例談提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生參與度的策略

顧瑩瑩

(廣東省中山市中山紀(jì)念中學(xué) 528454)

在生物學(xué)教學(xué)中，學(xué)生基礎(chǔ)知識的獲取、科學(xué)方法的掌握、探究能力的培養(yǎng)和科學(xué)素質(zhì)的形成都離不開實(shí)驗(yàn)教學(xué)。由于高中階段沒有對生物學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的考查，師生普遍對實(shí)驗(yàn)操作的重視程度不夠。許多教師用課件講實(shí)驗(yàn)、視頻播實(shí)驗(yàn)來代替做實(shí)驗(yàn)，沒有提供機(jī)會(huì)讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)，從而導(dǎo)致學(xué)生對參與實(shí)驗(yàn)熱情不高、興趣缺失。筆者通過教學(xué)實(shí)踐和反思，總結(jié)了有效提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)參與度的三個(gè)策略。

1 實(shí)行分層教學(xué)，貼近學(xué)生“最近發(fā)展區(qū)”

實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，要求學(xué)生完成超出其操作能力的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生會(huì)“不知道怎么做”，只能看著教師做，沒有真正參與實(shí)驗(yàn)，長期以往會(huì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心；反之，簡單實(shí)驗(yàn)步驟的重復(fù)性操作，不利于提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ僮鬏^為熟練的學(xué)生會(huì)“不想做”，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的備課過程中，應(yīng)該關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，充分分析學(xué)生已有實(shí)驗(yàn)知識和實(shí)驗(yàn)操作水平，以及通過教師指導(dǎo)可能達(dá)到的水平，找到學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，實(shí)行因材施教的分層次教學(xué)。

1.1 根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分層教學(xué) 對步驟較少、操作簡單的實(shí)驗(yàn)，可采用獨(dú)立式教學(xué)[1]：學(xué)生根據(jù)教材和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)進(jìn)行預(yù)習(xí)，教師簡要提出要求和強(qiáng)調(diào)一些關(guān)鍵步驟后，學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行操作完成實(shí)驗(yàn)。例如 “用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體”實(shí)驗(yàn)、“檢測生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)”實(shí)驗(yàn)。

對步驟較多、操作繁復(fù)的實(shí)驗(yàn)，可采用分段式教學(xué)[1]：將一個(gè)實(shí)驗(yàn)分成幾個(gè)階段，教師講清一個(gè)階段的實(shí)驗(yàn)方法和注意事項(xiàng)后讓學(xué)生獨(dú)立操作，接著教師再講第二階段內(nèi)容，讓學(xué)生再獨(dú)立操作。例如，“葉綠體色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)可分為色素提取、制作濾紙條和畫濾液細(xì)線、層析法分離3個(gè)階段；“探究酵母菌的呼吸方式”實(shí)驗(yàn)可分為探究有氧呼吸方式和探究無氧呼吸方式兩個(gè)階段；“低溫誘導(dǎo)染色體加倍”實(shí)驗(yàn)可分為低溫誘導(dǎo)、固定、有絲分裂裝片制作3個(gè)階段。

1.2 根據(jù)學(xué)生差異分層教學(xué) 由于實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和自身動(dòng)手能力的不同，同一個(gè)班學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Υ嬖谳^大的差異。教師可以通過問卷調(diào)查、教學(xué)觀察、試題測評等方式了解學(xué)生的已有實(shí)驗(yàn)知識和操作水平，再根據(jù)調(diào)查結(jié)果實(shí)行分層教學(xué)。

例如，教材中有多個(gè)實(shí)驗(yàn)需要用顯微鏡觀察，顯微鏡的使用基礎(chǔ)很重要。在高中階段的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)“用顯微鏡觀察多種多樣的細(xì)胞”教學(xué)時(shí)，對從未用過顯微鏡的學(xué)生，可采取示范式教學(xué)：教師邊講解邊指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，教師示范一步，學(xué)生模仿一步，讓學(xué)生能初步掌握顯微鏡的結(jié)構(gòu)和操作步驟；對有一定基礎(chǔ)但操作不熟練的學(xué)生，可采取協(xié)助式教學(xué)：先讓學(xué)生嘗試獨(dú)立操作，教師在學(xué)生碰到困難時(shí)再給予指導(dǎo)，幫助學(xué)生順利完成實(shí)驗(yàn)；對熟練掌握操作步驟、能很快完成實(shí)驗(yàn)的學(xué)生，可采取拓展式教學(xué)：在學(xué)生獨(dú)立完成教材實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，布置新的觀察任務(wù)，如觀察口腔上皮細(xì)胞在濃鹽水和蒸餾水中的形態(tài)、比較菠菜葉上下表皮的異同等，讓學(xué)生有更多實(shí)驗(yàn)成功的體會(huì)。

1.3 根據(jù)能力要求分層教學(xué) 全國高考考試大綱中對生物學(xué)科的實(shí)驗(yàn)和探究能力提出了4個(gè)層次的要求：①能獨(dú)立完成“生物知識內(nèi)容表”所列的生物實(shí)驗(yàn)；②具備驗(yàn)證簡單生物學(xué)事實(shí)的能力；③具有對一些生物學(xué)問題進(jìn)行初步探究的能力；④能對一些簡單的實(shí)驗(yàn)方案做出恰當(dāng)?shù)脑u價(jià)和修訂[2]。教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該充分體現(xiàn)考綱思想并結(jié)合學(xué)生實(shí)驗(yàn)水平差異，實(shí)行分層次的教學(xué)，使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)和探究能力得到逐層的提高。

例如，“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原”實(shí)驗(yàn)，參考考綱的能力要求，可設(shè)計(jì)出難度遞進(jìn)的如下實(shí)驗(yàn)任務(wù)：①獨(dú)立完成教材實(shí)驗(yàn)；②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證細(xì)胞死活；③驗(yàn)證KNO3溶液中植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和自動(dòng)復(fù)原；④設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測定細(xì)胞液濃度。實(shí)施過程如下：教師根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Ψ纸M布置任務(wù)，小組課前預(yù)習(xí)并討論設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，課上教師協(xié)助學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)，全班匯總并討論分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2 設(shè)計(jì)微型實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)引入常規(guī)課堂

微型實(shí)驗(yàn)較普通實(shí)驗(yàn)具有省試劑、少污染、快速安全、便于操作等優(yōu)點(diǎn)，有些微型實(shí)驗(yàn)在教室常規(guī)課堂中就可以實(shí)施。教師應(yīng)充分發(fā)掘教材實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成微型實(shí)驗(yàn)的可能性，在課堂上為學(xué)生提供人人動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)。以下是兩個(gè)微型實(shí)驗(yàn)的實(shí)施案例。

2.1 葉綠體色素的提取與分離實(shí)驗(yàn) 該實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證葉綠體中色素的種類和各種色素的顏色。學(xué)生對分離色素的過程和結(jié)果尤其感興趣，但繁瑣而復(fù)雜的提取色素和畫濾液細(xì)線過程常讓學(xué)生“望而生畏”。課堂上教師通過簡化這兩個(gè)過程，讓學(xué)生重點(diǎn)操作層析分離，在短時(shí)間內(nèi)能獲得較好的實(shí)驗(yàn)效果。實(shí)施過程如下：①學(xué)生2人為一組，教師給各組分發(fā)材料用具：新鮮菠菜綠葉、1分面值硬幣、濾紙條、裝有層析液的帶棉塞試管；②將濾紙條一端剪去兩角，并在這一端1 cm處用鉛筆畫一條細(xì)的橫線；③用硬幣的鋸齒狀邊緣稍加用力的在菠菜葉面上劃線，硬幣邊緣的鋸齒槽內(nèi)就填滿了破碎的葉肉細(xì)胞，再將硬幣沿鉛筆線畫到濾紙條上，重復(fù)2～3次；④將濾紙條放入裝有層析液的試管中層析；⑤觀察并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這樣的實(shí)驗(yàn)簡化了操作步驟，在10 min內(nèi)可完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)。

2.2 果酒和果醋的制作 “果酒和果醋的制作”是密切聯(lián)系生活，能激發(fā)學(xué)生參與熱情的實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)的發(fā)酵周期較長，無法在一節(jié)課內(nèi)完成，而常規(guī)教學(xué)是教師先在課堂上講解實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)，再布置學(xué)生回家實(shí)踐。如果能在課堂上教師邊講解、學(xué)生邊操作，教學(xué)收效會(huì)更大。實(shí)施過程如下：①學(xué)生準(zhǔn)備材料用具：1瓶未開封礦泉水、1小串葡萄、1個(gè)盛水的容器；②打開礦泉水瓶，用里面的礦泉水沖洗葡萄(教師在該步驟提出思考問題：應(yīng)該先沖洗葡萄還是先去除枝梗？葡萄可以用洗潔精或濃鹽水來清洗嗎？為什么)；③將葡萄去除枝梗、徒手捏碎、裝入礦泉水瓶至2/3容積(教師在該步驟提出思考問題：為什么所用的發(fā)酵容器礦泉水瓶不用清洗消毒？能否只取葡萄果肉而將果皮丟棄？為什么不將礦泉水瓶裝滿)；④課堂上的操作步驟完成后，教師說明后續(xù)步驟：每天定時(shí)將礦泉水瓶蓋擰松放氣2～3次，不要完全揭開瓶蓋。果酒制成后，若加入適量醋酸菌，并適時(shí)通氣，可繼續(xù)發(fā)酵為果醋。如此以實(shí)驗(yàn)操作為主線，將實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)和注意事項(xiàng)以問題的形式穿插其中，使學(xué)生的動(dòng)手和思維能力都得到鍛煉。

3 設(shè)立評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，激發(fā)學(xué)生探究積極性

高考中對實(shí)驗(yàn)知識的考查不僅局限于教材實(shí)驗(yàn)，新背景材料的探究性實(shí)驗(yàn)更能體現(xiàn)創(chuàng)新能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和運(yùn)用生物學(xué)知識和方法解決實(shí)際問題的能力。在探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，由于條件和時(shí)間的限制，很多實(shí)驗(yàn)無法讓學(xué)生動(dòng)手操作，只能“紙上談兵”，學(xué)生容易覺得枯燥乏味。如果教師在學(xué)生探究過程中適時(shí)給出評價(jià)，就能有效激勵(lì)學(xué)生參與探究。根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究題的常見考點(diǎn)可設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(表1)。課堂上，教師可以先布置學(xué)生以分組合作的形式完成實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，再依次點(diǎn)評并按評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為每個(gè)小組評分。也可以由教師提供一份實(shí)驗(yàn)方案，師生共同討論分析對該方案進(jìn)行評分。如此用量化的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來引導(dǎo)學(xué)生探究，能有效激發(fā)學(xué)生的探究積極性，并活躍課堂氣氛。

表1 實(shí)驗(yàn)方案評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)