農村高中開展生物課外實驗的探索

【關鍵詞】農村高中 生物 課外實驗

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2013）02B-0024-03

曾經有學生這樣問我：“給植物施生長素時。是不是其濃度越高，抑制作用越強烈。枝條變得越來越短？”

我無可奈何地給他解釋了一通，可學生還是一頭霧水、似懂非懂。

假如今天還有學生這樣問我，我一定會面帶微笑地對他說：

“你認為呢？你為什么不通過課外實驗來驗證你的推斷！”

一、提出生物課外實驗問題的背景

生物課開展課外實驗是個老話題，但在當下的農村高中，再提出這個問題還有特別的原因。

生物學是一門以實驗為基礎的自然學科。通過實驗可以有效地培養和提高學生的觀察、動手、思維、交流等多種能力。在普通高中生物課程標準中，與實驗有關的能力目標要求占了兩項。在全國生物高考考試大綱中，關于實驗與探究能力的要求也單獨列出，成為四項考查能力要求之一。在歷年的高考試題中，實驗探究題分數所占比例也是居高不下。由此可以看出，無論是從素質教育的要求，還是從能力考查的要求來看，實驗教學都是當下高中生物教學中的重要組成部分，它需要我們認真對待。但現實情況卻不容樂觀。

當前，盡管國家和地方加大了教育投入，但是實驗室的建設速度還是比較慢，大部分學校實驗教學依然停留在“完成”大綱要求的實驗上。由于實驗設備有限，實驗分組人數多，每個學生真正能動手參與實驗的機會少；儀器老化、殘損影響實驗效果；實驗員少，管理不到位等，這些問題使學生通過課堂實驗獲得的發展與課程要求相去甚遠，課堂實驗教學質量還沒有獲得提高。例如，本校3個年級24個教學班，僅配備一間生物實驗室，只有一個生物實驗員，而且還是兼任的。每次實驗每組人數多達五六人，一些學生只能充當旁觀者，根本沒有動手的機會。至于實驗成功與否教師無暇顧及，畢竟課時有限、藥品缺乏，不可能讓學生重復做實驗。所以，學生在課堂上做實驗幾乎都是“依葫蘆畫瓢”“走過場”，沒有學到太多有實效的東西。顯然這是與素質教育的要求及課標、高考的要求不相符合的。

無奈之下，很多老師選擇了“看實驗”“講實驗”“用筆做實驗”的做法。這種方法在短時間內似乎也有一定成效，但從長遠來說，由于學生缺乏足夠的體驗式學習，這是不能解決根本問題的。從教學需要和客觀條件去考慮，選擇開展課外實驗不失為一條出路。

二、開展生物課外實驗的做法

我們開展生物課外實驗盡量不動用實驗室的儀器，在教室里即可進行。以下是一些主要做法和步驟。

1.師生共同選題

教師結合教學進度向學生展示相關實驗課題，讓學生根據自己的興趣愛好進行選題，或者讓學生適當更換課題。師生共同選題應滿足四大原則，即興趣性原則、價值性原則、科學性原則、可行性原則。課外實驗涉及的知識是教材知識的延伸和擴展，它除了要讓學生感興趣外，還應該包含一些實驗能力，如變量處理、表格設計、數據處理分析等方面的要求，體現實驗的價值，否則開展課外實驗就失去了促進學生發展的意義了。如學習植物的光合作用后，教師提供“探究影響光合作用的因素”的課題讓學生考慮。有些學生進一步確定以“二氧化碳濃度對光合作用的影響”作為課題，有些則以“光照強度對光合作用的影響”作為課題。這些課題都具有興趣性、價值性、科學性和可行性。但有些學生選擇以“礦質元素對光合作用的影響”作為課題，就缺少了科學性和可行性，因為礦質元素的有無或多少對光合作用的影響是間接的，較難通過實驗直觀地進行檢測。經提示后學生放棄了這個選擇。還有些學生提出“觀察被子植物胚囊結構”的課題，這樣的課題沒有多少思維量，價值性、可行性不高，所以也沒有采用。

2.組建實驗小組

將全班按選定課題分成兩大組，每大組分成若干小組，每個小組確定一名組長。分兩個大組的意圖是讓全班學生在規定時間內只做兩個相似的實驗，例如“探究生長素類似物影響植物生長的最適濃度”的實驗中，只讓學生就生長素類似物對植物“生根”和“莖長”兩項因變量進行研究。但每項因變量的研究組可以選擇不同的材料、手段等進行研究。這樣可以讓每個學生都參與一個實驗和關注另一個實驗。在做練習時我們經常強調學生要做到“會-題懂-類”，進行實驗訓練也是如此。學生只要認真參與研究，真正動腦思考，培養了良好的實驗思維和實驗素養，雷同的實驗就不必重復做。另外，每個班在某時段同時只進行兩個類似實驗，有利于教師準備實驗材料、監控和調整實驗進程。

3.設計實驗方案

確定實驗課題、組織實驗小組后，根據學生水平和實驗難度的差異引導學生在規定的時間內完成、提交實驗方案。在學生能力較弱、實驗難度較大的情況下，可統一打印實驗方案的框架表給各小組填寫，其中列有諸如實驗題目、實驗假設、實驗原理、實驗器材、實驗步驟、實驗記錄表格等項目。這樣做的目的是減少設計方案的難度，消除和化解學生畏懼設計實驗的心理，讓學生能較順利地完成實驗方案設計，為開展實驗做好充分的準備。對于難度較小的實驗則完全由學生獨立設計方案，如“探究快餐盒溶出物對小魚生長的影響”的實驗。通過讓學生填寫、仿寫、獨立寫實驗方案，可以提高學生的實驗設計能力、思維能力、表達能力等。限期提交方案，可以使教師能更好地統一實驗進程，對實驗進行統籌安排，使學生能按時完成任務，順利開展實驗。

4.評審修正方案

對學生提交的方案采用各小組互審、教師終審的評審方法。對相同的課題進行小組互審既可以發現別人設計中的不足，也可以借鑒別人設計中的優點，進一步修正自己的設計方案。例如，在“驗證分解者是生態系統不可缺少的成分”的方案設計中，某些小組忽略了河水中也含有少量分解者這一影響因素，當看到別的小組寫的方案后察覺到自己的方案有欠缺，隨即及時改進。小組互審、修改方案后，教師批閱，給出提示，提出修改意見。讓學生明確自己方案的不足，進行方案修正。

5.準備儀器材料

方案落實后，師生共同準備實驗的相關器材。不少實驗器材可以由學生自己準備，如礦泉水瓶、沙土、插條等，有些材料則需要實驗員和老師幫助準備，如生根粉、碳酸氫鈉溶液、小魚、玉米種子、色盲檢測圖譜等。

6.開展實驗研究

經過以上的準備后，可以進行實驗。在實驗過程中教師要隨時了解實驗進程和實驗結果，遇到意外的問題要與學生探討交流，給學生正確的引導。例如在“調查本校紅綠色盲發病率”實驗中，有的實驗小組發現有些受檢者“介于正常與色盲之間”，即有些圖識別不出而有些圖卻能準確識別。針對這個問題，教師不是直接給學生答案，而是鼓勵學生開動腦筋尋找問題的根源。有些學生認為是圖片印刷有問題或存放過久褪色引起，有些則認為是這些受檢者故意而為。教師耐心引導他們，讓他們證明自己的推斷。學生經研究后確定不是圖片問題，也不是受檢者故意而為，這時教師拿出有關資料供他們參考閱讀，最后學生終于明白其中的道理。

實驗過程中教師往往還能發現學生的智慧“火花”。例如學生在觀察統計插條生根數量時，除了獲取定性結果外，還獨創了“一刀數”的定量分析法，即在緊貼插條下端一刀剪下所有的根，然后再放在紙上一一統計，這樣既避免了漏數和重數，又能減輕數數時因緊張而導致的疲勞。對此，教師應及時給予肯定、鼓勵。

7.實驗結果分析

讓各小組對自己的實驗結果進行全面、合理的分析，并得出相應的結論。實驗不管是成功還是失敗，對實驗結果都要進行分析。例如在“探究生長素類似物促進生根最適濃度”實驗中，全班沒有一個組的實驗結果與假設一致，使用各種濃度的生長素類似物時實驗用的三角梅生根數量相差無幾。對這樣的實驗結果各小組提出了自己的解釋，有的小組認為是處理時間過短引起的，有的小組認為是生根粉失效引起的，還有些小組從實驗材料上尋找原因……通過這樣分析，發展了學生的思維。有些小組還就自己的分析進行再驗證實驗。

三、開展生物課外實驗的體會

1.取得的收獲

通過親身參與課外實驗的各個環節，學生的實驗能力得到很大提高，在考場上面對各種實驗題能應對自如，即使是在一些細節問題上，也把握得很到位。例如，許多學生在做實驗設計方案時能關注到一些關鍵詞，如“大小相同，健康狀況相同”“長勢和生長狀況相同”“等量”“在相同適宜條件下培養”“一段時間后觀察”等等。

在課外實驗中，傳統的“接受學習、死記硬背、機械訓練”的教學模式被“學生主動參與、樂于探究、勤于動手、積極交流”的學習新景象取而代之。以前老師“講實驗”，學生總是講了就忘，問了還忘；如今學生問得少了，自己研究的多了。畢竟有些問題不需要問，學生也能通過實驗悟出其中的道理，如“為什么不能將小生態瓶放在太陽直射光下？”等此類問題。即使問，問的問題也變得更有深度。例如以前許多學生總是愛問“這道題怎么做呀”，如今問得更多的則是“我認為應該這樣想，對不對”。

此外，通過開展課外實驗，學生之間有更多合作交流的機會，學生的合作意識、團隊精神得到了培養，同學之間的關系變得更加融洽、和諧。

2.需要改進的地方

在開展課外實驗時，我們有些實驗計劃不夠周全，預見性不夠，對實驗沒能做到全程跟蹤和調控，導致沒有取得應有的結果。例如，有時池塘中的蝌蚪都孵化出來了，相關選題的確定及前期工作還沒進行；有時安排課外實驗時忽略了其他影響因素，如與學校其他活動安排相沖突，導致實驗中斷或拖后。因此，為了使課外實驗得以順利開展，應該作好更周全細致的計劃和進行靈活的安排。

課外實驗用到的不少器材是學生因地制宜自制的，充分挖掘了校本資源，這對培養學生的動手能力和勤儉節約的品質都有好處。但是，由于這些儀器較簡陋、不規范，影響了實驗結果的直觀性、準確性。如果能夠開放實驗室，讓學生有更好的儀器進行實驗，或許效果會更好。

每個課外實驗在寫出實驗結果和分析總結后就結束了，沒有給學生留下更多的期待，學生失去了奮斗目標，他們的參與熱情就不能持久維持。有些小組對實驗不太上心、比較隨意，就是因為他們認為實驗成與敗都無關緊要。假如在實驗總結階段能夠提供一些小組自我展示的機會，引入合理、公平的競賽機制，引導他們撰寫相關小論文等，學生參與實驗的積極性會更高、更持久。

課外實驗的安全性也是不可忽視的問題。當實驗中出現人多擁擠，或涉及刀器、玻璃類實驗時要小心。實驗應盡量避免涉及危險用具，盡量考慮在開闊的空間進行。

3.值得商榷的問題

開展生物課外實驗會占用學生一定的課余時間，會把學生的注意力更多地聚集到某一學科上，對正常教學和其他科的教學帶來一定影響。但是通過課外實驗使學生的學習方式發生轉變，學生獲得很大的發展，這不是使所有的學科都受益嗎？通過課外實驗彌補課堂實驗的不足，提高學生的思維能力、實踐能力不是我們所有學科的教學目標嗎？

（責編 王學軍）