改革生物課堂實驗教學培養學生科學素養

王莉

《全民科學素質行動計劃綱要(2006～2010～2020年)》(以下簡稱《綱要》)2006年3月20日由國務院印發并頒布實施。這標志著我國公民科學素質建設開始了政府推動、全民參與的歷史新時期。其中全面提高未成年人的科學素養是《綱要》中的重點內容。隨著新一輪國家基礎教育改革的開始，《生物課程標準》確立了義務教育階段生物課程改革的重點：“培養學生學習生物的興趣、以提高學生的科學素養為主旨”的新課程理念。對中學生來說，科學素養是指學生在接受一定的科學知識過程中所形成的適應社會發展和人類自身完善所需要的基本品質和能力。中學生科學素養包括了掌握必要和基本的科學知識與技能、體驗科學探究活動的過程與方法、培養良好的科學態度、情感態度與價值觀等。可見，培養和提升中學生的科學素養是新時代提出的新要求。

生物實驗是研究生物教學的重要方法和手段，加強實驗教學，不僅可提高生物教學效果，還可提高學生的科學素質，有助于培養學生的創造性學習能力。初中生物實驗包括演示實驗、邊學邊實驗、學生分組實驗和課外小實驗。教師恰當地選擇學生邊學邊實驗的生物課堂實驗教學改革實踐表明，凡是與教學過程緊密結合，便于隨堂進行，并利于學生動眼、動腦、動手、動口，有利于培養學生科學的實驗方法和良好的實驗習慣，有利于培養學生的科學素養。

1積極開設邊學邊實驗，讓學生掌握必要的科學知識和技能

瑞士教育心理學家皮亞杰曾說過：“知識來源于動作。”我國著名教育家陶行知先生早在1927年就提出了“行是知之始，知是行之成”的理論，這些都明確地說明了動手實踐和探究性學習的重要性。

在教學過程中，教師一邊講授、一邊指導學生做有關的實驗，這種教師與學生、學生與學生進行多邊活動的教學方法一般叫邊學邊實驗方法。在這種教學方法中，有時還把教師的講授、演示和學生實驗、討論結合起來。這可以為學生創造學習情境，擴大師生在課堂內的信息交流，有利于在教師的主導作用下，發揮學生的主體作用。在教學改革中，它越來越受到重視，成為一種方式靈活、普遍歡迎、有強大生命力的課堂實驗教學形式。

針對初中學生的特點，在課堂教學中，若教師比較多地采用邊學邊實驗的組織形式，讓學生通過動眼、動腦、動手、動口進行學習，使各種感官受到刺激，就能延長學生的有意注意時間，促使大腦對各感官傳輸的信息進行綜合分析，進而提高課堂教學的思維密度。但在現實的教學過程中，由于課堂組織的要求較高，邊學邊實驗的教學形式是很多教師盡量避免的。但幾年來筆者堅持開設邊學邊實驗的課型，讓學生在掌握必要的科學知識和技能方面有很大的加強。例如：初一年級開設的“探究植物在光合作用的產物”，通過學生的動手實驗，學生對為什么天竺葵要事先在黑暗處放置一晝夜、樹葉為什么要放在酒精中加熱、酒精為什么要水浴加熱等。該實驗的幾個疑難問題掌握情況較以前的學生有非常大程度的提高。再如：初二年級開設的“觀察雞蛋的結構”實驗，通過課堂的邊學邊實驗，學生對雞蛋的結構的掌握和理解非常準確和迅速。在實驗過程中學生的一些基本、必要的實驗技能得到練習和提高。

邊學邊實驗的教學組織形式改變了“教師講、學生聽，教師寫、學生抄，教師做、學生看”那種因學生處于消極地位而使課堂氣氛沉悶的情況。由于學生自己閱讀材料，自己做實驗，還可以討論講述，學生學習的主動性、積極性就能得到充分發揮，因此對他們掌握必要的科學知識和技能有很大的幫助。

2積極轉變實驗形式，讓學生體驗科學探究的過程和方法

初中生物課堂實驗教學的形式主要有演示實驗和分組實驗，但是，在實驗教學中，發現演示實驗和學生分組實驗都存在一定的弊端。課堂中的演示實驗是教師為學生提供感性認識材料的過程，但它無法代替學生自己的活動，無法讓學生體驗完整的探究過程和方法。學生分組實驗大多是驗證性和測量性實驗，一般都安排在新課或一個單元教學之后進行，與課堂教學內容結合不夠緊密。加上初中學生實驗能力差，學生對實驗的注意力常常集中在操作步驟上，教師則往往忙于協助學生排除故障，師生完全處于被動狀態，以致往往無法達到獲取知識、培養能力的目的。采用邊學邊實驗的教學形式后，學生在教師的指導下邊看、邊學、邊實驗、邊思考、邊討論，能較快地掌握生物知識。邊學邊實驗課一般安排在實驗教室里進行。每個桌上都有一套儀器，每位學生都有動手的機會，有利于學生能力的培養。因此，從某種意義上講，邊學邊實驗起到了演示實驗與學生分組實驗的綜合作用。

教師在教學中嘗試把教師的演示實驗或課后小實驗，在課堂時間允許的情況下，改為學生的邊學邊實驗，既能使學生對實驗獲得更加清晰的印象，學到生物知識，又能培養學生的實驗能力，提高學生的學習興趣和主動性。

3積極反思邊學邊實驗結果，增強其創新意識和實踐能力

“創新是一個民族的靈魂，是國家興旺發達的不竭動力。”要創新，就要有創新的意識，要有創造性的思維，要有勇于探索的精神，還要努力大膽的付諸行動。生物學是一門實驗性科學，要求學生既要動腦又要動手。生物課，尤其是生物邊學邊實驗課應成為培養學生創新意識和實踐能力的主要陣地之一。

在學生的邊學邊實驗中，由于學生參差不齊的知識水平和實驗技能，在實驗中很容易出現各種結果，甚至不同于書本結論。學生對教材中的實驗結論就會產生懷疑，并進一步研討和探索，從而對所獲得知識印象深刻。在這一過程中，學生敢于向傳統知識提出挑戰，不迷信權威，勇于探索，這有利于培養學生的創新意識和增強實踐能力。例如：在“探究蚯蚓運動的方式”的實驗中，按照教材中的實驗設計，學生做出的實驗結果大多是：玻璃上移動得快，硬紙板上移動得慢。預期的實驗結果應該是在玻璃上蚯蚓的剛毛不能起到輔助運動的功能，因此爬行速度慢。但實際的結果與書中預期的實驗結果相反。學生們對書中給出的理論解釋是贊同的，但是為什么自己做出的實驗結果卻相反呢?在這個問題的指引下，學生們的思維開始活躍了起來，有的學生想到在硬紙板上蚯蚓體表的黏液被吸干了，不利于蚯蚓的呼吸，且使體表與硬紙板之間的摩擦過大；而在玻璃上蚯蚓靠著體表的黏液大大減少了體表和玻璃之間的摩擦力，即使沒有剛毛的輔助作用，爬行的速度可能比硬紙板上的蚯蚓快。這個想法受到了學生一致的認可，接下來學生立刻開始思考如何將設想付諸實際。學生們覺得原來的實驗中關鍵是硬紙板材料需要更換，改進的時候應該要盡量做到蚯蚓爬行表面都不會吸收體表黏液。經過討論學生把爬行的表面換成一個是光滑的玻璃，另一個是毛玻璃。同時學生還用兩個直尺給蚯蚓做出了“跑道”。最后出現的結果和預測的一樣。

4積極關注學生的情緒體驗，培養其情感、態度與價值觀

《初中生物課程標準(實驗稿1》規定的課程目標明確要求：要著重培養學生的情感、態度和價值觀。豐富的情感、積極的態度和正確的價值觀是學生學習、生存和發展的基礎。培養學生的情感、態度與價值觀是社會發展的需要，也是學生終身發展的需要。

在邊學邊實驗教學過程中，教師給學生提供主動探究的空間，在教學中有很多的教學內容都能引起學生探究的興趣。教師要以良好的契機為抓手，立足于誘發學生的實驗探究欲望。學生在不斷的探究過程中活躍了思維，開闊了思路，創新能力和學習的信心得到體現，協同合作的能力得到了加強，激發了學生勇于探索的科學精神。在不斷探究過程中學生的科學素養得以提升。在生物的邊學邊實驗中會要遇到有生命的材料，如鼠婦、蚯蚓、小魚等，實驗結束后，告訴學生應該將這些小動物放回適合它們生存的自然環境中，因為這些小生命是生物圈的一員。這樣在課堂中不僅培養了學生科學探究的精神，而且還培養了學生關愛生命的情感。又如“觀察植物細胞”、“觀察人的口腔上皮細胞”、“觀察草履蟲”和“觀察葉片的結構”這四個實驗，學生如果操作不規范，還會出現視野內有氣泡、染色不全面、污染鏡頭等現象。這些細節需要教師去示范、指導和強調，進而使學生形成嚴謹的科學態度。再如在“檢測不同環境中的細菌和真菌的分布”實驗中，不少學生對比了手指上、錢幣上、公交車扶手上等多個環境的情況。這樣讓學生懂得了應該保護自己身邊美好的環境，培養了學生熱愛環境的情感和價值觀。