初中生物實驗教學優化策略研究

王 偉

（甘肅省定西市安定區交通路中學，甘肅定西 743000）

高質量的初中生物實驗教學設計不僅有利于學生輕松獲取生物知識點和實驗探究技能，更重要的是可以幫助學生樹立科學態度以及協同創新精神，促進學生嚴謹務實地開展生物實驗探索。但是目前初中生物實驗教學體系中客觀存在一些薄弱環節，嚴重降低學生在生物實驗中的趣味和互動體驗，致使實驗教學成果大大縮水。為此，教師應當全面剖析初中生物實驗教學的優化要點，加強采取行之有效的優化措施，引導學生積極自主地發散科學思維、動手動腦，進而收獲更豐富的生物實驗探究經驗。下面我們就針對初中生物實驗教學優化目標展開策略研究。

一、初中生物實驗教學的優化要點

初中生物課程開展實驗教學的主要意圖，是通過實驗引領學生體會生物世界的精彩，啟發學生立足生物的視角去看待世界，以規范的實驗操作和嚴謹的觀察分析，最終構建生成實驗結論和原理，達到深化學生對生物理論概念的理解以及提升學生生命觀念和科學思維的目的。高效率的生物實驗教學并不是教師提供簡單器材、試劑、工具就可以實現的，而是要全程關注學生的實驗興趣激發情況以及生成狀態。從現階段初中生物實驗教學實況來說，大部分教師顯然沒有達到上述基準。經過生物學情分析和實驗理論實踐調研，筆者將初中生物實驗教學的優化要點概括整理為下列三個方面：

第一，初中生物實驗教學缺乏趣味化導入方式，學生參與生物實驗探究積極性偏弱。富有新意的實驗導入方式，是保障生物實驗教學實效性的先機條件。然而通過考量初中生物實驗教學現狀，筆者發現多數教師沿用的實驗導入方式對學生來說都欠缺足夠的吸引力。比如，教師一般是直接把生物實驗器材發放到學生手中，然后就讓學生按照既定的實驗計劃進行操作，學生往往在結束實驗操作活動后，還沒有領會到開展生物實驗的目的和背景，整個過程都是非常僵硬和機械的，這樣很難真正強化學生參與生物實驗探究的積極性，是教師需要著重優化的內容。

第二，現代化信息技術在初中生物實驗教學中應用比重較低，制約實驗教學水準的實質提高。現代化信息技術是增強學生生物實驗探究質量的“神器”，無論是在生物實驗教學的導入、探究還是虛擬實驗階段，信息技術和教學工具都可以發揮優越作用。但是通過對初中生物實驗教學的研判，總體來講現代化信息技術的應用比重是比較低的。就生物虛擬仿真實驗的開展情況而言，大部分教師鮮少在真實實驗室條件不滿足生物實驗需求時策劃實施虛擬仿真實驗，而是使用一些紙面形式的實驗材料讓學生簡單閱讀，制約生物實驗教學水準的實質性提高。

第三，初中生物實驗教學的自主、互動成分比較貧乏，阻礙學生合作意識、生物素養與探究技能協調完善。剖析初中生物實驗教學的優化要點，筆者發現大多數教師對自主性、互動性的實驗活動策劃開展較少，比如實驗探究方案是教師預先計劃規定好的，學生沒有合作研討以及自主建構實驗方案的機會，這會嚴重抹殺學生的科學思維以及創新意識。再者，在正式的生物實驗操作中，教師給學生留出的互動探究空間非常狹窄，鮮少組織學生互相交流實驗操作手法和經驗，阻礙學生合作意識、生物素養以及探究技能的多維度完善。這些生物實驗教學缺陷都亟待教師優化和彌補。

二、初中生物實驗教學的優化策略

（一）創設有趣的導入情境，煥活學生參與生物實驗探究的內在動機

學生在正式參與生物實驗探究之前，對實驗內容、目的以及背景都是知之甚少的，教師必須先著手優化生物實驗的導入方式，才能使學生專注于實驗探索和分析。應用情境創設法是優化生物實驗導入的最佳方向，教師可以將生物實驗與信息技術、日常生活以及故事材料有機聯系起來，創設豐富有趣的實驗導入情境，進而煥活學生參與生物實驗探究的內在動機。基于生物實驗導入優化的情境創設措施有如下三項：

第一，創設多媒體形式的實驗導入情境。具體在創設此類情境時，教師可以利用多媒體技術工具為學生制作實驗導入課件。如在認識生物和環境的有關實驗課程中，教師就可以搜集精選一些生物科幻片，使用剪輯工具裁切合適的片段，然后再把實驗研究課題整理成簡潔易懂的文本資料，與科幻片組合到一起制成實驗導入課件播放給學生，同時跟進實驗導語：“同學們，觀看完生物科幻片、閱讀完實驗課題文本資料，大家有什么發現？”學生開始踴躍猜測和交流環境與生物之間的相互作用與影響，教師認真傾聽后就可以順勢導出生物實驗主題：“同學們的猜想新奇且精彩，但是事實是否如大家預測一般呢？下面我們就通過實驗來驗證。”這樣，學生就可以順利進入生物實驗探索狀態［1］。

第二，創設與生活相關的實驗導入情境。立足生活視野創設生物實驗導入情境，能夠迅速拉近學生和實驗課題的距離，教師應當根據具體實驗內容為學生甄選和呈現生活素材。如在觀察動物或植物細胞的生物實驗課上，教師在導入時就可以在白板投屏上出示具體的動物或植物圖片，也可以直接指著教室內的一盆綠植向學生提問：“同學們，白板上的動物和植物形象以及教室中的盆栽想必大家都不陌生，能說出它們的名稱嗎？”學生爭先恐后地反饋動植物名稱，教師追加導語：“同學們反饋的名稱都非常正確，你們知道嗎，動植物細胞的真實樣子和它們的外貌是截然不同的，在顯微鏡下我們可以看得一清二楚！”這樣，學生既體會到生活中無處不在的生物知識，也會以飽滿的熱情投入到生物實驗探究中［2］。

第三，基于科學家故事創設實驗導入情境。每一個生命現象被發現的過程背后，都可能隱藏著一個曲折的科研故事，這是教師創設生物實驗導入情境的有力材料。在具體應用時，教師可以根據生物實驗內容搜集科學家故事，或是截取某位生物學家的傳記片段，先在白板投屏上展示科學家的形象照片，然后向學生講述科學家研究和發現生命變化規律的故事和事跡，講述完畢后提出問題：“同學們，聽完科學家故事你有哪些收獲？”有的學生說認識了新的生物概念或定理，有的學生說科學家得到生物研究成果的過程太艱辛了……教師隨即就可以揭示實驗研究課題，這樣借助科學家故事的引領，學生就能對本次生物實驗的目的和背景了然于心。

（二）布設實驗方案設計任務，拓展學生在生物課堂的自主學習空間

在上文分析初中生物實驗教學優化要點時我們談及，目前生物實驗課程的自主、互動成分比較貧乏，教師要想改觀這種局面，可以嘗試在實驗教學中適度放手，轉變成實驗課程的策劃者和組織者，為學生布設生物實驗方案設計任務，用任務驅動學生主體探究意識，讓學生以小組合作形式研討構建實驗方案，這樣學生在生物實驗課堂的自主學習空間可以得到大幅拓展。相關的優化策略實施方法如下：

第一，合理發布生物實驗方案設計任務。在這一步驟，教師可以先使用微課件向學生詳細介紹生物實驗的內容和目的，然后在白板投屏上出示一份學生以往做過的生物實驗方案模板，模板細則包括實驗名稱、實驗簡易流程圖、實驗所需材料、過程控制方法以及實驗記錄表等等，同時發布實驗方案設計任務：“同學們，老師展示的這份生物實驗方案模板取自大家以往做過的實驗，相信不少同學都回憶起相關實驗流程，下面就請大家參照這份實驗方案模板的流程和內容，為本課實驗研究主題設計一份完整的實驗方案。”這樣，教師就合理發布了任務，學生在后續方案研討中也能有據可依［3］。

第二，組織學生合作分工編制實驗方案。在這一步驟，教師可以把學生組建為若干小組，發動各組學生分工協作開展生物實驗方案的研討和編制。教師在此期間可以滲透必要的設計指導和啟發。例如，學生在研討和設計生物實驗過程控制方法時，教師可以啟發學生從溫度、時間、操作手法和變量控制等方面展開思考，如實驗方案中的變量最好設置成唯一的，每個操作環境都要設定好溫度、時間控制區間等等。在學生完成生物實驗方案模板中所有細則環節的設計策劃后，教師可以留出幾分鐘時間讓學生組間交流借鑒，進一步補充和完善實驗方案中不詳實的部分，這樣學生就自主高效地解決了生物實驗方案設計任務。

（三）提供完備的實驗器材，引導學生在互動中完成生物實驗操作

教師在優化初中生物實驗教學時，應當專精強化學生的互動探究和手動操作能力，給學生提供優質的生物實驗條件，引導學生在互動中完成生物實驗操作，使學生高效習得可靠的實驗探究技巧，從而讓生物實驗自主權重新交還到學生手中。對應的優化措施實施路徑如下：

第一，按學生設計編制好的實驗方案，提供完備的實驗器材。學生在先前設計的生物實驗方案中已經羅列出所需器材，教師所要做的就是把這些器材發放給學生，確保每個實驗小組都擁有完備的實驗器材。接下來，教師可以發布一項器材核查任務：“同學們，實驗器材已經發放到位，請大家參照實驗方案再核查一遍，看看實驗儀器是否能正常使用，各種瓶、管、玻璃片是否有破損，主要試劑的稱量是否準確。”各組學生核對無誤后，生物實驗操作方能繼續進行。

第二，指導學生互動規范實驗操作手法，做好實驗觀察記錄。在這個階段，教師可以先親身為學生演示一遍實驗操作技法，然后指導各組學生按照預先設計好的實驗過程控制方法，互相監督和規范實驗操作手法。比如，部分學生在搖晃、攪拌培養液或試劑時，沒有注意控制時間和溫度，其他組員要適時提醒，以免因不規范操作影響實驗現象的生成。觀察和記錄在生物實驗中必不可少，教師需要指導各小組都設立一名專門的實驗記錄員，在初步生成實驗現象后，鼓勵所有組員一起觀察實驗現象，如果是顯微鏡下可見的實驗現象，組內成員可以輪流使用儀器觀察，最后互動描述和討論生物實驗現象，由實驗記錄員詳細記錄，這樣具有互動探究效用的生物實驗操作活動就開展完畢［4］。

（四）加強虛擬仿真技術應用，優化落后局限的生物實驗教學環境

現代化信息科技在初中生物實驗教學中應用比重不足的問題，是教師首要優化的重點。初中生物教學中的實驗課程類型非常龐雜，但部分實驗在真實的實驗室條件下無法有效開展，應用虛擬仿真技術是優化生物實驗教學的必然趨勢，可以改善現有落后局限的實驗教學環境，讓學生對每節生物實驗課都能獲得良好的探究體驗。借助虛擬仿真技術優化生物實驗教學的措施如下：

第一，借助虛擬實驗室引領學生體驗真實的生物實驗流程。目前應用最廣泛的虛擬實驗室是我國網絡實驗軟件同步實驗室，針對材料不易得、培養基制作時間較長的生物實驗，都適合應用虛擬實驗室［5］。在具體應用時，教師可以在多媒體教室中指導學生登錄計算機上的同步實驗室平臺。教師和學生分別在平臺注冊身份后，教師在平臺搜索框中輸入生物教材的實驗課題，平臺就會彈出對應的虛擬仿真實驗活動。教師指導學生點擊實驗活動的開始按鈕，虛擬的實驗場景畫面和操作提示就會呈現在學生眼前，學生可以按照提示開展仿真性的實驗操作。如果學生點擊操作錯誤，平臺還會自動發出糾正提醒信號，這樣學生就能體驗到真實的生物實驗流程。

第二，采用虛實結合方式優化傳統生物實驗。教師應當認真研判生物實驗內容，分析出哪部分內容適宜應用虛擬仿真技術，哪部分內容能夠在真實環境下開展，按照虛實結合的方式優化生物實驗。如某項生物實驗從材料獲取到操作，現有實驗條件都能滿足，只是最終實驗現象不易生成，那么除實驗現象觀察環節以外，教師可以帶領學生實施傳統生物實驗，在現象觀察步驟再啟用虛擬實驗平臺中的實驗現象畫面，引導學生觀察、分析、討論得出生物實驗結論，這樣傳統生物實驗和虛擬仿真技術就得到互補與優化。

三、結語

綜上所述，教師在針對初中生物實驗教學開展優化工作時，應當通過創設有趣的導入情境、布設實驗方案設計任務、提供完備的實驗器材、專精指導實驗觀察記錄以及應用虛擬仿真技術等路徑，全面煥活學生參與生物實驗探究的內在動機，拓展學生的自主、互動空間，引領學生習得可靠的生物實驗探究技巧，從而實現對初中生物實驗教學的總體優化。