以技能認知規律為導向探討高中生物實驗教學的優化思路和措施

　　摘要：生物學是一門實驗學科，不僅要重視實驗的基本技能，而且還要注重實驗設計，搞好高中生物實驗教學，提高高中生物教學質量，對于指導學生學習生物學知識是大有裨益的。根據高中學生的身心發展特點和認知規律來制定教學計劃對于高中學生接受生物知識提高生物成績更是重中之重。本文針對高中生的技能認知規律探討如何設計高中生物實驗教學對高中生學習生物知識才是最有益的。
　　關鍵詞：生物實驗 認知規律 高中生
　　中圖分類號：G33.91 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791(2011)10(c)-0000-00
　　
　　高中階段是成人以前最為活躍的時期。高中生能用全面的、發展的、聯系的觀點去分析和解決問題。但就高中學生的整體來說，辨證思維的發展也還沒有完全成熟，因而高中學生看問題時的偏激傾向等在所難免。高中生在良好的教育下，具有了運用理論進行假設的思維能力，也就有了較強的思維預見性和內在性。生物教學的教學目的是使學生知道如何運用生物學知識來解決生活、生產、科學技術發展和環境保護等方面的問題。而實驗教學是人類認識和研究生物科學的重要手段，也是生物教學的一種重要手段。根據學生的技能認知規律來設計生物實驗教學計劃對于培養學生學習生物學的興趣，培養實事求是的科學態度是非常重要的。
　　1 生物實驗教學的目的
　　生物學是一門以實驗為基礎的自然學科。實驗教學可以幫助學生形成概念、理解和鞏固生物學知識，培養學生觀察現象、提出問題、分析問題和解決問題的能力；幫助學生掌握一些常用的生物學實驗的基本技能，培養學生實事求是、嚴謹細致的科學態度和科學方法。多年的教學實踐告訴我們：生物實驗教學過程的成敗關系到學生對生物知識的掌握和運用程度。
　　生物實驗課的教學目的是培養學生的觀察能力、動手能力、探究能力和創造性思維的能力。通過實驗課的教學，指導學生探索嘗試、發現問題、解決問題，辯證的理解思考問題，用發展的眼光去看待事物，這既是有利于學生學習能力的提高，又有利于學生個性特長的發展。更重要的是在探索性實驗的過程中，學生從中懂得了如何去學習，獲得知識和信息，為學生去探索許多未知領域奠定基礎。
　　2 以學生技能認知規律為基礎優化生物實驗教學的必然性
　　在每節生物課程中要高質量的完成工作任務，要依據學生身心發展特征、興趣愛好，備好教材、實驗器材，充分了解學生的實驗能力，制定完善、詳實、富有針對性的課時計劃。即要根據課的教學目標和重難點安排課的結構、制定針對性強的練習；還要根據學生的年齡特點，選擇相應的教學方法、練習方法，制定行之有效的糾正、評價方案；更要根據課的層次和環節，合理利用時間、精講多練，確保練習質量和次數。
　　2.1內容的講解遵循學生的記憶特點
　　生物實驗內容的講解，不僅是要幫助學生記憶生物知識，在腦海中形成初步的實驗目的，還要讓學生明白實驗環節、理解實驗順序以及實驗中應注意的細節，更要有利于學生掌握評價方法，便于學生間的相互評價，相互指出生物實驗環節中出現的錯誤便于記憶，因此，在課程講解中遵循學生的記憶特點是十分重要的。
　　2.2教法組織遵循學生的認知特點
　　學生的身心發展具有鮮明的階段特征，技能教學必須遵循學生身心發展的規律、認知特點、技能的特點來考慮和設計，可以遵從從簡單到復雜、從易到難、從局部到全體、從分解到完整的規律來設計技能教學過程。 在自主探究前讓學生進行充分的知識和實驗技術準備，在教師指導下學生反復討論和完善方案。例如“植物細胞的吸水和失水”的實驗探究，在學生已經體驗了紅細胞的吸水和失水后，要探究植物細胞的吸水和失水情況，先分析植物細胞結構和動物細胞明顯的區別，理解細胞壁對吸水和失水應該沒有影響，提出“原生質層是不是相當于一層半透膜”的具體問題，并對這一問題作出假設；繼而讓學生思考怎樣驗證這一假設，選什么樣的材料，用什么方法，采用怎樣的步驟?引導學生詳細討論并要求學生對照實驗設計檢查自己的實驗技能等的準備情況，并有針對性地進行完善和訓練。這樣降低了探究性實驗的難度，提高了教學效果。這樣的安排，首先拆分、然后逐層遞進地增加難度，繼而達到完整掌握實驗環節的目的，符合學生的認知特點和學習習慣，不僅便于學生掌握，還有利于克服學生的畏難情緒，學生學習和掌握技能的效果較好。
　　3 生物實驗教學的優化思路和措施
　　3.1.利用“交流評價”機制優化實驗教學
　　實驗教學的目的并不在于全班得到統一的實驗結果，而重在使學生真正參與探究過程 。讓學生懂得科學的探究方法。讓他們的創新意識得到發揮 。在“交流評價”環節一般有兩個交流模塊，一個放在實驗前，交流個人提出的探究問題及設計的實驗方案，重點評價學生能否提出值得探究的問題，并進行猜想和假設；另一個則放在實驗操作之后，對實驗結果的分析交流，以及對實驗中的各種特異情況作進一步的探究。評價以激勵性評價為主。重點評價學生：能否獨立正確地完成實驗操作方法；能否科學地觀察實驗現象，如實地記錄實驗數據；能否對實驗現象或收集到的實驗數據進行分析、歸納或概括出實驗的結論；能否與他人交流成果且有所獲益等等。另外，要設置成果展示欄，對學生的優秀實驗報告、課外實驗探究、創新實驗設計、研究性成果進行展示匯報，讓學生感受和分享成功的快樂，更激發他們參與實驗的熱情和參與實驗探究的激情。實驗中也許會有很多現象并不像預設的一樣，對新生的實驗問題，學生不能根據現象作出結論判斷，教師要通過交流評價，讓學生展開激烈的討論，每一個學生都參與實驗分析。
　　通過層層分析、步步推進。學生對問題的認識逐步深人，然后提出新問題，自主設計新 的實驗再進一步探究解決，作出合理解釋。
　　3.2利用多媒體優化實驗教學
　　（1）創設實驗情境。任何實驗都是實驗者有目的的觀察活動，實驗過程是實驗者思維激發和碰撞的過程。在實驗開始環節，教師利用多媒體聲、色、圖 、文等媒體信息渲染氣氛，創設引人入勝的問題情境，啟發學生的思路，引導學生嚴密地探究實驗過程。例如制作DNA分子雙螺旋結構模型之前，教師通過Powerpoint或Authorware制作的課件展示北京中關村的“麻花”照片，進而敘述北京世紀盛典文化藝術交流有限公司狀告北京大學的故事。這種與現實生活緊密聯系的情境會使學生初步形成DNA結構的輪廓，感受科學家嚴謹的工作作風。
　　（2）學習實驗內容。以實驗為中心、以實驗帶動知識點是新課標最明顯的特點。因此，實驗內容的學習不僅對于完成整個實驗至關重要，而且是以實驗帶動知識點的有力佐證。例如，在觀察細胞有絲分裂的實驗過程之前，教師通過多媒體課件先復習細胞有絲分裂的過程、了解實驗目的、理解實驗原理，有助于學生對細胞有絲分裂的實驗觀察和實驗結果的描述。使學生有理可依，避免盲目實驗。
　　3.3 再現經典實驗
　　生物學發展的過程是科學家不斷探索的過程。生物科學史上有許多偉大的發現和經典實驗。在教學過程中，重現這些經典實驗，能使學生身臨其境地體驗科學家的發現歷程，認識到科學是一個不斷發現、不斷進步的過程。促使學生用辯證的目光、理性的思維學習生物學。學習光合作用時，教師需要呈現光合作用探究歷程中的一系列經典實驗。如動畫再現普利斯 特利、英格豪斯、梅耶、薩克斯、魯賓和卡門的實驗，揭示植物生命活動的奧秘，讓學生認識到生物學實驗設計的巧妙和嚴密，逐步探究光合作用的原料、產物、場所和條件，思考生物學發展與物理學、化學的聯系，討論生物學發展與技術進步的聯系、用歷史、發展的眼光 看待生物學的過去、現在和未來。
　　3.4利用高考命題導向促進生物實驗教學
　　近年來生物高考實驗考查的內容呈現多樣化，有基本的實驗原理、實驗操作、實驗步驟和注意事項等基礎實驗的內容，也有實驗設計和實驗結果的分析，還有根據研究目的和內容進行開放性實驗設計，并對實驗結果進行預測和分析等各種題型，對考生的實驗能力要求越來越高。從近幾年高考考生對實驗題的答題情況來看，多數考生的答題和標準答案的要求具有相當的差距，特別表現在對實驗基本操作的表述上。實驗設計題考生得分不高，許多考生掌握了一些試驗設計的原則，但由于沒有認真閱讀題目內容，不能針對具體的實驗目的和實驗內容答題，預測實驗結果也不具體。學校可以利用高考命題導向促進學生學習生物實驗的積極性，從而加強生物實驗教學。
　　
　　因此，在生物學教學中必須加強對學生基本實驗技能和探究性實驗設計的綜合能力的培養。目前高中生物實驗教學特別是探究性實驗教學是比較薄弱的，學校應該根據課程標準內容和實驗室條件，使每個學生都有充分動手的機會，從根本上提高學生的基本實驗技能和綜合實驗能力。
　　
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