是捕杀害虫的吗？土壤动物少，有利于我们数据和统计，这样可以能够更快的完成调查任务……”。这些理由有时候听起来还振振有词，但很明显对土壤动物的多样性在有机物降解、环境污染监测等方面理解有误，也直接导致实验教学科学价值不能体现。 4 要体现生成性，要善于利用实验中出现的“意外”或“失败”
在实验教学中，让学生通过对实验原理的理解、亲自动手操作、获取信息、分析综合等体验，促使学生从表象到本质的认识过程。但实验过程中常常出现“意外”和“失败”。而遇到这些“意外”、“失败”时，不少教师表现出沮丧，手足无措。实验教学中的“意外”、“失败”是生成性的，能否把这些“意外”、“失败”作为课程资源，这是打造生成性课堂教学的关键。一位教师在“绿色植物对水和无机盐的吸收”一节的教学中，有一个非常好的创意。上课开始时，她利用一只萝卜，顶部去皮，并在左右各插上一只玻璃管，左边一只玻璃管内加浓盐水，右边一只玻璃管内加等量的蒸馏水，观察初始液面是一致的。40 min左右再观察液面变化，预期结果必然是加浓盐水的液面上升，加蒸馏水的液面下降。最后通过学生的观察，使学生对植物细胞的吸水和失水获得真实的体验。在课前进行了尝试实验，结果与预期相符。但在对外教学展示活动中，结果却发生了“意外”，两管液面均下降。此时，教室内学生一片哗然，观摩教师也纷纷为该教师扼腕叹息。而就在这时，该教师非常镇定，跟学生一起对观察的结果进行分析，其原因可能有两种，第一种原因是假设不成立，则必然不能观察到预期的结果；第二种原因是假设成立，但由于实验材料、无关变量控制有误等原因，导致此结果。通过讨论，推测可能是由于实验材料不够新鲜的缘故，并布置学生课后重新实验，并取得非常好的教学效果。此外，应提倡二次实验教学，也就是“针对学生在初次实验中发现的问题所进行的重新设计和探究实验的教学。……对于引导学生突破传统教材的束缚，培养学生敢于质疑、积极创新的精神和继承性的批判思维是极其有利的。”
党的十八大报告中提出“把立德树人作为教育的根本任务”，“培养学生社会责任感、创新精神、实践能力”，为全面贯彻党的教育方针赋予了新的内涵，为课程标准实施指明了新的方向。初中生物实验教学改革能否成功关键在教师，尤其是广大青年教师。作为一名生物科学教育工作者，一要做“有心人”，正如《美国国家科学教育标准》的“科学教师专业进修标准”中指出“科学教师就是科学界在课堂上的代表”，科学教师肩负着提升学生生物科学素养、促进学生全面发展的重任。还要走“创新路”：教师要积极创造条件，开足、开齐实验，要善于将国家课程区域化、校本化，要善于挖掘本地区的资源优势，从实验材料选择、实验方案设计等多种途径，创造条件，以完成课程标准要求的实验与活动为基础，积极开展课外实验、课外探究活动。要勇于变革，大胆创新，不同的学校，生源不同，班级学生数差距很大。青年教师要能结合具体情况，不断探究适合的实验教学模式，力争走出一条实验教学的新路来。
参考文献：
[1] 中华人民共和国教育部.义务教育生物学课程标准（2011版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012：33.
[2] 陈晓清，苏育才.二次实验法教学的探索与实践.生物学通报[J].2013，2：51-53.
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1 要具有情境性，善于创设适切的教学情境
德国教育家第多斯惠说过：“教学的艺术不在于传授本领，而在于唤醒、鼓舞和激醒。”在实验教学中，教师根据具体内容，创设能引起学生情感反应、并使其明确研究的价值从而实现主动积极建构性的学习背景、景象或学习环境是十分重要的。但在目前不少生物教学不注意实验教学情境的创设，或者是创设的情境贪图“热热闹闹”，缺少“价值引领”，没有“思维含量”，不能激起“问题意识”等。在一次“能量的释放和利用”一节教学研讨活动中，对于“验证（或探究）呼吸过程中的气体变化”的实验情境创设，不同的教师采用了不同的方法。有教师播放一段录像，说明水生动物（如鲸、海豚等）需要浮出水面，但这只能说明动物需要呼吸；有教师展示一幅图片，说明人类生命活动需要消耗能量，这样只能使学生与营养物质建立联系，不能引起学生对生物呼吸过程中物质变化的思考……有一位教师以一则生活故事作为实验情境，内容大致是这样的：老张家的院子里种植了不少大型花草，平时老张特别喜欢它们。有一天傍晚，他听说晚上要刮大风，就把能搬进家的花草都搬进来，其中还有一大部分放进了卧室。老张的卧室不大，他把花草安顿好，关好门窗，熄了灯，安心的睡着了。这一夜老张似乎没有平时睡得那么沉，渐渐的他感觉胸闷，呼吸困难，做了一晚上的梦，还梦见有人掐他的脖子。早上起得比平时晚，感觉睡得还不够。起来后，他头晕、头痛、耳鸣、眼花、四肢无力。老张心想：身体一向好好的，怎么突然会这样？众所周知，人的生命活动需要消耗氧气。把植物置于卧室内，怎么会产生缺氧的症状呢？“植物会象我们人那样进行呼吸，消耗氧气、产生二氧化碳吗？”这种情境创设不仅激发了学生的学习兴趣，营造良好的教学氛围，更重要的还表现在密切联系实际，激发学生思考，使学生能提出有价值的问题。同时能唤起对已有知识与经验的回忆，为解决问题提供智力支持与保障。
2 要突出探究性，善于让学生体验的探究过程
倡导探究性学习是新课程的基本理念之一。探究性实验活动能使学生经历基本的科学探究过程，学会科学探究方法，形成初步的科学探究能力，养成事实求是的科学态度。但在实际教学中，教师常常出现“两极分化”，一种情况是教师“贪大求全”，将提出问题、作出假设（或猜想）、制定计划、实施计划、得出结论、表达和交流，一骨碌全部由学生“自由发挥”。这种探究活动看上去给学生留出充分的机会发挥想象力和创造性，但囿于教学时间、学生基础、教学条件等因素，往往导致教师难以驾驭课堂，“得不偿失”。另一种情况是教师害怕组织探究性实验活动，所以教学过程中就将实验内容完全“告诉”，学生只要“按部就班”完成“规定动作”，完全不能体现探究性。例如在“人体对食物的消化和吸收”一节教学研讨活动中，关于“胆汁对脂肪的消化作用”的实验教学，就出现了这样的情况。一位教师提供的实验活动单中只列出了实验名称及提出问题、作出假设（或猜想）等标题，具体内容完成让学生自由发挥；还有一位教师提供的实验活动单中不仅列出了实验名称、器材用具，而且具有非常明确的实验步骤，甚至连结果都直接“告诉”了学生，完成让学生按要求完成“规定动作”。显然，这两种情况都是不可取的。在实验教学中，教师应根据实际情况，设计一些只含有上述探究过程的部分环节，而给出其余的环节作为已知的条件，以缩短活动的时间或降低难度要求。例如上述实验中可以通过创设一定的学习环境，与学生共同分析胆汁与脂肪消化之间的关系，然后由学生做出假设，并完成有关实验过程设计。对于一些难度较大的探究性实验活动，不仅可以将探究活动的问题给出，甚至探究的计划也可以制定好，学生只需完成收集数据的工作，并对数据进行概括和推论。这一类探究活动叫做部分探究活动，初中生物教材中大多数学生活动属于这一类。
3 要关注现实性，要善于解决现实生活中的实际问题
杜威认为儿童是社会化的积极学习者，他们通过对周围环境的观察、研究而进行学习。因此实验教学要关注现实性，充分利用儿童的天然好奇心，以促进学生进行学习。提高学生的生物科学素养，就是要让学生获得参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力，包括理解科学、技术与社会的相互关系，理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观。这既是生物实验教学的出发点，也是生物实验教学的归宿。初中生物实验教学就是要体现从生活走向学科教学、从学科教学走向社会的理念。不少教师把生物实验教学的目的局限于加强对知识的理解与技能的掌握，是为了理解知识而实验，是为了熟练掌握技能而实验，常常与现实严重脱离，失去了本身的价值引领。在“土壤里的生物”一章的教学中，安排了“调查土壤里的动物种类”的活动。对于这个活动，许多学生甚至连教师对土壤微生物的生态功能缺少正确的认识。活动前调查学生：“你希望你家附近花圃中土壤里动物种类数量多一些？还是少一些？你调查这些小动物种类有何意义？”学生们的回答是：“我希望少一些，因为这些动物基本上都是害虫。在我们新村绿地上还有捕蚊网，不就是捕杀害虫的吗？土壤动物少，有利于我们数据和统计，这样可以能够更快的完成调查任务……”。这些理由有时候听起来还振振有词，但很明显对土壤动物的多样性在有机物降解、环境污染监测等方面理解有误，也直接导致实验教学科学价值不能体现。 4 要体现生成性，要善于利用实验中出现的“意外”或“失败”
在实验教学中，让学生通过对实验原理的理解、亲自动手操作、获取信息、分析综合等体验，促使学生从表象到本质的认识过程。但实验过程中常常出现“意外”和“失败”。而遇到这些“意外”、“失败”时，不少教师表现出沮丧，手足无措。实验教学中的“意外”、“失败”是生成性的，能否把这些“意外”、“失败”作为课程资源，这是打造生成性课堂教学的关键。一位教师在“绿色植物对水和无机盐的吸收”一节的教学中，有一个非常好的创意。上课开始时，她利用一只萝卜，顶部去皮，并在左右各插上一只玻璃管，左边一只玻璃管内加浓盐水，右边一只玻璃管内加等量的蒸馏水，观察初始液面是一致的。40 min左右再观察液面变化，预期结果必然是加浓盐水的液面上升，加蒸馏水的液面下降。最后通过学生的观察，使学生对植物细胞的吸水和失水获得真实的体验。在课前进行了尝试实验，结果与预期相符。但在对外教学展示活动中，结果却发生了“意外”，两管液面均下降。此时，教室内学生一片哗然，观摩教师也纷纷为该教师扼腕叹息。而就在这时，该教师非常镇定，跟学生一起对观察的结果进行分析，其原因可能有两种，第一种原因是假设不成立，则必然不能观察到预期的结果；第二种原因是假设成立，但由于实验材料、无关变量控制有误等原因，导致此结果。通过讨论，推测可能是由于实验材料不够新鲜的缘故，并布置学生课后重新实验，并取得非常好的教学效果。此外，应提倡二次实验教学，也就是“针对学生在初次实验中发现的问题所进行的重新设计和探究实验的教学。……对于引导学生突破传统教材的束缚，培养学生敢于质疑、积极创新的精神和继承性的批判思维是极其有利的。”
党的十八大报告中提出“把立德树人作为教育的根本任务”，“培养学生社会责任感、创新精神、实践能力”，为全面贯彻党的教育方针赋予了新的内涵，为课程标准实施指明了新的方向。初中生物实验教学改革能否成功关键在教师，尤其是广大青年教师。作为一名生物科学教育工作者，一要做“有心人”，正如《美国国家科学教育标准》的“科学教师专业进修标准”中指出“科学教师就是科学界在课堂上的代表”，科学教师肩负着提升学生生物科学素养、促进学生全面发展的重任。还要走“创新路”：教师要积极创造条件，开足、开齐实验，要善于将国家课程区域化、校本化，要善于挖掘本地区的资源优势，从实验材料选择、实验方案设计等多种途径，创造条件，以完成课程标准要求的实验与活动为基础，积极开展课外实验、课外探究活动。要勇于变革，大胆创新，不同的学校，生源不同，班级学生数差距很大。青年教师要能结合具体情况，不断探究适合的实验教学模式，力争走出一条实验教学的新路来。
参考文献：
[1] 中华人民共和国教育部.义务教育生物学课程标准（2011版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012：33.
[2] 陈晓清，苏育才.二次实验法教学的探索与实践.生物学通报[J].2013，2：51-53.