生物實驗選材能力培養的教學策略研究

浙江 胡冬燕

一、問題的提出

生物科學是自然科學中的一門基礎科學，其實踐性很強。生物實驗是中學生物教學的基礎，也是教學的靈魂。實驗材料是否正確選擇和是否恰當處理，直接關系到實驗的成功與否。

生物的實驗與探究能力是高考的重點考查內容，包括對實驗器具的使用，實驗材料的選擇和處理，實驗目的、原理、方法和操作步驟等的考查，所以生物實驗選材能力的培養對于提高學生的生物實驗水平具有重大意義。

（一）教學誤區促成典型錯誤，提高學生實驗選材能力迫在眉睫

實驗題主要考查學生如何選擇合適的實驗材料和相關試劑進行培養并完成實驗設計。教師在閱卷中經常會看到這樣的答案：“將細菌置于培養瓶中培養”，寫出此答案的學生比例不小；還有學生回答“對細胞攪碎處理”“分離”“漲破”等（如圖1）。學生重做高考題，錯誤答案相似，典型錯誤凸顯。

圖1 高考實驗設計題典型錯誤展示

從學生的答案來看，以上示例中的選材、培養等操作形成錯誤看似只是一些細節性的小問題，其實不然，這是不同班級、不同學校的學生甚至有些教師都會出現的錯誤。從多年的閱卷反饋來看這個問題已經是一個不容忽視的典型錯誤。

從出現的典型錯誤反思日常實驗教學，教師往往在實驗教學開始之前就已經將實驗材料準備好，不需要學生根據實驗要求進行篩選。甚至有些時候教師迫于教學進度要求，為了節省時間，直接將培養好的材料提供給學生，學生只需要按照設計好的步驟加試劑，進行后續的實驗流程。

這樣“走流程式”的實驗教學對于學生來說并沒有起到實驗探究的作用。教師的日常教學走不出這個誤區，學生實驗能力的培養就無法實現，因為實驗的起點是實驗材料的選擇和培養，選材的正確是實驗成功的第一步，若是實驗的第一步錯誤，必然會影響接下來的實驗設計，所以提高學生實驗選材能力已經迫在眉睫。

（二）實驗設計得分堪憂，提高學生實驗選材能力很有必要

實驗設計類型題得分率普遍較低，大部分學生對實驗設計題已經逐步失去信心。實驗設計題的得分率不高，高分段人數也少。實驗設計題的高錯誤率讓學生害怕去做實驗題，而且平時做題的時候學生也多是為了完成任務，草草了事，這樣下去將會出現惡性循環，解題有效性會越來越低。

二、教學策略研究路徑

建構主義認為，知識不是通過教師傳授得到的，而是學習者在一定的情境下，借助獲取知識的過程，利用必要的學習資料，通過意義建構的方式獲得的。教師要以學生為中心，在整個教學過程中教師起到組織者、指導者、幫助者和促進者的作用，利用情境、協作、會話等學習環境要素充分發揮學生的主動性、積極性和首創精神，最終達到有效地實現對當前所學知識進行意義建構的目的。

在“選考”生物教學中，開展生物實驗選材能力培養的教學策略研究是十分必要的，筆者通過實踐證明在班級開展實踐活動是可行的。在教學策略研究過程中，筆者從引起學生重視、形成良好氛圍、動手實踐操作、應用拓展延伸等方面有策略地開展實踐活動，并設計了以下研究路徑（如圖2），且在實際研究中加以補充和調整，形成具體的實踐過程并獲得了相應的實踐成果。

圖2 生物實驗選材能力培養的教學策略研究路徑

三、教學策略的實踐過程

實踐活動是一種很好的突破教學誤區、矯正典型錯誤的有效方法。行為主義者認為，學習是刺激與反應之間的聯結。將行為主義學習理論應用在學校教育實踐上，就是要求教師掌握塑造和矯正學生行為的方法，為學生創設一種環境，在最大程度上強化學生的合適行為，消除不合適行為。

在教學實踐中，應用行為主義理論指導教學，先通過展示介紹提高學生對實驗選材的重視，再創設相應的教學環境，給予學生主動學習、探究的機會是提高學生實驗選材能力的一種有效方法。

（一）關注經典實驗的材料，感悟實驗選材的重要

在日常課堂教學中，學生可以接觸到很多成功的經典實驗，一般會比較關注實驗的結果以及實驗結果帶來的影響，往往忽略了科學家對實驗材料的選擇。因此在進行生物科學史的實驗展示教學時，教師需要適當強調科學家對實驗材料的選擇（如圖3），以及材料對實驗的影響，關注選材正誤與實驗成敗的關系。

圖3 關注實驗材料的正確選擇對實驗成敗的重要性

通過關注這些偉大科學實驗的成功離不開科學家合理地選擇實驗材料，學生可以感悟到實驗選材的重要性，并在今后的學習中，能主動重視實驗的選材。

案例：孟德爾雜交實驗材料——豌豆；赫爾希和蔡斯噬菌體侵染細菌實驗材料——噬菌體

通過在課堂中分析實驗材料與實驗成敗的關系，學生能深刻認識到一個實驗的成功離不開實驗材料的正確選擇，同時感悟到實驗選材能力提高的重要性，并表現出自我提高的強烈愿望。

（二）創立教室“生物角”，滲透自主選材的培養

情境教學理論認為良好課堂情境的創設，可以引發學生的新鮮感，使學生的大腦皮層興奮，激發學習熱情，培養學生的思維能力。創設觀察、實踐的平臺，貼近生活，在潛移默化中起到學習的作用，學生可以近距離觀察、接觸，激發了他們的好奇心。

在班級教室創立“生物角”，當有人在教室的角落擺放了適當的植物，學生會主動承擔培養責任，并觀察植物生長變化。培養的植物，在不同時期可以作為不同實驗探究的材料，在課堂教學中，可以讓學生分組根據實驗目的選擇教室中的素材進行實驗設計，并提供相應的儀器進行初步實驗探究。

隨著學習的深入、教材活動開展的增多，學生越來越善于觀察日常生活中的生物，并發現問題。同時會習慣性地比較不同生物的特點，適合用于探究何種實驗，利用教室里相關的材料進行探究，為進一步提高生物實驗選材能力奠定了基礎。

（三）制作開發實驗模型，提高自我選材能力

在課堂實踐中，許多經典實驗無法重現，但實驗設計的思路和實驗探究的思想卻是十分有價值的。在課堂教學中，可借助模型進行教學，模型具有直觀教學的作用，模擬經典實驗過程也是十分可取的做法。

指導學生制作實驗模型，這將極大地提高學生的積極性和學習參與度。學生在制作模型的同時，會不斷思考實驗的目的需求和實驗的可操作性，在這個過程中，學生的實驗選材能力得到進一步提升（如圖4）。隨著實踐的深入，學生開始嘗試獨立完成實驗材料的制作，并開始創新，設計出許多富有創造力的實驗材料模型，并將其應用于實驗探究，這進一步有效地提高了學生的實驗選材能力（如圖5）。

圖4 學生協助制作的細胞模型，并用于課堂實踐

圖5 學生自主制作的卡片模型及筆、筆芯模型

案例：自由組合定律/減數分裂—細胞、染色體模型（合作完成）

通過模型展示，模擬實驗過程，學生普遍感覺更加能理解相關知識，而且深刻體驗到實驗的重要性，更可喜的是學生更加愿意以實驗的方式來解釋科學知識。在高參與度的實驗過程中，學生的實驗設計能力得到進一步內化和提升。

（四）融入選修課堂探究，拓展實驗選材能力

在教學實踐中，開設生物實驗相關的選修課程，也是提高并完善實驗選材能力的有效途徑之一。在學生了解了一定的生物學相關知識后，組織學生進行實驗探究，并進一步進行實驗實踐，學生動手操作之后，感悟和提升很大。

筆者所在學校開設了“微生物與桐廬民間發酵食品”綜合實踐類選修課，在課程中學生利用提供的實驗材料進行發酵培養，并進一步制作相關食品（如圖6）。學生通過發酵培養，領悟到實驗材料培養的特殊要求以及環境因素改變會對培養結果造成影響，體會到實驗材料選擇的重要性。在不斷強化訓練的過程中，學生不僅提高了自身的動手能力，更能逐步完善實驗選材能力。

圖6 選修課程中利用發酵培養釀造米酒過程

四、教學策略的實踐成果

經過一段時間的實踐教學，實踐班級的課堂表現和教學效果在平行班級中表現更加突出。從課后檢測以及相關統測的成績反饋來看，學生的選材能力有所提升，從而實驗題的得分率也有相應提高，這更加激勵師生繼續開展實踐研究，并向平行班級推廣，希望能創新生物實驗教學，更能進一步促進師生共同發展。

（一）營造濃厚的實驗探究氛圍，在日常學習中提升了選材能力

隨著實踐的開展，學生在日常學習中逐步養成了樂于觀察、勇于探究的實驗精神，且會根據發現的現象，提出相關實驗問題，并尋找合適的實驗材料進行研究。教師辦公室（如圖7）、校園花草區（如圖8）都成了學生探究的場所，因此形成了良好的班級實驗探究氛圍，也進一步提升了學生的實驗選材能力。

圖7 教師辦公室的百合花

圖8 校園花草研究

案例：人工雜交實驗（雄蕊、雌蕊區分）——對辦公室里的百合花的研究、戶外尋找并探究實驗材料

（二）靈活完成選材類練習和檢測，在各類考查中展示了自我水平

通過實踐教學，在期中檢測和周六限時檢測中，實驗班級選材類題型準確率高出很多，在抽查中也表現出了更高的理解水平。

（三）激發高漲的生物學習熱情，在“7 選3”中體現了選考優勢

經過教學實踐，筆者發現學生對于生物學科的學習興趣大幅度增大，為了更進一步有效開展教學實踐，對實驗班級學生開展了相應的問卷調查，結果顯示：學生通過實踐活動，認為自身的實驗選材能力有了提高，并希望開展更多類似的實踐活動。

五、反思

在教學實踐過程中，教師也深刻認識到教學觀念的轉變和生物實驗教學的策略研究十分重要，為此，教師也進行了自我反思。隨著教育改革的不斷深化，教學理念的不斷更新，教改制度的變革，特別是新課程的改革，對教師提出了更高的要求。新課程改革為教師的課堂教學留下了較大的活動空間，教師可以充分地發揮特長，創造性地組織實施教學。

通過科學合理地滲透生物實驗材料選擇能力的培養，充分地利用它的優勢更好地輔助生物實驗教學，進一步提高生物實驗教學質量，并最終提高學生對于生物學科的學習興趣，更好地服務于高中生物教學。

教師還應在工作中不斷學習和實踐，努力提高自身的綜合能力和整體素質，這樣才能在課堂內外逐步滲透教學，以自我的生物實驗創新和實踐思想，引領學生尋找實驗素材，進行實驗探究，提升實驗技能。