優化生物實驗教學方式培養中學生實驗能力的研究

摘要 以新課標為指導，對傳統實驗教學方式進行優化，建構新的生物實驗教學方式，并運用該教學方式對中學生物實驗教學進行改革嘗試，同時進行了優化后的生物實驗教學方式的實踐。實踐結果表明：優化后的實驗教學方式可以有效培養和提高學生的實驗能力。

關鍵詞 中學生物 實驗教學 實驗能力

中圖分類號G633.91 文獻標識碼 B

1 問題的提出

實驗在中學生物教學中具有重要地位，從歷年生物高考試卷分析看，實驗試題所占的比重呈上升趨勢，學生實驗能力的考核成為高考的熱點。那么，在實驗教學中如何提高教學效果，培養學生的實驗能力呢?本研究通過優化傳統實驗教學方法，將知識的培養和能力的培養有機地整合，提升學生的整體實驗能力。

2 研究的方法與對象

2.1 研究的方法

本實驗主要采用對比實驗法，比較優化后的生物實驗教學方式和傳統教學方式對培養和提高學生實驗能力的教學效果。

目前我國中學生物實驗教學模式主要借鑒前蘇聯，其一般模式(圖1)是：教師先講課，然后再安排學生實驗。這對培養學生的實驗能力極為不利。

筆者以新課程標準對中學生生物實驗能力培養的要求為指導，根據自己多年的教學實踐經驗，并結合他人的研究成果，同時針對高中生的認知特點，對傳統的生物實驗教學方式進行優化，建構了能有效地提高學生生物實驗能力的實驗教學方式(圖2)。

2.2 研究的對象

選取江西省贛州市第三中學081班和082班的所有學生作為研究對象。其中081班為對照班(61人)，082班為實驗班(59人)。為保證實驗科學準確，進行實驗的兩個班的學生在學習成績和興趣方面基本一致，男、女生比例基本相同，教學進度完全一樣，并且由實驗者同時擔任兩個班的生物教學工作。

3 實驗的過程

3.1 實驗教學程序的設計與實施

以高中生物(人教版)教材第一冊中的實驗為教學內容，實驗班采用優化的生物實驗教學方式實施教學，對照班采用傳統生物實驗教學方式教學來進行對比研究。

在實驗過程中，教師在實驗準備階段提出具體的目標，讓學生明確實驗目標；在操作階段注重對學生啟發誘導，訓練學生科學的思維方法；在實驗結束階段，注重對學生進行知識的拓展遷移的訓練，通過這三個方面對實驗班的整個實驗過程進行優化。下面以“觀察植物細胞有絲分裂”的實驗為例，說明優化的生物實驗教學方式的具體實施過程。

3.2 實驗前提出目標

實驗前，教師通過“問題清單”的方式引導學生對實驗進行預習。具體問題有：(1)細胞有絲分裂有何特征，其意義是什么?(2)有絲分裂間期和分裂各期的特點是什么?(3)選用何種材料在何時觀察比較適合?為什么?(4)在有絲分裂的細胞中要觀察什么?(5)我會制作臨時裝片了嗎?(學生已有經驗)，臨時裝片制作有哪些步驟?(6)我會使用顯微鏡嗎?會用高倍鏡觀察細胞嗎?(7)我能只用左眼注視目鏡，同時繪制細胞的圖形嗎?

通過“問題清單”，教師提出了該實驗項目學生應該達到的目標，即能夠熟練操作顯微鏡、熟悉細胞有絲分裂的特征：能識別有絲分裂的不同時期、能科學地選擇實驗材料、初步掌握制作裝片的技術、初步掌握繪制生物圖的方法等。借助“問題清單”，學生可通過查閱書本、實驗報告冊以及網絡資源等明確該實驗目的，了解實驗原理、選材要求、各實驗環節要求、實驗重點、難點以及所需的關鍵知識、技能等。

教師通過抽查實驗預習報告冊、課前提問、5min小測驗等多種形式來檢查學生對實驗所需知識和技能的準備情況。

3.3 實驗過程的啟發誘導

實驗過程中，教師放手讓學生自主實驗，主動獲取知識、訓練技能、發展能力?！胺攀帧辈坏扔凇胺湃巍保虼嗽诖穗A段對學生觀察到的現象、出現的問題，教師應適時點撥，啟發誘導，以培養學生分析問題的能力以及創造性思維的能力。

具體做法：在學生動手實驗前，發放“問題清單”，讓學生邊實驗邊思考清單中的問題，并盡可能借助實驗來解決這些問題。問題如下：(1)為什么根尖要長到1～5cm，而制作裝片時切取的洋蔥根尖長度是2～3mm?(2)你能試著邊繪圖邊描述出細胞分裂的過程嗎?(3)細胞分裂的過程中，染色體變化的結果如何?(4)某同學從生長良好的洋蔥根上取得根尖后，進行有絲分裂實驗，但鏡檢時卻未發現處于分裂的細胞，請分析原因。(5)細胞分裂間期的時間相對較長，顯微鏡下看不出變化，那么間期是否可以稱為靜止期呢?為什么?

3.4 實驗結束后的知識拓展遷移

實驗結束后，教師除了簡要總結評價實驗情況外，及時組織引導學生研討實驗時出現異?，F象的原因，總結經驗教訓，同時指導學生進行分析推理，使知識得到進一步深化。尤為重要的是，教師要注意從實驗內容、實驗材料、時間等多方面啟發學生對實驗進行改進、擴展、提升，引導學生對改進后的實驗或影響實驗的其他因素進行進一步的探究，訓練學生對知識進行拓展遷移的能力。例如：引導學生觀察植物細胞有絲分裂后，進一步觀察動物細胞的有絲分裂，并引導學生對兩者細胞的有絲分裂過程作比較，分析它們為何有如此大的差異；組織學生討論細胞形狀和大小時，將知識點有意識地拓展到細胞分化。

3.5 進行總結果性檢驗

除“觀察植物細胞有絲分裂”外，還有“生物組織中還原糖、脂肪、蛋白質的鑒定”、“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質流動”、“探索淀粉酶對淀粉和蔗糖的作用”等8個實驗，在整個實驗教學過程中，實驗班采用優化后的生物實驗教學方式教學，對照班則一直運用傳統生物實驗教學方式教學。教學結束后，對實驗班和對照班采用考核方式對學生實驗進行了評測。

4 結果及分析

4.1 實驗結果

在實施優化的生物實驗教學模式前，筆者對081班和082班進行了生物實驗能力水平方面的前測。測試結果表明，實驗班和對照班總體上實驗能力水平無顯著性差異(表1)。

在實施優化的生物實驗教學模式教學后，實驗結果表明實驗班和對照班學生的實驗能力水平有顯著性差異(表2)。

由表3可見：對照班學生的實驗能力水平前測與后測無顯著性差異。這表明采用傳統的生物實驗教學方式進行教學，學生往往模仿教師做實驗，導致其自主實驗探索的興趣和積極性得不到有效調動，不利于實驗能力的培養。

從表4可知，實驗班學生的實驗能力水平的前測與后測有顯著性差異。這說明了優化的生物實驗教學模式對培養和改善學生的自主實驗能力是有顯著效果的。

4.2 結果分析

實驗結果證明，對傳統生物實驗教學方式進行優化后的生物實驗教學方式能明顯地提高學生生物實驗能力。原因有以下幾點：

(1)在實驗的準備階段，教師針對性地對實驗項目的操作要領、觀察重點、探索目標、記錄項目等提出具體要求，指出實驗操作中的難點及關鍵環節，讓學生明確實驗項目在知識、技能、方法等方面的具體目標，提前熟悉實驗材料、用具、實驗方法、步驟。通過實驗準備階段的目標管理，使學生在實驗開始時已具備了相關知識，以及明確了實驗應達到的目標。

(2)在實驗的操作階段，教師放手讓學生自主探索、獨立操作，鼓勵學生積極思考、大膽質疑；通過實驗過程中的“問題清單”，引導學生思考、分析、討論實驗現象、遇到的問題。第二次通過目標管理檢驗學生的動手能力和培養學生的創造性思維能力。

(3)在實驗結束后，教師通過“進一步探究”引導學生對知識、技能等進行拓展、遷移，將所學知識由“死”變“活”，使所掌握的技能由“生”變“熟”，并學以致用，提升了能力。

5 討論與建議

生物學科實施素質教育需要科學的教學模式，傳統的的講授法不利于學生自主思維習慣的養成，不利于創造性思維的培養。教學實踐證明，優化后的教學方式在培養和提高學生的實驗能力方面是有成效的。具體體現在以下幾個面：

(1)優化后的生物實驗教學方式從教學程序的設計上充分體現了學生的主體性。運用優化的實驗教學方式進行實驗教學時，由于教師的“發動”出現了學生的“萌動”，通過教師的“調動”，實現學生的“主動”。學生成為主動的學習者、探究者、發現者，其自主學習的積極性得到了調動。

(2)運用優化后的實驗教學方式教學，提升了教師對學生思維能力的培養。教師通過“設疑”來對學生進行啟發，通過清單誘導學生主動思維，提高學生的思維深度。

(3)運用優化后的實驗教學方式教學，重視訓練學生生物實驗設計方法。教師通過引導學生預習并分析教材中的實驗內容，給予學生適當的方法指導，培養了學生的科研思路。

運用優化的實驗教學方式教學時需注意：師生要充分做好課前準備，避免實驗的盲目性和隨意性；深入研究教材中的實驗，探索科學的實驗設計方法努力創造條件，將驗證實驗改為探究實驗。

參考文獻：

[1]陸佩紅，有利于實驗技能提高的高中生物實驗教學模式研究[D]，南京師范大學，碩士論文，2007.

[2]肖恒煒，中學生物實驗教學模式探討[J]，實驗教學與儀器，2000(7--8)：2.