高中生物演示實驗教學改革初探

生物學是一門以觀察和實驗為基礎的科學。課堂演示實驗是中學生物實驗教學的重要組成部分，它不僅是建立生物學概念、理解和掌握生物學知識和規(guī)律不可缺少的環(huán)節(jié)，還是培養(yǎng)學生的觀察能力、思維能力、探索精神以及良好的學習方法的重要手段，同時演示實驗在培養(yǎng)學生的學習興趣、活躍課堂氣氛等方面也能發(fā)揮巨大作用。當前素質(zhì)教育課堂模式更要求學生積極主動地獲取知識，這就需要教師去啟發(fā)學生的思維，演示實驗無疑成為生物教師最好的助手。但是，目前不少學校不少教師忽視演示實驗，甚至用多媒體代替課堂演示實驗，演示實驗的作用沒有得到充分發(fā)揮。因此，改革生物演示實驗教學，充分挖掘演示實驗的功能勢在必行。

1 改革生物演示實驗教學的必要性

最早把實驗引入課堂，邊教學、邊實驗是從18世紀德、法兩國建立了學校的演示實驗室開始的。那時，教師經(jīng)常用儀器演示生動的現(xiàn)象，深受學生的歡迎，也收到良好的教學效果。從此便有了演示實驗教學，演示實驗教學就成為理、化、生三科教學的重要組成部分，同時也是重要的教學手段和有效的教學形式。

近年來高考生物試卷對實驗的考查，不僅從學生實驗發(fā)展到演示實驗，而且已從簡單的背誦實驗知識轉(zhuǎn)向考查對實驗的思想、原理和方法的理解上，重在考查學生的實驗能力和綜合分析能力。例如，1996年上海市高考試題中顫藻和水綿細胞的比較觀察實驗，1997年上海市高考試題幾個實驗所用試劑的選用，1998年上海市高考試題分析并回答幾個實驗過程中提出的問題，1999年廣東省高考試題驗證pH對唾液淀粉酶活性影響的演示實驗，2000年上海市高考試題根據(jù)所給條件設計實驗，鑒別兩種不同濃度的蔗糖溶液，寫出實驗步驟和分析結果，2001年上海市高考試題完成一種茅草根所含成分的鑒定報告，2002年天津市高考理綜試題探究植物體內(nèi)水分流動動力來源的實驗，2003年春季上海市高考試題證明植物呼吸時放出CO2的實驗設計題，2004年江蘇省高考試題植物組織中有機物鑒定實驗等。而且近年來，很多的實驗題也多是課堂演示實驗的變形。但是實驗題的得分率都不高，反映了目前在中學生物教學中，實驗教學是一個薄弱環(huán)節(jié)。尤其是許多縣（市）區(qū)及鄉(xiāng)鎮(zhèn)中學的生物教師都不同程度地只重視理論的講授和解題能力的訓練，而忽視了對學生動手能力的培養(yǎng)。不少學校教學經(jīng)費不足，儀器設備陳舊簡陋，實驗室擁擠，嚴重制約了實驗教學的正常開展。對于大綱規(guī)定的實驗，不僅開出率低，而且演示實驗的作用和地位還在低水平上徘徊，致使學生實驗動手能力普遍較低。教育部儀器研究所曾經(jīng)對一萬余名學生進行實驗能力測試，結果是他們的實驗動手能力幾乎都不及格，說明了我國中小學生動手能力普遍較差。因此，為了培養(yǎng)學生的實驗技能、觀察能力、思維能力和科學的思維方法，提高他們發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，教師應進一步改善實驗條件，改革生物演示實驗教學。

2 改革生物演示實驗教學的策略

2．1 重視演示實驗教學，加強能力培養(yǎng)

目前，學生普遍感到生物“難學、難記、難理解”，其原因之一就是生物教學中缺少實驗。而一些經(jīng)濟發(fā)達的國家，卻非常重視實驗教學。如澳大利亞、日本學生實驗的課時數(shù)占生物總課時數(shù)近30%，演示實驗有100多個，并且絕大多數(shù)都是研究性實驗，基本形成以實驗為中心的課堂體系。因此，他們的學生在實驗方面得到的訓練和能力的培養(yǎng)比我國學生多得多，他們學生的實驗心理素質(zhì)比我國中學生強。所以，在當前我國中學教育由應試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)變的過程中，必須高度重視實驗教學。為了深入研究這些課題，教師必須研究教材中哪些地方學生感到抽象、容易混淆、接受理解比較困難，結合教學實際，研究解決方法，努力開發(fā)一些直觀的演示實驗，同時在教學中引進近代生物學的某些思想方法和現(xiàn)代科學的新成就。如：滲透作用與水分的流動的演示實驗，可以讓學生參與設計制作實驗裝置進行演示等，同時介紹先進的噴灌、滴灌技術。在實驗教學時，教師可在規(guī)定的實驗中，適當增加相關演示項目，使教學內(nèi)容更豐富，使學生眼界更開闊。例如“染色體、染色單體行為變化”的演示，教師可用有機玻璃板做成染色體模型，著絲點處用鉚釘鉚住但能夠轉(zhuǎn)動，從而演示復制后的一條染色體含有兩個染色單體。這樣不僅培養(yǎng)學生對生物的學習興趣，更多地拓寬學生視野，豐富了他們的想象，而且有效地提高了學生的觀察、分析和解決問題的能力。

2．2 在演示實驗中多讓學生參與

演示實驗是教師利用課堂時間為學生演示，在操作的同時又引導學生對實驗進行觀察、思考和分析的一種實驗教學方式。在傳統(tǒng)的課堂教學中，演示實驗通常是教師演示，學生觀看。但是很多實驗學生看不

清楚，特別是坐在后邊的學生，僅是看個“熱鬧”，這就不同程度地限制了學生智能和潛能的發(fā)展，直接影響學生實驗心理素質(zhì)的提高。因此，在演示實驗中，教師應積極引導學生觀察、猜想、分析和歸納總結，甚至在實驗操作上讓學生積極參與，使學生充分了解實驗的內(nèi)容，多次重復，加深印象，鞏固記憶。例如，在蘇教版生物必修一“身邊的生物科學”、“細胞中的生物大分子”等內(nèi)容進行探究時讓學生邊學邊做“觀察池塘水中的生命世界”、“鑒定生物組織中的糖類”等，把直觀的材料作為培養(yǎng)學生知覺和觀察力的材料，引導學生仔細、準確地進行觀察，然后引導學生討論、研究、對比，最后訓練學生用科學的語言描述、解釋所觀察到的現(xiàn)象。可見，演示實驗在教師指導下讓學生參與，不僅有顯示學生實驗技能的機會，又能使學生得到科學方法的訓練及能力的培養(yǎng)，加深理解和掌握生物概念及規(guī)律，同時可領略生物學的思想，培養(yǎng)科學態(tài)度和科學方法。

2．3 變驗證性實驗為探索性實驗

中學生物課堂演示實驗可分為驗證性實驗和探索性實驗，而大部分是驗證性實驗。驗證性實驗是對知識的正確與否加以驗證，鞏固和加深對基本規(guī)律和基本原理的認識。但是，驗證性實驗限制了學生的實驗思維，不僅不能讓學生在學習生物的科學方法和科學態(tài)度方面得到鍛煉，也不利于培養(yǎng)學生主動探索生物規(guī)律的能力。而探索性實驗對培養(yǎng)學生思維能力、創(chuàng)造能力、自學能力、觀察實驗能力及解決實際問題的能力有獨到的作用。正如愛因斯坦所說：“對真理的探索比占有更加寶貴”。因此，在教學中教師可把一些驗證性實驗變?yōu)樘剿餍詫嶒灐ＲM量再現(xiàn)實驗的設計過程，多讓學生思考：“為什么要這樣做？換種方法行不行？”以此滲透生物學思想，啟發(fā)學生思路。例如在上述“細胞中的生物大分子”一節(jié)的教學中，進行了如下的改革。

邊學邊做實驗。教師首先讓學生按照自己設計好的實驗方案做實驗，使學生從實驗中初步認識細胞中幾種主要有機化合物遇某些化學試劑呈現(xiàn)特定顏色反應的特性，然后再演示課本上的實驗，規(guī)范操作。這樣，不僅使學生掌握科學的實驗方法，而且讓學生觀察實驗過程，認真分析實驗結果，使學生獲得感知。

歸納總結。師生共同分析、歸納并總結出細胞中幾種主要有機化合物遇特定化學試劑呈現(xiàn)特定的顏色反應。這樣，讓學生用實驗探索和理論探究兩種方法自己進行推證，在推證過程中學生就自然而然地對研究對象、成立條件、使用范圍和注意事項搞得一清二楚。讓學生由學知識變?yōu)橹鲃犹剿髯匀灰?guī)律，對知識學得更扎實，同時受到科學方法的熏陶。

2．4 合理運用多媒體，優(yōu)化演示實驗教學

利用常用儀器和教具進行演示是一種最基本的手段；而利用多媒體教學是教學現(xiàn)代化的重要標志，是教學改革的重要組成部分。因為多媒體教學是指在教學過程中運用系統(tǒng)科學的觀察和方法，組織多媒體信息，形成合理的教學結構，以實現(xiàn)教學優(yōu)化，使學生真正體會到生物學科的學習方法，提高學生觀察及分析問題的能力。如應用多媒體展示課堂實驗無法演示的宏觀的、微觀的、極快的、極慢的生物現(xiàn)象和生命過程，從而突破時間及空間的束縛，進行逼真的模擬，靈活地放大或縮小生物情景，將生物現(xiàn)象和過程生動形象地展現(xiàn)于學生眼前，使學生認識加強，理解透徹。例如，對于“有絲分裂、減數(shù)分裂”的分裂過程“染色體、染色單體、DNA行為變化”的分析，應用計算機的動畫功能，展現(xiàn)了隨著細胞分裂過程的進行，染色體、染色單體、DNA進行的周期性變化。

利用多媒體進行生物實驗教學，不但為教和學增添了信息的傳輸和接收通道，而且為教學創(chuàng)設了良好的情境。但是多媒體教學僅僅作為實驗教學的輔助和補充；能夠完成的演示實驗，一定不要用計算機模擬，要真刀真槍地干，不可步入“以假代真”的誤區(qū)。

總之，生物課堂演示實驗要與學生的分組實驗有機地結合起來，努力培養(yǎng)學生掌握“儀器使用、誤差與數(shù)據(jù)處理的常規(guī)知識”、“理解實驗裝置、原理、方法、條件保證、操作步驟以及數(shù)據(jù)記錄與處理的方法”、“驗證性實驗的驗證思想”即“將理論結論與實驗結論比較的思想”等基本實驗要素。同時教師應加強學生對基本實驗方法的遷移和靈活運用能力的訓練，多角度、全方位地讓中學生物實驗教學提高到一個新的水平。