例談提高模擬實驗教學有效性的策略

胡藍青

【摘要】高中生物實驗教學中，模擬實驗有著不可或缺的地位，模擬實驗可以幫助學生化抽象為形象，激發(fā)探究思維，提高學生的生物學科學素養(yǎng)，但在實際教學過程中，模擬實驗往往沒有發(fā)揮出應有的作用，本文以調查種群密度的標志重捕法模擬實驗為例，提出了幾種旨在提高模擬實驗教學有效性的策略。

【關鍵詞】高中生物實驗 模擬實驗

【中圖分類號】G633.91 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）48-0168-01

生物學是一門以實驗為基礎的自然科學，實驗也是高中生物的一項重要內容，中學生物教學中，有許多模擬實驗，模擬實驗是指在生物知識的學習和研究中由于某些客觀條件的限制，基于研究主體的實驗無法開展，但我們?yōu)榱烁玫乩斫庵R，了解研究對象的相關特性，可以根據(jù)目前已經(jīng)掌握的相關理論，運用可以代替研究主體的一些替代物品進行模擬實驗，以獲取研究對象的相關信息和詳細資料。模擬實驗可以幫助學生化抽象為形象，激發(fā)探究思維，提高學生的生物學科學素養(yǎng)，在實驗教學中具有不可或缺的意義，但在實際教學過程中，筆者發(fā)現(xiàn)由于學生在進行模擬實驗時，對實驗目的、實驗原理、實驗步驟的不清楚，導致模擬實驗沒有發(fā)揮出應有的作用。本文以調查種群密度的模擬實驗標志重捕法為例，提出了幾種旨在提高模擬實驗教學有效性的辦法，以供參考。

一、實驗前進行必要的講解

教學要充分體現(xiàn)學生的主體地位因材施教，教學對象是本校平行班的學生，他們生物基礎較差生物素養(yǎng)一般，如果完全寄希望于他們通過課前預習或是課堂自學討論，難以達到透徹理解實驗的程度，本實驗中涉及捕捉、標記、放回、重捕以及統(tǒng)計數(shù)目等多個繁瑣且易混淆的步驟，這些內容既是重點也是難點，如果先做后講，往往實驗做的無效，實驗完了教師再進行彌補講解也依然不能達到很好的效果，應根據(jù)學生的實際情況調整課堂順序，由教師先進行適當?shù)闹v解，讓學生明明白白實驗，并在實驗過程中更好地鞏固之前所講的內容，才能發(fā)揮實驗應有的作用。

二、對實驗選材進行必要的創(chuàng)新

我校往年進行標志重捕法的模擬實驗所用材料是黃豆和紅豆，在實驗之前筆者組織學生對實驗取材展開討論，在討論中學生們指出了用黃豆做實驗材料的一些不足，如標記后的黃豆以紅豆代替，兩種大小形狀不同的豆很難做到完全一致，在重捕抓取時容易因學生主觀原因造成每個個體被重捕的概率不一致，造成估算時的科學性錯誤，筆者抓住時機，鼓勵學生以小組為單位就選材提出創(chuàng)新的建議：用黃色和紅色兩種材質規(guī)格完全相同的塑料珠子來代替紅豆和黃豆，用黃珠子代表被估算的種群個體，而用紅色珠子代表捕捉并標記的個體，由于黃珠子和紅珠子的大小材質完全一致，因此有效避免了重捕時可能會出現(xiàn)的主觀干擾因素，提高了實驗的信度和效度，為實驗的成功實施奠定了基礎。

三、實驗前明確步驟及器材的含義

模擬實驗一般都是針對學生比較難以理解的抽象的知識點設置的，旨在幫助學生更好地化抽象為形象，深刻理解知識的本質。因此，對于實驗目標及意義，教師有必要在實驗前向學生交代清楚，以取得更好的效果。作為模擬實驗，實驗中的每一個器材、每一個步驟都是對真實實驗步驟的再現(xiàn)，學生實驗前如果不清楚每個器材、每個步驟模擬的是什么，那么實驗就是照葫蘆畫瓢流于形式，實驗做完學生還是一知半解。在模擬標記重捕法的實驗中，第一次上這節(jié)課，在處理標記重捕法這部分內容時，學生只是觀看投影片上的標記重捕法操作步驟直接進行講解，輪到學生自己動手做實驗的時候，學生操作上出現(xiàn)了千奇百怪的錯誤，如：抓取黃珠標記成紅珠后又將抓取的黃珠連同紅珠一起放回，最后匯報估算結果時，各組的結果差距非常大，實驗信度效度不高 ，究其原因，還是學生對于模擬實驗制式照葫蘆畫瓢的一步步照做，而沒有深入思考每個實驗步驟的含義是什么，因此筆者改進了教學思路，在另一個班上課的時候，在學生動手實驗前增設了一系列問題串，這些問題按照捕捉——標記——放回——重捕的步驟順序提出，覆蓋了操作中所有的難點及在上一個班出現(xiàn)的錯誤操作，問題如下：

1.大燒杯中的黃色珠子，代表一種活動能力強的動物，他們“生活”在2.5平方米的課桌上。怎樣捕捉并對黃珠子進行標記？并追問：“那黃珠還要不要放回大燒杯？”

2.重新捕捉前和重新捕捉時分別需要注意什么？

3.怎樣做到隨機抓取？

通過上述問題串的設計，學生對實驗步驟以及注意事項已經(jīng)了然于心了，最后測算出的種群密度的數(shù)值也比之前班級信度提高了不少。

4.實驗結束后進行分析與反饋。

實驗結束之后，我又向學生提出了新的問題：

1.若個別標志物脫落，計算所得數(shù)值與實際數(shù)值相比是偏大還是偏小？為什么？

2.如果該動物被捕一次后更難捕捉，則往往導致調查結果偏大還是偏小？ 為什么？

問題問到這里，其實學生對標記重捕法的計算公式已經(jīng)有了比較深刻的理解了，這時拋出了最后一個問題。師：若做標記導致動物生病，調查結果將會怎樣？

通過問題串的設置，把一個大的難題分解成一個個明確而具體的問題，如果問題范圍過大，學生思考有難度，把問題按照每個實驗步驟進行分解，每個問題針對一個小點，各個擊破，學生才能最終完全把握。同時，問題的設置要落在學生的“最近發(fā)展區(qū)”內，讓他們有嘗試回答的興趣，跳一跳能夠接近答案，問題串的設計還需要注意在邏輯上有遞進關系，追問要層層深入，學生在思考過程中才能逐步建構自己的知識網(wǎng)絡，從而達到課前預設的教學目標。接著，小組又派代表匯報交流他們的實驗心得，對實驗中出現(xiàn)的問題及改進的方法提出了許多有意義的見解。

采用上述幾個策略，不僅提高了實驗的信度和效度，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)造思維和批判思維，讓學生掌握了實驗的實質，讓模擬實驗發(fā)揮了應有的意義，提高了學生的生物學科學素養(yǎng)。

參考文獻：

[1]姜小松.蘇教版高中生物模擬實驗的意義和作用.學子教育新理念，2014（5）：82.

[2]施茂慶.探索高中生物模擬實驗教學.福建基礎教育研究，2012（5）：117-118.