認識新課程生物模擬實驗的價值

摘 要 增設模擬實驗是義務教育生物新課程的一個亮點，但是有的教師在實際教學中對模擬實驗存在認識不足，利用不足的誤區。因此對生物學教學重點中模擬實驗的重要作用，淺談了筆者在實際教學實踐中的深刻體會。

關鍵詞 模擬實驗 生物學教學 生物新課程

中圖分類號 G633.91 文獻標識碼 B

1 問題產生的背景

2006年11月，第二筆者有幸參加了山東省初中生物優質課評選活動并取得了一等獎的成績。課題是九年級下冊“人的性別決定”，其中設置了一個“模擬探究生男生女機會”的實驗。共有18人講此課題，其中有、16位老師把此模擬實驗當作一個小游戲來處理，學生只是在嬉笑的游戲中度過，沒有起到應有的作用，這不禁引起了筆者的深深思考。

為了解目前中學老師和學生對模擬實驗的認識程度，兩筆者特地設計了問卷表，進行了本地區范圍的調查。調查發現許多老師與學生對于新增的模擬實驗存在著嚴重的認識不足，他們普遍認為模擬實驗在初中生物教材中分量小，只有4個，可做可不做；就是做也不會嚴格按照探究實驗的步驟去做，頂多作為增加學生興趣的游戲來處理。的確，從表面看來，許多模擬實驗的操作，就連幼兒園的孩子們都能輕而易舉完成，更何況中學生呢?然而不做模擬實驗或是僅將其作為游戲來處理?不但起不到培養學生動手、動腦能力和實驗能力，而且還給學生養成了很不好的習慣。

2 新課程理念下充分認識模擬實驗的重要性

生物學是一門實驗科學，是探索生命現象的奧秘，揭示生物體生命活動規律的學科。一切生命物質的變化，不僅受自身各種因素的影響，同時還受外界周圍環境諸因素的制約，許多現象、規律是很難直接表示出來的，而說說、看看已經不能滿足學生的探究欲望，更不符合新課標中“倡導探究性學習”的理念。模擬實驗恰恰能把復雜的實際問題轉化為理想的簡單問題，使它保留并突出決定事物本質屬性的主要因素，排除次要和偶然因素的干擾，達到應有的目的。增設模擬實驗可以促進學生學習方式的改變，使學生能主動地獲取生物科學知識，體驗科學過程與科學方法，形成一定的科學探究能力、科學態度與價值觀，培養創新精神和科學探究能力。

3 在新課改實踐中善于挖掘模擬實驗的重要價值

模擬實驗雖然不同于實物實驗真槍真刀，但同樣也屬于探究實驗，學生在操作模擬實驗的過程中，同樣能達到培養學生學科興趣，形成嚴謹的科學態度、鍛煉基本實驗技能、提高學生的創新能力的作用。

3．1增強學生的濃厚興趣

著名科學家愛因斯坦說過：“興趣是最好的老師”。美國心理學家布魯姆也說過：“學習的最大動力，是對學習材料的興趣”。可見，興趣對于學習的重要性。模擬實驗在培養學生興趣方面有其獨特的優勢，因為模擬實驗用適合的模型代替原型進行實驗，與原型實驗相比，模擬實驗裝置簡單、形象、生動，易操作，而且貼近生活，正迎合初中學生的心理發展，無形中對培養學生學習生物的興趣起了舉足輕重的作用。

3．2培養學生的嚴謹態度

科學的模擬實驗能培養學生尊重實驗事實和觀察到的現象，形成實事求是的科學態度，嚴肅認真、一絲不茍的科學作風，克服困難、堅韌不拔的科學品質，勤學好問、勇于探索的科學精神。

如：在探究尾鰭的作用的實驗中，受材料和制作水平的限制，可能會造成魚模型與實魚的差別很大，從而導致實驗效果不明顯，學生能否做到實事求是的記錄觀察結果?許多模擬實驗的實驗模型如同玩具，過程如同游戲，學生們能否做到嚴格按探究實驗的步驟認真操作，一絲不茍?所有這些問題在無形中對學生的態度提出了嚴峻的考驗。如果教師利用好了，將比實物實驗所起的作用更大。

3．3提升學生的實驗能力

學生的實驗能力，是一種綜合的能力，主要可分為實驗設計能力、實驗操作能力、實驗觀察測量能力、實驗結果的記錄、分析總結和實驗數據的處理能力等5個方面。

實物實驗所利用的實驗方法、技術和器材都是常規的，學生們使用起來比較熟練，設計思路也比較嫻熟。而模擬實驗則不同，實驗設計靈活，用材五花八門。

如“探究魚鰭在游泳中的作用”，難度最大的是魚模型的制作，用什么材料做魚體，什么材料作魚鰭，要用數學的方法計算各部分的比例，要用物理的方法計算各部分的浮力，用美術的方法進行精美組裝，無不展現學生的綜合素質。對于模擬實驗而言，在結果處理階段，除了對模型實驗的結果進行分析、處理之外，還要將模型實驗的結果類推到原型上。

又如“模擬探究生男生女的機會”的實驗，教材中用黃色乒乓球代表含x染色體的精子和含x染色體的卵細胞，用白色乒乓球代表含Y染色體精子，用不同顏色的布袋代表母親和父親，實驗完畢后用數學統計法統計出黃色和黃色組合、白色和黃色組合的出現次數比，然后由乒乓球的組合類推到精卵細胞的組合上，從而總結出人類社會中生男生女的機會，這就鍛煉了學生嚴密的邏輯推理能力。

3．4拓展學生的創新思維能力

模擬實驗中的思維活動是必不可少的，因為模型是多樣的，實驗設計方案因模型不同而異彩紛呈，這給學生留下了廣闊的思維空間。

如：在“模擬探究生男生女的機會”的實驗中，教材中提供的是黃白乒乓球做模型代替精卵細胞，而學生的設計實驗方案五花八門，有用黑白圍棋子代替精卵細胞，有用跳棋的；有用黃豆和黑豆的，有用紅豆、綠豆的；有用寫有X、Y的相同紙條的；有用撲克牌的；更有說用糖豆的，用粉筆的……至于裝“精子和卵細胞”的容器，更是花樣繁多，用鉛筆盒的、用眼睛盒的、用試卷袋的、用手套的、用套袖的、用搓澡巾的，有的干脆用校服2個口袋的：那節課使我充分地體會到，如果你給學生一張白紙，學生會設計出意想不到的畫卷。

又如：在“模擬保護色形成過程”的實驗中，教材提供的模型是用布和各顏色的小紙分別代表環境和各種體色的動物。在討論設計方案時，有的學生提出，不如用紅綠色筆分別在綠色的紙上畫出等量短線，然后測算同學們數出兩種顏色短線所用時間，就簡單的多了。一石激起千層浪，學生的思維一下子活了起來。另一學生接著說，手工畫不準確，可改成用電腦畫效果更好；話音剛落，反對意見即出，我們的生活環境是_二維立體的，而紙是平面的，模擬結果可能與事實偏差很大，我們可以選用白色紙盒做環境，在其內放人一層普通大米，然后再摻入20粒白色和黑色香米，然后讓同學們從普通大米中撿出黑白香米，分別測算用的時間，從而體會動物保護色的作用；有的學生又提出反對意見，這樣操作雖然貼近真實，但不實惠，可以利用教學樓前的草坪，在上面放上紅、黃、綠三色毛線頭，然后統計在規定時間內找到各色線頭的數量。

再如：在“模擬血型鑒定”的實驗中，教材中提供的材料是，模擬“A型血”(硝酸鉛)，“B型血”(氯化鋇)，“O型血”(蒸餾水)，“AB型血”(上述“A型血”和“B型血”等量混合)和“A型血清”(硝酸銀)，“B型血清”(碘化鈉)；其中的重金屬容易造成環境污染，怎樣改進呢?看看學生的創造發明見表1。

這樣的材料在生活中隨處看見，又能說明問題。學生驚人的創造力可遠不止這些，在此僅舉三例。

仁者見仁，智者見智，新教材只不過給教師提供了一個教育的平臺，如果每位教師都充分的利用好了，那么教師與學生開創的將是一片新天地。