善于捕捉整合點，促進生態化實驗教學

林紅英 肖巧玲

摘 要 實驗在生物教學中有著重要的地位。在諸多因素的影響下，真正能夠開足全部實驗的學校寥寥無幾。信息技術的大量介入為實驗教學提供了強有力地支持，帶來了生機和活力。但在兩者的整合過程中存在著一些“非生態”的現象。筆者通過教學實踐提出應善于捕捉“整合點”，巧用信息技術的觀點，以期實現兩者的生態化整合，提升整合的有效性，實現生態化實驗教學。

關鍵詞 信息技術 整合點 生物實驗教學 生態化實驗教學

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

教育部頒布的《基礎教育課程改革綱要（試行）》里明確提出：“大力推進信息技術在教學過程中的普遍作用，促進信息技術與學科課程的整合，逐步實現教學內容的呈現方式，學生的學習方式，教師的教學方式和師生互動方式的變革，充分發揮信息技術的優勢，為學生的學習和發展提供豐富多彩的教育環境和有力的學習工具。”努力促成信息技術與生物實驗教學的生態化整合，提高整合的有效性成為實驗教學中亟待解決的問題。而善于捕捉兩者的整合點成為解決此問題的有效途徑之一。筆者通過自身的教學實踐提出以下優化措施，如圖1所示。

1 整合點

所謂“整合點”，可以理解為信息技術與教學內容融合的切入點，是有效運用信息技術的關鍵時機。“整合點”應該服務于教學的三維目標。根據課標對“目標”的要求，“整合點”可分為“知識整合點”、“技能整合點”和“情感整合點”。實際課堂教學預設的目標往往有多個、多種。因此“整合點”可以是一個，也可以是多個。從觸發整合點的時機來考察，“整合點”可以發生在教學的某個環節，同時也可以貫穿教學的全過程。筆者根據其在教學過程中所起的功能把“整合點”粗略地劃分為三個層次：① 初級層次“導”，即創設一定的認知情境，激發學生的求知欲和探索興趣;② 中級層次“破”，為突破重點以及化解難點提供支持;③ 高級層次“拓”，即用于改進和創新教學方法，提高教學效率。當然一節課中具體把“整合點”選在哪里才恰到好處，主要由教學目標和教學內容來決定。一般來說碰到僅僅使用常規教學有困難或通過常規教學無法達成預期目標，比如說講授的內容過于抽象或是無法開展的實驗，而運用信息技術可以很好地解決，能提高課堂實施的質量和效率，那么教師就應該毫不猶豫地進行信息技術與實驗教學的整合。

2 生態化實驗教學

近年來越來越多的學者運用生態學的原理來研究教育，提出了教育生態，教育生態化等概念。筆者比較贊同的是刁成海老師對生態課堂的定義：“生態課堂就是遵循教育教學規律，創設民主和諧的教學環境，以實現課堂教學效果的最大化、最優化，促進師生可持續發展的一種課堂形式”。因此筆者認為生態化實驗教學是運用生態學的原理，遵循規律，優化各因子以及因子間的相互作用，實現實驗教學效果的最大化、最優化，促進師生協同發展的一種教學形式。

生態化實驗教學和普通的實驗教學相比具有一些特有的特征。首先生態化實驗教學具生命性，在生態化課堂中充滿尊重，是一種綠色安全的課堂。這里的安全主要指心理安全。根據馬斯洛的需要層次理論說明在有了安全和歸屬感下，學生才可能有求知的欲望。尊重每一位學習主體，重視他們的生命性，這是前提。其次生態化實驗教學具備開放性和動態生成性。課堂具有開放性。每一位教師都不可能對整節課進行完全的預設，通過師生之間、生生之間的互動、對話往往會和預設不同，基于預設又高于預設，因此伴隨著動態的生成。

3 信息技術與實驗教學整合點捕捉的具體案例

3.1 實驗目的和原理教學中的整合點捕捉

生物實驗的內涵包括顯性部分（儀器、材料、步驟、方法、現象、結果等）和隱性部分（實驗目的和原理）兩個層面，隱性部分對顯性部分起著指導作用。實驗目的是整個實驗的出發點和歸宿，而實驗原理則是實驗的靈魂。實驗原理是方法、手段、操作過程和結果分析等所依據的科學理論，包括物理、化學和生物原理。例如：“色素的提取和分離實驗”包括：生物學原理——葉綠體的結構原理及其中的4種色素成分顯示不同顏色的原理;化學原理——有機溶劑對色素的溶解性原理及不同色素在同種溶劑中的不同溶解度原理;物理學原理——吸附和擴散原理。

而學生往往對實驗目的和原理的學習并不很重視，常等著看教師怎么操作，然后依葫蘆畫瓢。在實驗過程中，教師可以通過多媒體將實驗原理設計成問題的形式，引導學生分析解決，從而掌握實驗原理和步驟。

例如：鑒定蛋白質的實驗，該實驗原理是雙縮脲試劑和蛋白質反應生成紫色絡合物。雙縮脲試劑成分為0.1g /mL的NaOH和0.0lg /mL的CuSO4溶液。該試劑成分以及使用方法都很容易和用于鑒定還原糖的斐林試劑相混淆。斐林是需把NaOH和0.05 g/mL的CuSO4先混合，再加入待測液中，而雙縮脲則是先加NaOH，后加CuSO4。為了讓學生區分兩試劑使用順序的不同，在講述該原理時，筆者先運用多媒體打出投影，不說出使用方法，而是給出鑒定蛋白質的背景即蛋白質只有在堿性條件下才會和Cu2+形成絡合物。學生看到后，會聯想到要鑒定蛋白質應先創設堿性環境，當然應先加NaOH，再加CuSO4。隨后再親自動手操作包括分開加和先混合加，觀察到不一樣的結果，印象深刻。

3.2 實驗本質過程教學中的整合點捕捉

建構主義理論指出教師應努力創設教學情境，而這些情境應在學生的“最近發展區”內，以原有的認知作為“生長點”。學生通過會話和協作實現新舊認知間的同化、順應和平衡，達成有意義學習。高中生物實驗有些是微觀的、抽象的，通過傳統的課堂教學很難講清楚，學生理解起來比較吃力。通過多媒體可把微觀世界放大，化抽象為具體、變復雜為簡單，給學生以直接的感官認知，較好的達成實驗要求和目標。例如：在講述滲透系統時，學生不易理解半透膜的概念。借助Flash動畫，學生容易明白半透膜就像篩子，直徑比半透膜小的分子可以通過，如水分子;直徑比半透膜大的分子不能通過，如蔗糖分子。在膜兩側如果存在濃度差，溶劑分子將從相對含量高的一側向相對含量低的一側的擴散，即為滲透作用。把該原理運用到“探究植物細胞的吸水和失水”的實驗中時，學生較難想象細胞如何吸、失水。教師通過多媒體，先動態視頻展示動物細胞在不同濃度的外界溶液中的吸、失水情況，激發學生的學習興趣。接著展示植物細胞結構模式圖，提出系列情景問題，設計質壁分離和復原的實驗，有助于學生理解。

3.3 與實驗現象分析的整合點捕捉

斯金納指出強化是伴隨于行為之后且有助于該行為重復出現的概率增加的事件。該事件作為一種外部強化物能給學生帶來愉悅的心情、成功的滿足感，可以增強學習者的自我強化和提高學習者的自我效能感。學生動手做實驗，在體驗實驗的過程中理解其中的原理、方法，同時也為了得到一份實驗結果。好的實驗結果可以對做實驗這一行為起到正強化的作用。因此教師在教學尤其是驗證性實驗中，應盡可能指導學生進行規范性操作，以期得到理想的實驗現象，從而增強實驗興趣。多媒體模擬實驗則可以把抽象和復雜的實驗變成較簡單和直觀的實驗現象，幫助學生突破重點和化解難點。

例如：在“色素提取與分離實驗”中實驗現象是比較容易獲得的。大部分學生在濾紙條上都可以得到清晰的三條色素帶，少數得到四條。在實驗結束后用投影技術把較為理想的實驗現象展示于大屏幕上。教師利用學生獨立完成的作品，通過對話，加以評價分析。這樣不僅增強實驗者的成就感和進行榜樣學習教育，同時也能夠促進對實驗原理、方法，色素的種類、含量等相關教學目標的達成，有著事半功倍的效果。這種做法也可以應用于“洋蔥根尖有絲分裂的觀察實驗”和“減數分裂”等較抽象的實驗講解中。

信息技術應用于生物實驗教學中還有許多的形式和案例，筆者在此只是略舉一二來說明。教師應善于捕捉兩者的“整合點”，在課標的指導下結合相應的教學目標和教學內容，把信息技術和學科教學進行有效整合，提高學生的生物學習興趣，激發學生動手實驗的積極性和主動性，培養學生的生物科學素養。當然信息技術和生物實驗教學的整合過程中，前者是為教學服務的，是教學的輔助手段。信息技術的運用盡可能做到因地制宜，恰到好處，不喧賓奪主，發揮信息技術在生物實驗教學中的特有魅力。