新課標下提高高中生物實驗教學有效性的探討

摘要 把生物實驗分為常規實驗、探究性實驗和自主實驗設計三方面的實驗教學，切實培養學生分析解決問題、科學合理設計實驗的能力，使其形成“自主、動手、探究和合作”的學習方式，從而提高高中生物實驗教學的有效性。注重進行實驗教學的評價。

關鍵詞 新課程標準 高中生物 生物實驗 教學有效性

中圖分類號 G633.91

文獻標識碼 B

文件編號 1003－7586(2011)03－0012－02

在實驗過程中，教師引導學生根據自己的經驗和知識先闡述對實驗原理過程的理解，嘗試對實驗的材料進行選擇或改變實驗操作，對結果進行不同角度的分析，引導學生自主找到實驗設計的途徑，達到對實驗理論知識的深層次的理解。在實驗操作的小組合作中，教師鼓勵每個學生將自己觀點、其他學生觀點和教師觀點進行比較和分析，總結得出最合理、最科學的實驗構思，幫助學生拓展新的實驗思路。實驗教學通過師生互動、生生互動形成一個立體網絡，既使學生形成整體的宏觀實驗思維，又激活了學生的發散思維，從而實現了教學和師生的共同發展，實現知識、技能、過程、方法號情感、態度、價值觀三者(三維目標)的協調發展的生物實驗教學有效性的目標。

1 新課標下高中生物實驗教學內容的合理整合

新課程標準著重于培養學生“自主學習”、“探究學習”和“合作學習”，培養分析和解決問題以及交流與合作等能力。在對高中生物實驗教學內容進行一系列合理的整合中，將生物實驗劃分為常規實驗、探究性實驗和自主實驗設計三項，注重學生不同能力的培養，幫助形成學生的實驗知識網絡。

1.1生物的常規實驗

教師要注重穩打穩扎的生物常規實驗教學，注重培養學生實驗能力的以下幾方面：

(1)實驗原理的掌握是開展實驗的基礎。比如“植物細胞質壁分離與復原實驗”，學生必須掌握植物細胞失水和吸水的原理。

(2)學會選擇實驗材料。要觀察到植物細胞的質壁分離的現象，細胞必須具備怎么樣的條件(由學生思考總結，寫于實驗報告備注中)，為什么選擇紫色大洋蔥(可以用其他的植物材料來做實驗嗎)?

(3)注重實驗操作的科學性，包括實驗操作步驟的合理性和具體操作的正確性。比如熟練地使用顯微鏡(尤其是高倍鏡的轉換)，正確地使用儀器和配備藥品，獨立和認真地完成操作，仔細觀察和記錄實驗結果等等；除此外，還有實驗細節良好習慣的形成，比如“質壁分離實驗”中蔗糖溶液滴加的注意事項以及實驗后的儀器和器具的清潔。

(4)實驗結果的分析和討論。這是實驗教學最為關鍵的。因為在常規實驗教學中，只有這一步是學生自主思考，體現著學生的自主學習和創新精神，學生對實驗材料、實驗步驟、實驗裝置提出疑問，提出自己獨特的和創新的想法。學生提出后，教師和學生給予評價，討論其可行性，然后評出本實驗最佳的實驗創新獎。比如在“質壁分離實驗”中，就有學生提出是否可用紅墨水等替代蔗糖溶液的新想法。

常規實驗教學是促使學生自主建構自己科學研究模式的基礎。

1.2生物的探究性實驗

教師讓學生根據自己對實驗原理和過程的理解，嘗試通過各種實驗材料的選擇、實驗操作的改變和從不同角度分析實驗結果等去尋找實驗理論驗證的途徑。

(1)對常規實驗的質疑并通過實驗驗證能力。針對教材實驗中某些“不許”、“不能”、“注意”、“一定”、“必須”等內容提出質疑，學生解釋為什么，并通過一定實驗操作和結果比較得出結論，撰寫實驗報告。例如“葉綠體色素提取和分離實驗”中，為什么濾液細線要細又直，為什么層析液不能沒及濾液細線，如果不加二氧化硅或不加碳酸鈣的話，實驗結果會怎樣?又或者對實驗材料或步驟提出建議，學生選擇比較實驗，通過分析對比結果得出結論，然后撰寫實驗報告。再例如“酶活性條件實驗”中，先加淀粉酶再低溫處理，或先低溫處理再加淀粉酶，兩種操作的實驗結果有區別嗎?為什么?如果是高溫，實驗結果是什么?

進行探究性實驗是常規實驗的拓展，可以使學生改變原有的單純接受式學習方式，在已認識的理論基礎上建立自己的實驗模式，并且實驗環境相對比較開放，學生可以個性化多角度地進行實驗。經過不斷的嘗試和實踐，學生就會理解實驗中一些常規操作，鞏固和加深對課本知識的理解，也形成了主動的、積極的學習方式。這對開展自主實驗設計及學生創新精神和實踐能力的培養具有重要意義。

(2)模擬設計科學實驗的能力。在探究性實驗中，學生將模擬科學家的研究方法和研究過程，在給予實驗主題的前提下，科學地設計實驗。

探究性實驗步驟可以分為：設定問題、實驗預測、實驗設計、實驗實施、得出實驗結果及分析討論。在實驗設計和實驗實施時，教師需要指導學生按科學性實’驗操作的要點進行，如對實驗變量和無關變量的控制(遵循單一變量原則)、實驗對照組的設立、實驗處理安排的合理性、實驗操作的可行性和科學性、預測結果和實驗結果的比較與分析等。

以“不同波長的光對光合作用效率的影響”實驗設計為例(表1)。

在整個探究性實驗過程中，獲取知識和應用知識是其中的重點。

1.3生物的自主實驗設計

生物實驗設計能力是實驗能力的重要內容，是實驗能力的最高層次，具有較強的綜合性、創造性和靈活性等特點。在這個過程中，學生可以從不同角度、不同層面，采用不同方法進行設計，其中蘊含著學生創新和探究的意念。并且，由于學生把自己的知識、經驗、思考、靈感、興致表現在實驗設計中，從而使其實驗設計呈現出豐富性、多變性和復雜性。例如，對“植物生長素的生理作用”的探究，可以使用不同種屬的植物、同一種植物的不同器官、同一器官進行不同的處理，然后觀察總結，從而了解生長素對植物不同器官有不同的作用，過高則抑制生長，低濃度才適合生長，而不同器官的適宜生長素濃度又不盡相同。

另外，在自主實驗設計中，需要注意的是，在學生運用生物知識和技能進行實驗設計的過程中，教師應對設計問題的每一個環節、每一種手段引導細致地進行分析和研究以及綜合的比較，培養學生逐步形成嚴肅認真、一絲不茍、實事求是的良好科研習慣和素養。

2 完善高中生物實驗教學評價體系

在生物實驗教學中體現有效教學，教學的評價中應注意以下三點。

2.1強調質性評價，定性與定量相結合，實現評價方法的科學性

對常規實驗的評價中嘗試分列了幾項：“課前準備”、“實驗操作”(儀器和藥品的使用)、“參與實驗操作”、“實驗的觀察與結果的記錄”、“實驗后的整理”、“實驗報告的完成”、“實驗過程中的思考和創新”等，每一項下又有小項，如“參與實驗操作”這項中，有“認真動手，獨立完成實驗”、“動手操作，不能獨立完成”、“不愿動手或馬虎了事”等分項。每項都設具體的分數。其中，能體現學生探究能力、創新能力的“實驗過程中的思考和創新”占較大比分值。

對探究性實驗的評價，分為“科學性”、“可行性”、“簡便性”、“結果預測性”、“創新性”、“合作性”等各項及小項進行評分。

2.2強調參與與互動、自評與他評相結合，實現評價主體的多元化

在實驗評價中，設定自評、他評以及教師的綜合總評，并可加注意見。

2.3實現評價重心的轉移。注重“知識與技能”“過程與方法”以及“情感態度與價值觀”的全面發展

注重過程、終結性評價與形成性評價相結合，特別對學生在實驗中是否能與他人良好的合作、實驗是否認真研究和實驗后是否能清潔實驗用具等，作為實驗情感態度與價值觀方面的主要評價，使學生從內心確立起對科學真理的追求以及與他人的和諧交流的理念，使其成為具有科研和創新能力并有一定科學態度和價值觀的人才。