新課改形勢下中學生物學實驗的發展趨勢

張亞麗

[摘 要]:基礎教育課程改革正在全國各地如火如荼地進行著,生物學科亦然。作為支撐生物學科的生物學實驗較之以前已有很大變化,我們需要認清現狀,把握好發展趨勢,以便更好地開展實驗教學,自覺服務于新課程改革。

[關鍵詞]:實驗 生物學 課程改革

一、實驗數量增加,形式呈現多樣化

課程改革中出現了多種版本的生物學教材,各個版本的實驗數量都明顯增加。實驗數量的增加,極大地豐富了學生的實踐活動,增強了學生的能力鍛煉,真正體現“實驗室是素質教育的最好切入點”。

在數量增加的同時,實驗形式已呈現多樣化,表現在: 1.實驗設計的多樣化。過去的實驗幾乎都是規范性實驗,現行教材不僅如此,還增加了一些模擬實驗:即不用生命材料本體,而是采用被研究對象的模型,模擬生命現象和環境來進行的實驗。由于信息技術的迅猛發展,還出現了一些利用多媒體計算機設計制作的虛擬實驗,其強大的交互性和不受時空的影響在實驗教學中有獨到應用。此外,教科書還鼓勵學生自行設計實驗。2.實驗形式的多樣化。翻開課程標準實驗教科書,上面不再是過去單一的“演示實驗”和“分組實驗”,而是變成了“觀察與思考”、“探究”、“實驗”、“演示實驗”、“分組實驗”、“設計”、“模擬制作”、“課外實踐”等形式,實驗的觸角已延伸到有利于學生身心發展的“實踐活動”,生物學教師用書也稱之為“科學探究活動”。

實驗向著低成本、新技術的方向發展。提倡實驗的低成本和簡單易行是必然趨勢。現行初中生物學實驗,除了顯微鏡外,材料和用具都非常低廉,這便是很好的例證。另一方面,生物技術的突飛猛進及廣泛普及,都會逐漸列入到生物學實驗中來。貼近時代,反映生物技術的新運用,必將成為實驗發展的一種趨勢。

二、由驗證性實驗向探究性實驗轉變

生物學實驗不應成為知識的簡單驗證和再現過程,而應成為探究真理的一種創造性活動。由驗證向探究轉變是課程改革的一種趨勢,這可從實驗的“編排位置”和“敘述方式”上初見端倪。

1.編排位置。20世紀90年代的植物學、動物學、生理衛生、高中生物學,都是把寥寥的幾個實驗安排在教材末尾的附錄上,生理衛生實驗則是安排在每章的末尾,不難看出,過去的教學是把實驗當作了知識的附庸,實驗不過是知識的簡單驗證而已。2000~2001年的生物學教材則把實驗安排在相應的章節上,體現了一種過渡。新課改下的許多版本的教材,則把實驗安排在知識內容之前,學生往往是先做實驗,后得出結論,最后形成知識。這種編排位置的改變體現了由驗證向探究的轉變。

2.敘述方式。驗證性實驗總是把實驗目的、實驗原理、方法步驟、實驗結果等明明白白地寫在實驗內容里,學生一般只能按固定步驟循規蹈矩地操作,學生的創造性思維被禁錮了,實驗興趣蕩然無存。新課改后的實驗則帶有很大的探究性,實驗目的固然有,但實驗方法和實驗步驟卻沒有了,一般給出方法建議、推薦器材,學生可遵循“提出問題→作出假設→制定計劃→實施步驟得出結論→表達和交流”進行科學探究,尋求正確結果。正是由于探究性實驗在結果上的不確定性,學生的求知欲被激發,實驗熱情和興趣陡然高漲,思維自由發揮的空間展開了,創新精神和實踐能力同時得到很好的鍛煉,這也許就是探究性實驗的魅力所在,也是驗證性實驗向探究性實驗轉變的重要原因。

驗證性實驗向探究性實驗轉變,并不意味探究性實驗完全取代驗證性實驗。驗證性實驗仍有自身優勢,如學習的高效性等,因此它們將長期存在。

三、由重視實驗結果向重視實驗過程轉變

課改強調培養學生的實踐能力和創新精神,實踐能力只有在過程中才能得到鍛煉,創新意識也只有在過程中才能得到萌芽,而結果卻是短暫的。

正如教師教學用書所說:“組織好探究活動,要特別重視探究的過程,而不是結論。因為提供給中學生進行探究性學習的題目,其結論是早有的,即科學上已有定論的。之所以還要學生去探究、去發現,是要讓他們去體驗和領悟科學的思想觀念、科學家研究自然界所用的方法,同時獲取知識。因此,其過程富含教育意義。在探究過程中要尊重其他同學的不同意見,鼓勵學生的新發現、新見解或提出新一輪的探究問題。所有這些都是非常重要的,千萬不要只關注結論的正確與否,甚至急于求得結論。”

重視實驗結果,實質上注重是知識的傳授。重視實驗過程,注重的是對學生實踐能力和創新精神的培養。在當今社會,重知識傳承、輕能力培養的做法已明顯不能適應時代的需要,因而,重視實驗結果向重視實驗過程轉變是新課改的又一種趨勢。

四、定量實驗與定性實驗并存

生物課程標準中明確寫道:“在重視生物定性實驗的同時,也應重視生物定量實驗,讓學生在量的變化過程中掌握事物的本質。”課程標準是編寫教材的依據,它明確規定反映了課改的需要。同時,生物學的發展經歷了一個由描述到實驗、再到DNA分子水平的階段,隨著人類對生命現象和生命本質的不斷深入研究,使得生物學實驗決不可能停留在定性基礎之上,定量實驗會越來越顯示出其重要性,因此,定量實驗也是生物學自身發展的需要。此外,由于定量實驗在測量上的準確性、思維上的嚴密性,使得學生在這種嚴謹的操作過程中能養成一絲不茍的實驗態度和精益求精的實驗風格,這對全面培養學生的科學實驗素質大有裨益,所以,定量實驗也是全面提高學生實驗素質的需要。

基于以上三個需要,定量實驗在各個版本的教材中悄然出現。盡管定量實驗在數量上還不算多,但定性實驗中也不乏定量操作的成分。“星星之火”有著強大的生命力,定量實驗一經出現就將與定性實驗長期并存,共同構筑完整的生物學實驗。

五、注重實驗的生態環保

新課改提倡“關愛生命、尊重自然、保護環境”,這在生物學實驗中表現得淋離盡致,體現在: (1)明確要求學生愛護生物,保護動植物及其生存環境。(2)取消了傷害動植物和破壞生態環境的實驗。包括采集和制作植物(動物)標本。(3)將實驗后的生物放歸大自然,強調了人與自然的和諧相處。如“探究鼠婦的生活環境”實驗中有個醒目的框圖:“做完實驗后,別忘了把鼠婦放回適合它們生存的自然環境中”。以上這些,充分反映了人類對動植物的關愛和對生態環境的保護,注重了實驗的生態環保。

六、注重實驗的安全教育

教育部、公安部等十部門聯合發布了《中小學幼兒園安全管理辦法》。這種安全意識已滲透到教材的實驗環節里,主要反映在以下幾點:(1)實驗器具的安全。現行初中生物實驗,凡涉及利器,如刀片、解剖器材;危險品,如酸、堿等的地方都作了醒目的警示符號,提醒學生注意安全,防止意外事故的發生。(2)實驗方法的安全。如加熱方法中有直接加熱和水浴加熱,但水浴加熱比直接加熱安全,因此中學生物學實驗全部采用水浴加熱,避免直接加熱帶來的不安全因素。(3)實驗過程的安全。特別是課外實驗,各個環節都要充分考慮到學生的安全。青少年學生是未成年人,在實驗室這樣特殊的環境里,我們一定要把安全放在第一位,加強對學生的安全教育,防患于未然。