試論高中生物實驗教學“三環節”模式的構建

摘 要 闡述了高中生物實驗教學“三環節”模式構建的意義，通過反思傳統教學模式的利弊，以建構主義和人本主義理論為支撐，構建生物實驗教學“三環節”模式。

關鍵詞 實驗技能 課堂實驗 教學模式

中圖分類號 G633.91 文獻標識碼 B

在高中生物知識體系的學習中，做好實驗是學好生物學基礎知識、提高綜合素質的要求。高中生物課程標準十分重視生物實驗，倡導“提高生物科學素養、面向全體學生、倡導探究性學習和注重與現實生活的聯系”的基本理念，要求學生應掌握一系列的相關技能，包括操作技能、科學探究一般技能、比較、判斷、分析和推理等思維技能以及創造性和批判性的思維方式。因此，新課程標準特別注重學生在生物課程學習中的實踐過程，更加重視實驗和其他實踐活動的開展。

1 “三環節”教學模式的構建意義

1.1 從實驗教學的現狀看

由于高中階段課程多，課時緊，學生不太有可能在課后花大量時間做實驗，提高實驗技能的途徑主要在實驗課堂上完成。建構生物學實驗課教學模式可以幫助教師從整體上去認識和探討教學過程中各種因素之間的關系及多樣化的表現形式，有利于教師動態把握教學活動的本質和規律，提高實驗教學質量。

1.2 從教學模式的功能來看

一方面，它是教學理論應用于教學實踐的中間環節；另一方面，它是教學經驗上升為教學理論的轉化環節。個別的教學經驗可以通過教學模式的生成而進一步得到提升，升華為具有普遍意義的理論指導。

1.3 從實驗教學的地位和作用看

普通高中生物課程標準中，不僅增加了實驗的數量，對實驗的要求也越來越高。以高中新教材為例，必修課安排了15個實驗(其中3個選做)、5項研究性課題。除了驗證性實驗以外，還增加了定量和定性分析實驗、模擬實驗、探究性實驗和設計創新性實驗等類型。實驗數量的大量增加、實驗類型的多樣化、對實驗要求的層次的提高，要求教師采用“優效”的教學模式進行施教。因此，建立生物學實驗課的教學模式是十分必要的。

2 “三環節”教學模式構建的理論基礎

2.1 建構主義

建構主義認為學習是一個積極主動的建構過程，學習者根據先前認知結構主動地和有選擇地知覺外在信息。知識是個人經驗的合理化而不是說明世界的真理，個體先前經驗的有限無法確定所建構的知識是否是客觀世界的最終寫照。知識的建構不是任意的，建構知識的過程中要與他人磋商并達成一致，來不斷地加以調整和修正。學習者的建構是多元化的，出于事物的復雜性、學習情感的特殊性、個人先前經驗的獨特性，每個學習者對事物建構的意義是不同的。

建構主義的學習觀體現了注重學習者的先前經驗、注重以學習者為中心、尊重學習者的個人意見、注重互動的學習方式。建構主義學習理論“天生”就對實驗技能學習“情有獨鐘”。

“三環節”課堂教學模式特別適合于實現建構主義學習環境，促使學生自主構建其認知結構，培養多種能力；同時，建構主義學習理論也為“三環節”課堂教學模式提供了最強有力的理論支撐。

2.2 羅杰斯的人本主義的學習理論

此理論強調學習是發揮人的潛能，實現人的價值的過程，要求學生愉快地創造性地學習。他的教學理論強調“主觀性”和人的“自我意識”。人本主義的學習理論認為：學習具有個人參與的性質，即整個人，不僅僅是“頸部以上”的學習，而是包括情感和認知2個方面都投入學習的活動；學習是自我發起的，對發現、獲得、掌握、領會的感覺是內驅力的作用；學習是滲透性的，是過程的學習，不是結果的學習。在學習評價上，學習是由學生自我評價的，自己認識學習是否滿足自己的需要，是否有助于導致他想要知道的東西，是否明了自己原來不甚清楚的某些方面。即學生分析自己的學習歷程與學習水平，而不是和別人比較。人本主義學習理論的特殊性、主動性、復雜性等特點與課堂實驗教學的“三環節”不謀而合的。

3 反思傳統的課堂實驗教學模式

我國目前中學生物實驗教學模式主要是借鑒前蘇聯的，其一般模式是教師先講課，然后再安排學生實驗（圖1）。

多年來這樣的實驗教學模式幾乎是固定的。實驗前，儀器、用具、材料等都由教師預先準備好，學生通過預習大致了解實驗的基本過程；實驗時，教師還要詳細講解實驗目的、實驗步驟、注意事項等，學生嚴格遵照實驗指導書重復實驗。實驗結束后，教師再提出一些實驗原理類的問題讓學生思考，學生得到了預期的實驗結果，驗證、理解了有關的理論知識，實驗就算成功了。這種模式有以下2方面優點:

（1） 實驗課組織容易，進行比較順利；

（2） 鞏固知識的效果比較好，在幫助學生加深對理論知識的掌握和理解上發揮了積極的作用。

但從培養學生的實驗技能、能力來看，缺點就暴露了出來。

從教學方式來看，仍是把技能當作知識在傳授，教師灌輸、講解，要求學生去理解。從學習方式上來分析，大部分學生仍以接受性學習方式為主，至于實驗材料是如何選擇的，實驗為何這樣設計，出現與“標準答案”不同的實驗結果怎樣解釋等，學生沒有時間也沒有機會去思考、去討論或提問。

從思維方式來看，有些學生被動聽老師講和看老師做，來不及思考理解，缺少分析判斷推理的思考過程，盲目跟隨，遺忘率高，當輪到自己操作時，仍無從下手。

從實驗技能的形成過程上分析，學生的實驗操作技能和心智技能的培養與提高需要通過“模仿”、“練習”和“訓練”，而這種模式教學，課堂中教師的參與成分太多，留給學生的自由空間太小、練習時間太少，沒能充分調動學生的積極性和主動性，不利于學生通過實驗來提高自己的動作技能和智力技能，實驗教學效率不高。往往教師不曾講過的東西，學生就不會，該注意的地方教師不指出來，學生自己就不會考慮到，剝奪了學生選擇、自學、嘗試乃至失敗的權利。

傳統的實驗教學模式是教給知識和實驗操作，指導思想是注入式而不是啟發式，結構上是教師講授為主而排斥學生獨立地學習研究，不強調能力與個性。教與學局限于已有的科學知識的傳授、灌輸、復制與占有，因此培養的學生動手能力差、不會設計實驗、缺乏實驗技能遷移和創新能力。

4 “三環節”課堂實驗教學模式構建

我根據多年教學經驗的積累并結合新時期對學生的實驗技能和能力的教育任務，針對高中生的特點和目標在生物課堂實驗中形成了實驗技能“三環節”的教學模式。

該模式三個環節分別是：分析準備、自主實驗、拓展提升。這三個環節始終貫穿教師的“引導點撥”。該模式強調了學生實驗的主體性和教師的引導作用，強調了學生技能的基礎和提升，突出了學生的自主性，有利于創新思維和能力的發展。

實驗技能“三環節”教學模式的實施過程如圖2所示。

“分析準備”環節主要是師生做好實驗的準備工作。在上實驗課之前教師要引導學生結合教材、實驗報告冊預習相關內容，做到整體上感知。學生必須明確目的、理解原理和選材要求、認識實驗步驟設計的科學性，全面了解實驗各組成部分的內在聯系。分析該實驗涉及哪些操作技能以及自己所具備的技能基礎。由于每個學生的知識基礎情況各不相同，實驗前教師要引導幫助學生分析整理他們的技能結構，提取或補充當前實驗所必需的認知和操作經驗，減少做實驗的困難。教師要準備好材料用具，不僅做好預備實驗，還要制作或準備實驗錄象。在了解學生實驗技能的基礎上明確實驗重點和難點，避免實驗的盲目性和隨意性。這個環節是課堂實驗教學有效性的保證，是提高學生實驗技能的前提。

“自主實驗”環節突出學生在實驗中的自主性，教師要給予學生比較充足的時間動手做實驗，鼓勵每個學生都能積極主動地參與實驗，這種積極性不僅表現在學生動手操作的過程中，而且要體現在學生的思維活動中。自主實驗是在教師的組織和引導下課堂中的學生自主實驗，教師放開手腳讓學生自己做實驗的同時要能及時地給予幫助和指導，在實驗的方法、設計、操作以及思維活動等各個方面能給學生必要的引導。教師既要堅持安全性原則，又要放手讓學生大膽探索，獨立操作，仔細觀察，積極思考，準確記錄，歸整器材。

“拓展提升”環節是教師引導學生從實驗目的、實驗原理、材料用具、藥品試劑、實驗的操作過程及注意事項、實驗現象及其論證實驗結論、實驗的設計思想等方面進行歸類整合，使學生內化高中學段的生物實驗理論。教師要利用個案實驗對學生實驗程序的整體規劃、實驗過程、記錄表的設計，對實驗結果的預期及對實驗結論的論證等方面的科學邏輯思維進行訓練；在此基礎上，鼓勵學生感悟、總結實驗的設計思想和設計方法，要給學生提供變式實驗，讓學生嘗試進行實驗方案的設計，以此訓練和培養學生的實驗設計能力，促進學生進一步掌握實驗設計的策略起序。

教師的“引導點撥”滲透、貫穿在其他3個環節中，主要體現了教師在整個實驗中的主導作用。分析準備、自主實驗、拓展提升的每個環節中都離不開教師的引導點撥，教師是學生的引路者，沒有引導，學生在實驗中就會非常盲目、不知所措，不可能獲得理想的實驗效果。實驗中教師決不能完全代替學生去做，要讓學生親自操作、思維，達到實驗技能訓練的目的。當學生的新認識與原有的技能結構發生沖突時，教師要引導學生構建新的認知結構有選擇地知覺外在信息，建構當前事物的意義。教師巡回指導要得力，引導學生對實驗現象、結果進行分析討論以獲得結論。通過教師的調動，實現學生的主動。教師的“引導點撥”是在實驗中必要的時候給學生提醒、點化、啟發，幫助學生順利完成實驗任務。

“三環節”實驗教學模式考慮了影響實驗技能提高的各種因素，明確了實驗中教師和學生的角色，兼顧了對學生實驗技能和思維能力的培養，可以解決學生在實驗中認知和情感的問題，在教學中可操作性較強。