談生物實驗探究中的細節處理

摘 要：在特定的教學環境下，教學細節具有獨立的教學價值和意義。實驗探究中，教師對實驗細節的合理把握和適時調控，是提升實驗教學有效性的關鍵所在。

關鍵詞：實驗探究；細節處理；有效教學

教學行為是由一個個微小的教學細節如珍珠般串聯而成的。“泰山不拒細壤，故能成其高；江海不擇細流，故能就其深。”在特定的教學環境下，這些細節具有獨立的教學價值和意義。實驗探究是新課程倡導的生物教學的主要方式，一個規范、完整的實驗探究綜合了提出問題、做出假設、設計方案、從事實驗等一系列技能，是提高學生生物學素養的主要載體。在實驗探究中，教師對實驗細節的合理把握和適時調控，是提升教學有效性的關鍵所在。本文以蘇科版《生物學》教材中安排的實驗為例，從實驗方案的設計、實驗過程的把握、實驗結論的獲得三方面談談實驗細節的處理問題。

一、 推敲預設細節 實驗方案更為合理

凡事預則立，不預則廢。“課堂教學是一種有目的的、有意識的教育活動，預設是課堂教學的基本特性，是保證教學質量的基本要求。”[1]這種預設就是教學的一種方案，通常以教案或教學設計這樣的文本體現出來。一般來說，教材提供的實驗大多有比較完整的設計方案，預設的目標為有效實施實驗教學提供了保障，具有普遍的價值。但教學畢竟是一項復雜的活動，教材安排的實驗只是根據一般情況為教與學提供一種思路或設計方案，并不能完全滿足個性化教學的需求。這就需要教師樹立“用教材教”的觀念，在細節方面仔細推敲，再次充分預設，以保證實驗方案的科學性、合理性，促成教學效益的最大化。

例如，七年級上冊“綠色植物生長需要水和無機鹽” [2]一節中，設置了“探究無機鹽對植物生長發育的作用”的實驗。教材通過植物在土壤浸出液中和無土栽培培養液中能夠正常生長，在蒸餾水中不能正常生長的對照實驗，來說明土壤浸出液和無土栽培培養液中含有植物生活必需的營養物質；然后通過蒸發三種試劑的方式來檢驗無機鹽。由此推論，植物的根從土壤溶液里吸收無機鹽，才能維持正常的生活，同時解釋海爾蒙特實驗中，土壤減少的物質就是無機鹽。整個實驗方案，試圖以實證的方式告訴學生：無機鹽能調節植物體的生命活動，無機鹽是植物體的“建筑材料”。不過，這里存在認知的“漏洞”，學生會產生這樣的疑問：植物體內是否真有無機鹽呢？教學中，可以通過增設一個小實驗來證明：灼燒部分植物體，把灰燼溶于蒸餾水后過濾，蒸發濾液，得到結晶物質——無機鹽。這樣，就會形成一個完整的證據鏈：無機鹽是客觀存在的；在土壤溶液里有無機鹽存在；在植物體內也有無機鹽存在；植物體內的無機鹽來源于土壤溶液；無機鹽對植物的生長發育有重要作用。

教師不僅是教學活動的組織者和實施者，而且是教學內容的研究者和開發者。實驗內容的適度拓展，使得實驗方案的設計比原來更加科學嚴密，也更加符合學生的認知規律。這樣，基于一系列實驗事實，經嚴密的分析和推理、抽象和概括，就能建構一個完整的認知框架。同時，也可以科學地證明海爾蒙特實驗中，土壤中減少的物質的確是無機鹽。

二、 捕捉生成細節 實驗過程更為靈動

教學是一個發展的、生成的過程，生成性是新課程課堂基本的價值追求。教學實踐中，不管教師預先的設計有多么巧妙、周到，意想不到的變化總會打破原有的設計思路，此時不應拘泥于預先設定的固定不變的程式，“需要開放地納入直接經驗和彈性靈活的成分，教學目標必須潛在和開放地接納始料未及的體驗。……要鼓勵師生互動中的即興創造，超越目標預定的要求”[3]。實驗探究是一種更為開放的教學場景，經常會出現事前沒有預料到的偶發事件。在生成性理念的觀照下，教師要牢固樹立動態生成的意識，運用自身的教學經驗和教育智慧，敏銳捕捉這些偶發事件，并深入發掘細節中蘊藏的教育資源，在交往、互動過程中實現師生的共同發展。

例如，八年級下冊“人體的運動”一節教學中[4]，觀察完長骨的結構后，教師讓學生嘗試能否將其折斷。預設的情形是學生折不斷，從而體驗到“骨具有很強的抗壓力”這一特性。由于實驗用的長骨比較細長，一位學生竟把長骨給折斷了。面對意外，教師靈機一動，把問題拋給了學生：“為什么他能折斷長骨？”學生馬上回答說：“是因為這位同學力氣大，超過了這根長骨所能承受的范圍。”“這不就是骨折嗎？”教師順勢拿起折斷的長骨，重新演示了一下。看到教師的即興表演，學生會心一笑，隨即有幾位學生說自己曾經骨折過。“骨折后有什么感覺？后來是怎么處理的？為什么會痊愈？”在教師的連續追問下，學生你一言我一句：“感覺疼是因為骨的斷裂面比較鋒利，刺到了骨膜內的神經。”“石膏固定后，骨會自然愈合，是因為骨膜內的成骨細胞具有再生能力。”“還有，骨膜內有血管，在再生過程中起到營養的作用。”這樣，長骨結構的知識都納入到了問題解決過程中。

課堂是一個開放的環境，教學過程中的不確定性和非預期性因素是始終客觀存在的。一次生成性細節的捕獲，使課堂呈現了一幅跌宕起伏、柳暗花明的美麗圖景，在充滿激情的師生互動過程中，學生自覺運用已有知識經驗解決了實際問題，相關概念在潤物細無聲中得以進一步鞏固和深化，收獲了意料之外的驚喜。

三、 關注觀察細節 實驗結論更為科學

實驗探究的主要目的在于，學生通過對實驗中獲得的數據以及對觀察所做出的記錄進行對比、分析、推理、判斷，進而揭示出實驗對象之間的內在關系，得出正確的實驗結論，最終獲得科學知識。也就是說，在實驗中科學觀察能搜集科學事實，獲得感性材料，邏輯思辨能得出實驗結論，達成理性認知。顯然，觀察是否客觀、全面，決定了結論的可靠程度。達爾文曾說：“我既沒有突出的理解能力，也沒有過人的機智，只是在觀察那稍縱即逝的事物，并對其進行細致的觀察的能力上，我可能是在眾人之上的。”實驗中有許多細節看似微不足道，實則對實驗結果會產生重要影響。因此，在實驗中教師需要培養學生良好的觀察習慣，提高觀察的能力，不僅要讓學生善于抓住明顯的實驗現象，還要善于引導學生對細節進行細致觀察，從中發現細微的變化，在獲得充分事實的基礎上，得出更為科學的結論，從而提高學生對科學概念的認知程度。

例如，植物的蒸騰作用是一個經典實驗[5]，其目的是要求學生通過一組對照實驗明確植物體內的水分主要是經過葉片散發出來的，從而使學生對植物的蒸騰作用有直觀的認識，有助于學生理解蒸騰作用的概念和意義。一般的教學策略是，教師引導學生觀察實驗現象（保留葉片的一組塑料袋內壁上有大量水珠，錐形瓶內液面明顯下降），然后在對實驗現象的分析過程中建構相應概念。這樣的教學，從現象到結論，從感性到理性，確實符合教學規律，似乎無懈可擊。但從反饋的結果來看，有相當一部分學生對“蒸騰作用”這一概念產生了片面認識，認為蒸騰作用只發生在葉片部位。這樣的結果，和觀察的不全面、不細致有很大關系。教師一般只會引導學生著重觀察保留葉片一組的實驗現象，常常忽視去掉葉片一組的細微變化現象。為避免這一片面認識，教學中可以做如下處理：在初步形成概念后，教師可以引導學生反思，定義中為什么不描述成“從葉片內散失到葉片外”？學生做出猜測，有可能植物體的其他部位也可以進行蒸騰作用。這樣，把學生關注的焦點再次引向實驗本身，仔細觀察去掉葉片一組的實驗現象，學生發現塑料袋壁上也有少量水珠，只不過非常細小，不易察覺，容器內液面也是略微下降。這就是說，經植物的莖也可以散失水分，葉只不過是蒸騰作用的主要部位。

全面觀察實驗現象，充分獲取科學事實，是實驗探究成功的關鍵。案例中，正因為細致的科學觀察與縝密的理性思考相結合，建構的概念才是科學的、完整的，對概念的理解也是全面、深刻的。實際上，對照實驗的創設，有利于學生通過比較事物的差異，更好地發現實驗現象的細微之處，也有利于學生在充分感知的基礎上，探究某種因素與實驗對象的關系，把握現象背后的本質所在。

教學中，細節猶如跳躍的音符，充盈著靈動的智慧。在實驗探究中，對細節的處理折射出教師的教學理念和教學風格，蘊含著教師的文化底蘊和人格魅力。教學永遠是一門遺憾的藝術，也許我們無法讓每一堂課都完美無瑕，但可以在細節處理方面做到精致打磨、真實有效。

參考文獻：

[1]余文森.有效教學十講 [M].上海：華東師范大學出版社，2009：48.

[2]姚國平.基于概念建構的生物學實驗二次開發舉隅[J]. 中學生物教學，2015（11）：10-11.

[3]余文森.論教學中的預設與生成[J]. 課程·教材·教法，2007（5）：20.

[4]姚國平.巧用課程資源，活化概念教學[J]. 中學生物教學，2014（4）：28-30.

[5]姚國平.合理搭建實驗支架 有效形成生物學概念[J]. 中學政治及其他各科教與學，2015（12）：54-56.