初中生物驗證性實驗的指導與實施策略研究

林 芳，白貞女，包明明，王永娟，石連旋

（1.東北師范大學 生命科學學院，吉林 長春 130024；2.長春市朝鮮族中學，吉林 長春 130052）

初中生物驗證性實驗的指導與實施策略研究

林 芳1，白貞女2，包明明1，王永娟1，石連旋1

（1.東北師范大學 生命科學學院，吉林 長春 130024；2.長春市朝鮮族中學，吉林 長春 130052）

本文概述驗證性實驗教學的現狀，結合驗證性實驗在培養學生生物科學素養中的重要作用，從實驗教學的組織實施階段出發，針對導入實驗主題、解讀實驗背景、組織學生操作、討論與總結等階段，對初中生物學驗證性實驗教學的指導與實施策略進行系統的闡述，以期對實驗教學提供些許借鑒。

初中生物；驗證性實驗；指導與實施策略

生物學是一門以實驗為基礎的自然科學，生物學實驗是生物科學賴以形成和發展的基礎，是探究生命活動規律的基本手段，同時也是整個生物學教學的基礎。從不同的角度可以把中學生物教學實驗分為不同的類型，其中從實驗內容與學生認知關系的角度，可分為驗證性實驗和探究性實驗[1]。新課程倡導探究性學習，這使得探究性實驗教學成為研究焦點，而逐漸忽視對驗證性實驗教學的研究。同時，在傳統的驗證性實驗教學中，實驗內容較為單一，教學偏重于實驗目的和實驗原理的講解，有些地區或學校甚至出現了教師通過演示課件講解實驗、學生看著教材背實驗的現象。另外，實驗指導書對驗證性實驗的目的、原理、材料用具、方法步驟等都作了詳細介紹，學生只要“按方抓藥”就可以得到實驗結果。整個實驗過程中，學生處于被動狀態，主體性未得到充分體現，這在很大程度上束縛了學生的積極主動性，也不能有效地訓練學生的動手能力及科學思維，限制了學生創新能力的開發，造成驗證性實驗教學的效果不佳，學生也逐漸失去對驗證性實驗的興趣。基于這一現狀，一些學者提出若干改革驗證性實驗教學的建議，但關于驗證性實驗的教學方法和教學策略的系統研究較少，尤其是針對初中生物學新版教科書中驗證性實驗的教學實施策略的研究還未見報道。本文通過分析驗證性實驗教學的特點及作用，將教學過程劃分為導入實驗主題、解讀實驗背景、組織學生操作、討論與總結等階段，結合當前的教學現狀，針對具體環節提出有效的指導與實施策略，并結合具體案例加以說明，以期提高驗證性實驗課堂的教學效果，為初中生物學驗證性實驗教學提供參考與借鑒。

一、實驗主題與背景的解讀與指導

1.創設情境導入主題。偉大的科學家愛因斯坦說過：“興趣是最好的老師。”一旦學生對某事物有了濃厚的興趣，就會主動去求知、去探索、去實踐。因而，在實驗教學伊始，教師可以根據教學目標和教學內容的需要，針對性地選擇以相關圖片、科學家故事、生命現象、生產實踐、新聞事件、趣味故事或提出問題等方式創設教學情境引入實驗主題。例如，在“練習使用顯微鏡”實驗中，可以通過多媒體展示顯微鏡下的美麗圖片，如植物花粉、昆蟲復眼、真菌等，讓學生對微觀世界充滿好奇與興趣；也可以介紹顯微鏡的發展史，強調其對生命科學研究的重要作用，激起學生學習使用顯微鏡的興趣，從而導入主題。通過生動真實的情境，可以引起學生原有認知結構和外界新刺激之間的認知沖突，激發學生的好奇心，引起學生的學習興趣。但值得注意的是，實驗教學需要遵循科學性原則，教師選擇情境素材時應該確定其來源的可靠性及內容的科學性，同時也要考慮學生當前的認知水平，不宜選擇嚴重超出學生認知的情境素材，這樣會讓學生無從思考而失去興趣和信心。

2.精講實驗背景。著名的教育家和心理學家布盧姆認為有三個主要因素決定教學效果：學習者的認知前提能力（基礎知識和技能）、學習者的情感特性（學習的態度和動機）和教學的質量，它們對學習速度的影響分別為50%、25%、25%[2]，由此可見基礎知識的重要地位。而驗證性實驗就是在學生既得知識的基礎上，通過實驗驗證鞏固和加深所學的生物學知識，因而實驗背景的講解在此類實驗教學中尤為重要。講解實驗背景可以從四方面入手：“為什么”、“是什么”、“做什么”以及“怎么做”。“為什么”是要講清實驗原理，如“膝跳反射”實驗，教師可以結合實驗結果詳細講解膝跳反射的原理，再讓學生在膝跳反射實驗的基礎上解釋縮手反射，學生在“實踐——理論——實踐”的過程中總結出反射的概念及機制。“是什么”是實驗結論，對于驗證性實驗，結論是已知的，教師往往忽略對結論的進一步分析，學生只是停留在理解的表層，應該著重分析原理與結論的因果關系。“做什么”是實驗目的，通過原理與結論的分析，學生應該明確實驗目的，進而思考“怎么做”的問題。這一環節中教師應該重點介紹實驗方法，如顯微鏡的使用、徒手切片技術等；實驗材料，如“綠葉在光下制作有機物”實驗，教材選用天竺葵做材料，教師可以引導學生思考能否用其他植物材料替換，具有哪些特征的材料才適合做此實驗。

3.善用問題誘發思考。實驗指導書對驗證性實驗的材料用具、方法步驟等都作了詳細介紹，學生可以按照實驗指導完成實驗，容易失去對實驗的興趣。教師在教學中可以結合教學內容進行設疑、質疑、解惑，引發學生的學習動機，誘導學生思考，同時培養學生的科學思維。如“綠葉在光下制造有機物”實驗，可以設置一系列問題引導學生進行思考、回答：（1）如何檢驗有機物是不是淀粉？（2）能否直接向葉片滴加碘液進行檢驗？（3）葉片為什么是綠色的？（4）如何去掉綠葉的顏色干擾？（5）如何探究光是不是綠葉制作有機物不可缺少的條件？（6）為什么要把天竺葵提前放在黑暗處一晝夜？（7）可不可以選用其他實驗材料替換天竺葵？（8）為什么要用黑紙片把葉片的一部分遮蓋起來？（9）如何設計實驗驗證綠葉在光下制造淀粉？（10）對實驗結果進行分析可以得到什么結論？

二、操作過程的組織與實施

1.初步擬定實驗步驟。實驗指導上已經詳細描述了實驗步驟，但是學生在操作中還是會出現諸多失誤，這不僅是因為學生的操作不夠熟練，更是因為學生還未真地理解實驗步驟的設計緣由。因此，在操作前，讓學生進行小組討論，自主擬定實驗步驟，接著小組展示各自的成果，全班同學共同分析和討論，再整理出更全面的實驗步驟，最后和實驗指導書的進行比較，分析優缺點，老師在這一過程應進行協助與指導。如，“制作并觀察植物細胞臨時裝片”實驗，學生在擬定實驗步驟時，可能會遺漏在載玻片上滴加清水、選用洋蔥鱗片葉內表皮、劃“＃”形撕取內表皮、用碘液染色、蓋蓋玻片等步驟，教師比對學生擬定的步驟與實驗指導書的步驟，肯定學生的創新點，同時詳細講解其缺失或不足的地方，讓學生在教師的協助下不斷改進步驟，從而真正理解實驗設計的原理。這一過程不僅鍛煉學生設計實驗的能力，還使學生充分理解驗證性實驗嚴謹科學的設計思路，同時，也符合新課程充分發揮學生主體作用的理念。

2.示范實驗操作。掌握實驗的基本操作技能是做好實驗的基礎，教師在學生操作前進行示范或模擬操作，并指導學生進行操作訓練，使學生做到規范操作。如“練習使用顯微鏡”、“制作并觀察植物細胞臨時裝片”、“觀察人的口腔上皮細胞”等實驗，強調對學生的基本操作技能的訓練，教師進行操作演示，如顯微鏡的對光、臨時裝片的制作等，可以讓學生學習規范的實驗操作。同時，教師也可以在具體的示范操作情境下提醒學生需要注意的操作事項，如正確取放顯微鏡，強調不可單手拿顯微鏡，容易使目鏡脫出鏡筒。

3.適當與適時的指導。驗證性實驗注重學生基本技能的訓練，在實驗操作階段，教師應該注意觀察學生的操作，對于不規范的操作或習慣應進行指正；對于實驗結果出現的問題，教師不要急于回答，可以引導學生分析自己的操作是否規范、實驗過程中有無失誤等因素，進而解決問題，這樣可以不斷提高學生分析問題、解決問題的能力。教師在實驗中的指導要適當與適時，不要過于急切，也不要過于怠慢，以免忽略學生不規范的操作而影響后續的實驗。

4.維持實驗秩序。在實驗操作過程中，由于學生有更多活動與交流的空間，容易忘記課堂紀律，有些學生認真做實驗，有些無所事事，有些甚至在玩耍打鬧，造成實驗秩序紊亂，這樣既干擾實驗的進行，也影響教師對學生的指導，甚至對略帶危險的實驗，會引發教學事故。因而，在學生開始實驗操作前，教師要說明實驗秩序并作出相關要求，以保證學生帶著秩序意識進入實驗。同時，在實驗中，對不遵守實驗秩序的學生進行教育，還可以適當地進行懲罰，如負責本節實驗課的秩序維持、課后打掃實驗室等。若出現突發事件，如實驗事故、實驗疑難問題、學生的惡作劇等，教師要保持頭腦清醒，靈活運用自己的教育機智進行恰當的處理。實驗操作結束后，應該要求學生整理和清洗實驗儀器、用具、操作臺等，待教師檢查后才宣布實驗結束。

三、總結階段的反思與拓展

1.進行實驗反思。學生完成實驗后，往往就等著下課，教師應該教育學生善始善終，并且在每節實驗課都留出一些時間進行反思。實驗反思，即讓學生對自己的實驗操作、實驗結果以及失誤原因等進行思考與總結。在實驗操作結束后，教師留一部分時間引導學生從多方位、多角度進行反思性的學習，可以對實驗操作進行反思；可以聯系其他同學的表現，反思自己的表現；也可以小組集體進行實驗反思，回憶實驗過程中同組成員的表現，相互指正，共同尋找解決問題的方法，共同進步。學生反思后，由教師進行總結，可以指出實驗的優缺點和改進的方法，也可以對學生的表現進行評價，或者讓學生分享實驗經驗或體會。

2.補充拓展，啟迪思維。最后，教師可以結合具體的實驗內容，進行適當的拓展，如，“練習使用顯微鏡”實驗，教師可以提供電子顯微鏡的相關資料，比較光學顯微鏡和電子顯微鏡的異同點，加深對顯微鏡發展歷程的了解；“制作并觀察植物細胞臨時裝片”實驗，教師讓學生思考如何利用此實驗計算洋蔥內表皮細胞的面積；“綠葉在光下制作有機物”實驗，可以讓學生思考這一實驗在生產實踐中有何重要意義。除了在實驗課上的擴展，教師還可以布置課后練習進一步鍛煉學生思維，如學習“觀察小魚尾鰭內血液的流動”實驗后，讓學生在課后設計實驗探究魚種類不同是否尾鰭的血流速度不同，或者探究個體大小不同的同種魚的尾鰭血流速度是否不同。當然，拓展要自然而循序漸進，要建立在學生已有的知識基礎上，提出學生有能力通過思考解決的新問題，通過對實驗的補充拓展，啟發學生思維，培養學生創新能力和理論聯系實際的能力。

以上是基于驗證性實驗教學的實施環節提出幾條可行的指導策略，希望能給初中生物學驗證性實驗教學提供借鑒。當然，教師在實際教學中，應該考慮學校的教學條件、課時安排、學生人數等情況，根據實際靈活運用教學策略，提高實驗教學的有效性，真正發揮驗證性實驗教學在學生形成概念、理解原理和掌握規律，培養實驗技能和實驗規范，以及培養實事求是的科學態度上的重要作用。

[1]陳繼貞，張祥沛，曹道平.生物學實驗教學研究[M].北京：科學出版社，2008.

[2]郭慧香.布盧姆的學習變量說及其啟示[J].河南師范大學學報：哲學社會科學版，2007，（04）：215-217.

G633.91

A

1674-9324（2014）43-0265-03

吉林省高等教育教學改革項目（No.：20101519）

林芳（1988-），女，東北師范大學生命科學學院全日制教育碩士研究生。

石連旋，男，副教授，主要從事于植物生理生態學教學與研究。