關于高中生物教材中技能訓練的教學探討

吳華端

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

摘 要：高中生物教材中的技能訓練欄目，是為了培養學生的科學過程技能而設置的練習性活動，不同類型的技能訓練課型其教學模式也有所不同。本文概述了高中生物教材中技能訓練欄目的類型、教學功能，并以具體案例為例，探討技能訓練課型的教學模式。

關鍵詞：高中生物教材；技能訓練；教學模式

基于新課標編寫的普通高中生物教材中的技能訓練欄目有實驗設計、理解圖表、分析數據、解釋現象、類比推理等，是為了培養學生的科學過程技能而設置的練習性活動。每個訓練項目都是以科學探究過程中的某一環節創設情境、提出問題，側重于某一項技能的訓練，所設計的問題及提出的要求都具有很強的針對性且都難以在教材中找到現成的答案。在高中生物教學過程中，教師應靈活運用技能訓練的素材，創造性地設計教學模式，全方面、多層次地提高學生科學探索能力。

一、高中生物教材中技能訓練的類型

高中生物教材中技能訓練的類型和內容較為多樣，以人教版高中生物教材為例，必修模塊共安排了14個技能訓練活動及相應的16個技能應用習題，按照所訓練技能的性質可以將其分為以下四大類：

1.數據分析、解釋和處理的技能訓練

這種技能訓練是培養學生整理、分析、解釋、處理以及運用數據進行推論并證明推論的能力。例如，《生物1》第56頁的“解釋數據”，要求學生從研究者的角度根據實驗數據通過歸納推理得出結論，并且要發揮想象力，分析這些實驗數據所隱含的規律，實驗設計方面是否存在著漏洞，是否可以從細胞的基本生命活動規律中尋找原因，如何為實驗中有核細胞的大量死亡做出合乎邏輯的解釋，等等。

2.圖形、圖表的解讀和處理的技能訓練

這種技能訓練是引導學生學會將科學探究中所得出的實驗數據或觀察結果，整理成表格、圖表或圖形的形式，以便于發現其規律，理解其含義，推導出結論，并且培養學生解讀圖表及繪圖的能力。例如，《生物1》第73頁“解讀圖表”中的“動物細胞內外離子的相對濃度”柱形圖的解讀，訓練的是學生數據轉換的處理能力；《生物2》第25頁的“識圖和作圖”，要求學生參照曲線圖填表與繪制曲線圖，就是要訓練學生分析圖表及作圖能力，同時加深學生對減數分裂的理解。

3.模型建構的技能訓練

這種技能訓練主要是讓學生通過模型建構活動，學習運用模型建構的方法來解釋生命現象，揭示生命活動規律。例如，《生物3》第6頁“構建人體細胞與外界環境的物質交換模型”活動，其目的是訓練學生迅速抓住事物的本質，化繁為簡，以模式化的形式呈現生命現象原型的精巧結構與其特定功能之間的相適應性，培養學生創造性思維能力。

4.實驗設計的技能訓練

這種技能訓練旨在模擬科學研究的一般過程，以問題解決為中心，通過“提出問題、做出假設、設計實驗、實施實驗、分析結果、得出結論、表達交流與評價”等過程，使學生潛移默化地接受科學方法的訓練和科學精神的熏陶。人教版高中生物教材共設置了6個該訓練項目，分別針對不同環節的實驗設計技能，如《生物1》第36頁的“設計實驗”，要求學生學會“控制變量、確定變量的測量方法、合理計劃實驗過程”；《生物2》第30頁的“類比推理”，提出了“推斷基因與DNA長鏈的關系”的問題，需要學生搜集資料，理性思維，推出結論；《生物3》第114頁的“運用術語準確表達”，是科學探索中必備的一項基本技能，要求學生從豐富的感性材料中通過分析、綜合、抽象、概括，把握事物的本質特征，并能用明晰確切的專業術語表述概念。

二、高中生物教材中技能訓練的教學功能

1.提升生物實驗教學的地位

長期以來，高中生物實驗教學存在著“重視實驗操作技能傳授，忽視過程能力培養”、“重視實驗結論的獲取，忽視科學方法的教育”等弊端，尤其是在“重邏輯思維輕形象思維”“科學就是邏輯思維”等認識的影響下，生物實驗教學目標仍側重于“雙基”，科學方法及科學思維訓練處于被弱化、被邊緣化的地位，這顯然已不適應當今以培養學生科學探究能力和創造性思維為核心的素質教育需要。利用技能訓練欄目，不僅有利于激發學生學習興趣，發展科學思維技能，形成良好的科學態度，而且有助于拓展生物實驗教學的教育價值，提高生物實驗教學地位。

2.促進師生教學角色的轉變

技能訓練的教學必須以學生為活動的主體，教師則轉變為學生學習活動的指導者、協助者和組織者。教師創設富有吸引力的教學情境，引導學生發現問題、提出問題，自主查閱資料，搜集證據，提出假說并設計可行的實驗方案，學會用規范術語或圖表闡明研究結果，利用證據與邏輯做出合理判斷，對結論進行辯護及做必要的反思與修正。學生通過模擬科學家科學探索過程的技能訓練，從過去那種“看實驗、聽實驗、模仿實驗操作”，追求反復記憶和重復訓練的“實驗操作工”角色，轉變為以“做中學”的學習方式建構知識、掌握科學的方法和技能、形成科學的思維方式和科學精神的主動探索者角色。

3.激發學生創造性思維的發展

技能訓練的教學強調要加強對學生進行歸納推理、類比推理、演繹推理、發散性和批判性思維、聯想能力的訓練，促使學生初步形成獨特的、新穎的創造性思維品質和創新精神。這種以求異思維為核心的創造性思維品質不是生來就有的，也不是“填鴨子”教授而成的，而是學生在長期的成長過程中以求知欲和好奇心為動力，展開豐富的想象，克服思維定式而逐漸形成的。教材技能訓練所設計的問題，并沒有給學生條條框框的限制，而是注意激發學生獨特的、靈活多樣的思維活動，鼓勵學生從多維角度利用已有的知識和經驗獨立思考，從分析到綜合，再從綜合到分析，舉一反三，進行發散性思維，尋找答案。

4.有助于加強科學方法的教育

科學方法既是實驗技能形成的基礎，又是調節和連接知識與技能的工具及橋梁。教材設置的14個技能訓練活動中就包含著豐富的科學方法，如實驗設計過程中的條件控制法，實驗數據處理中的比較、分類、分析和綜合的方法，實驗觀察法及對實驗結果的描述法，實驗結論推斷過程中的科學抽象、概括和模型建構法，獲得實驗結論所運用的科學邏輯法等。

通過這些科學方法的訓練幫助學生學會運用科學的方法去分析問題，探索規律。

三、高中生物教材中技能訓練課型的教學模式

技能訓練課型的教學目標是訓練科學過程技能，對學生能力要求比較高，教師要給予適當的指導和幫助，使之符合學生的“最近發展區”。不同類型的技能訓練課型其教學模式有所不同，以“分析與處理數據”與“實驗設計”技能訓練課型為例，初步探討技能訓練的教學模式。

1.“分析與處理數據”技能訓練課型的教學模式

（1）教學程序

（2）教學過程

以人教版高中《生物3》第5章第2節“生態系統的能量流動”中的技能訓練“分析和處理數據”為例。

階段一：準備活動。通過參考經典的生態學實驗案例“賽達伯格湖的能量流動”，引導學生學會定量地分析和處理生態系統能量流動過程中的數據，進而歸納概括出生態系統能量流動的規律，初步形成活動的思路。

階段二：分析數據。學生根據已形成的思路，所掌握的科學方法及思維方式，解讀、分析在玉米田這個具體的新情境中所獲得的數據。資料所提供的數據信息無法直接利用，必須結合化學知識和數學方法進行分析，從已知數據中整理出有助于解決問題的新數據，獲得繪制能量流動圖解的有效信息。

階段三：處理數據。根據以上計算結果，引導學生將抽象的數據信息進行轉換，以更為直觀、簡練的圖形或圖表形式表現出能量流經該玉米種群的變化情況，從而來訓練學生信息轉換與表達能力。

階段四：交流與評價。各小組推薦代表以準確的術語匯報計算結果，聽取其他小組的質疑并進行釋疑、解疑，對計算結果出現差異的原因進行辯護或做必要的修正；各小組展示圖表或圖解，比較、分析哪些作品更具科學性與直觀性；學生自評、互評，最后由教師歸納總結，總體評價。

2.“實驗設計”技能訓練課型的教學模式

（1）教學程序

（2）教學過程

以人教版高中《生物2》第1章第1節“孟德爾的豌豆雜交實驗（一）”中的技能訓練“設計實驗程序”為例。

階段一：創設情境，提出問題。教師提出一個生產中與植物雜交有關的問題，引起學生思考，建立起問題的框架：本來開白花的自花授粉的花卉，出現了有觀賞價值的紫花，那么，如何能獲得可商業化生產的開紫花的純種呢？

階段二：誘導點撥，做出假設。教師要誘導點撥學生以已有的遺傳規律知識、經驗或證據為依據，如子二代的性狀分離現象及其解釋、以測交實驗驗證假說的科學方法等，歸納提煉出自己通過發散思維形成的觀點，言簡意賅地表達出假設。

階段三：抓住核心，制定方案。學生回顧孟德爾的豌豆雜交實驗探索過程中假說——演繹法的運用，概括總結實驗設計的程序及注意事項，以表格形式列出實驗設計的要素。教師要引導學生抓住實驗設計的核心，關鍵在于如何控制實驗的變量，給出可操作的定義，如何建立對照實驗等。參考教材中“一對相對性狀雜交實驗”過程，確定本育種實驗所需的設備、工具、藥品試劑等，列出詳細的實驗步驟以及在實驗中要進行哪些觀察或測量、注意事項等。

階段四：做出預期，準確表述。教師要引導學生對計劃實施后“可能發生什么”做出推理，判斷預期的合理性，判斷假設與預期之間的邏輯關系，并以規范的專業術語簡潔明了地預測可能的實驗結果，即如果將所獲得的紫色花連續幾代自交，就能獲得開紫色花的純種植株。

階段五：表達交流，反思評價。各小組展示實驗設計方案，共同交流探討，相互啟發和資料共享，評價實驗設計方案是否合理、可行、簡便，并且通過對比與反思，總結本組方案設計的嚴謹和巧妙，也要找出疏漏之處，在吸納中肯意見的基礎上修正和完善實驗方案。

3.技能訓練課型教學模式實施的指導原則

（1）面向全體，尊重差異

技能訓練教學成效如何，關鍵在于大多數學生能否主動參與、親自動手操作、創新性的思維。教師應尊重每個學生的發展權利，關注學生的個體差異，調動起學生最大的主動性和積極性，投入到技能訓練活動中。

（2）注重過程，激勵創新

技能訓練的目標是培養學生實驗過程技能，讓學生在科學探究的體驗過程中，目的明確地鍛煉各項技能。教師在引導學生提高其技能的同時，盡量創造條件給予學生自由思考、努力探索和大膽創新的機會，這是形成科學精神和科學態度的基礎。

（3）靈活機動，效率優先

教材中個別訓練內容設置過于簡單，缺乏思維訓練價值，教師在教學過程中可以適當進行修改、補充，以提高教學效率。例如，《生物2》第25頁的“識圖和作圖”可要求學生再制作一個柱形圖，反映減數分裂染色體數目的變化。這樣，用一道題訓練了學生兩種作圖方法，而且能使學生比較兩種數據處理方式的異同，加深對減數分裂的理解。

參考文獻：

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2.楊計明.創造性教學[M].廣州：廣東高等教育出版社，2009.

3.趙占良.高中生物學新課程科學探究能力目標解析[J].生物學通報，2007，5：39-41.

（作者單位：福建省漳州詔安縣第一中學）