強力教學法介導下的生物學實驗教學應用

顧元輝

［摘要］ 強力教學法作為將“學習”轉變為“學會”的重要教學方法，有助于更為有效地傳授學生知識。結合生物學實驗教學課例，研究論述強力教學法應用的基本要點，即提供具有啟發性的實驗范例、精選具有延展性的實驗材料、再創具有遷移性的實驗項目、生成具有可視性的實驗記錄。

［關鍵詞］ 強力教學法；實驗教學；高中生物學；遷移創造；可視化評估

高中生物學實驗教學一定程度上存在著以講代做、淺層低效的問題，學生的學習行為是被動的，其學習效果取決于學生自身，而不是教師。教學方式的創新是提高教學質量和效率的有效手段。為此，我們嘗試在實驗教學中引入強力教學法。強力教學法以其靈活多變、新穎獨特的教學形式和行之有效的學習方式，有助于改變傳統生物學實驗課教學以講代做、淺層低效等弊端，提升學生主動參與學習的積極性。下文就結合具體案例，探討強力教學法的應用策略。

一、提供具有啟發性的實驗范例

在強力教學法中，榜樣作用是非常重要的。通過提供具有啟發性和引導性的示范，教師可以為學生樹立學習榜樣，在激發他們學習興趣的同時，也讓他們從示范中看到成功的模式和技巧，進而運用到自己的學習中。在生物學實驗教學過程中，教師應提供具有啟發性的實驗范例。通過具有啟發性的實驗范例，向學生展示生物學實驗的基本原理和方法。這些范例可以是經典的實驗案例、前沿的研究成果或者教師自己設計的精彩實驗。通過觀察和學習這些范例，學生能了解實驗的目的、步驟和關鍵技術，并從中獲得對實驗設計和數據分析的啟發。同時，學生也可以從實驗范例中學習科學思維和創新方法，通過觀察和分析范例實驗的結果，思考其中的規律和原理，并將這些知識應用到自己的實驗設計和探索中。在此基礎上進行探索和研究，既提高了學生學習效率，也培養了學生創新能力。

例如，在教授“遺傳平衡定律”時，可以提供遺傳變異模擬實驗作為范例。教師通過呈現模擬遺傳變異過程，幫助學生理解遺傳原理和探索變異對物種適應環境的影響。具體來說，準備彩色紙片，并將其切割成相同大小的小方塊。將每種顏色的紙片分別代表不同基因，如紅色紙片代表基因A，綠色紙片代表基因a等。學生可以根據自己的喜好，選擇兩張紙片進行交叉組合，記錄每次交叉組合的基因型和基因頻率，并觀察新生代群體中各個基因型的比例變化。后續可以引入基因變異，即將卡片轉變為其他顏色進行二次模擬實驗。在這一范例中，學生能夠深入了解遺傳變異的原理和機制，并發現基因型和基因頻率的變化遵循的遺傳平衡定律。此外，通過模擬實驗記錄和討論，學生還可以探討生物體的遺傳變異對其適應外界環境而不斷演化的具體作用。

二、精選具有延展性的實驗材料

強力教學法強調多次練習，以促進學習過程的長久記憶，以及深入理解。通過重復練習，學生能夠反復觸碰和運用所學概念和技能，從而加深知識記憶。而當學生嘗試解釋所學知識時，必須將新的概念與已有的知識框架聯系起來，并用自己的話表達出來。這種主動參與的過程有助于學生加深對知識的理解，并構建起個人的意義聯結。在應用強力教學法進行實驗教學時，教師需要根據實驗內容選取合適的實驗材料，并進行合理組合。通過了解這些實驗材料，學生在實驗過程中發現問題、提出問題、解決問題，并嘗試給出自己的解釋。這樣既能夠幫助學生清晰理解實驗基本原理，還能提升學生的實驗能力，激發學習興趣。

例如，在“葉綠素的提取”實驗教學中，教師可以選擇青菜、生菜、紫菜等作為實驗材料。通過對這些材料的分析并提取其葉綠素，了解到綠葉中的葉綠素主要以無機化合物的形式存在。在這個過程中，學生會對這些物質的性質和來源產生初步的了解，還會對色素在植物中的分布和功能有一定的認識，這些都有利于學生進行實驗學習。而且，教師還可以將幾種植物混合，讓學生進行不同植物色素提取的研究。具體教學活動中，教師可以提供色素提取的制備方案，供學生練習選擇不同材料。這樣，不僅培養了學生對實驗材料的整體認知，還幫助他們進一步理解植物色素的化學成分。

三、再創具有遷移性的實驗項目

強力教學法強調教師對學生學習過程、學習遷移能力的提問評估，以判定他們對初學知識的理解程度。通過提問評估，教師可以了解學生是否能將所學知識應用到新的情境中、靈活運用所學概念和技能。可見，在生物學實驗教學中，教師不宜讓學生重復已有的實驗項目，這樣會導致學生盲目開展實驗，降低實驗的效率。在具體教學中，通過遷移性的實驗項目，能讓學生在已有的知識基礎上學習新的知識，并在新知基礎上進行知識遷移運用。具體而言，創設具有遷移性的實驗項目的方法包括引入新的變量、轉換實驗條件、合并重組不同實驗、實踐解決實際問題等。在強力教學法的提示下，最為常見的一種教學方式便是鼓勵學生對已有的實驗項目進行再創，并引導學生關注實際生產生活問題的解決。

例如，在進行“果酒與果醋制作”的實驗時，可以鼓勵學生將自己制作的果酒和果醋的成品展示出來并進行評價。這樣的實踐活動有助于提高學生的綜合評價能力。學生根據自己制作的果酒和果醋的顏色、氣味、口感等，積極地進行評價。他們可以描述產物的外觀特征，比較不同樣品之間的氣味差異，嘗試并比較它們的口感。學生還可以根據自己的主觀感受發表個人意見。在這個階段，教師的角色是指導學生進行再創。比如，引導學生思考如下問題：你對自己制作的果酒和果醋有何評價？哪一個更成功？為什么？你是否發現了一些改進的方法或技巧？你有什么建議來提高果酒和果醋的質量？你是否注意到不同水果原料會對最終產品的味道、顏色和質地產生影響？你是否有興趣嘗試其他水果？這一系列的評價和再創的過程有助于培養學生的批判性思維和解決問題的能力。教學過程層層深入，鼓勵學生主動參與，增強他們的學習動機和合作意識，促進他們進一步探索改進制作工藝，進而感悟到科學本質的生產應用之維。

四、生成具有可視性的實驗記錄

強力教學法注重測驗與反饋，并將評價作為教學過程中的必要組成部分。通過定期測驗和及時反饋，教師可以評估學生的學習進展，幫助他們糾正錯誤，提升學習效果。并且，該教學法鼓勵學生自我評價，讓他們思考自己的學習進展如何，以及學習中的問題所在。在生物學實驗教學中，通過學生的實驗記錄，教師可以及時地了解到學生實驗中存在的問題，并及時提供指導。同時，在學生進行實驗記錄時，教師也可以通過觀察實驗記錄來了解他們的實驗情況，從而在實驗結束后有針對性地指導改進。可見，教師應當為學生提供良好的實驗記錄環境，讓學生自主地進行實驗記錄。在生成具有可視性的實驗記錄過程中，教師不僅了解到學生的實驗情況，還鍛煉了學生的自主思考能力。總之，教師通過實驗記錄對學生進行指導，不僅增強了學生的實驗興趣，還提高了學生的知識與技能掌握程度。

比如，在探究延伸“光合作用速率與光照強度的關系”這一實驗時，教師可以準備多盆水培植物，讓它們在相同條件下生長。首先，將植物放置在環境變量控制設備中，以確保光照條件一致。之后，采用光強度計測量并記錄當前的光強度，通過改變光強度，記錄不同光強度下的O2釋放量的測量值。接著，再改變水體溫度，進一步測量光合作用的強度。該過程中，教師需要提供實驗模板，讓學生填寫包括量化數據記錄、實驗原理記錄和二次應用思考記錄等內容，并使用表格和圖像等可視化方式來呈現實驗結果和數據。在完成整體實驗后，學生提交可視性的實驗記錄；教師則對其進行評價和反饋，檢查實驗記錄的完整性和準確性，并提供改進建議，如學生對可視化統計圖像的運用、圖表的清晰度、數據分析的適當性等。之后，教師針對實驗需要記錄的各部分提供具體意見，鼓勵學生進一步優化自己的實驗記錄。最后，學生根據教師的評價反饋，優化自己的實驗記錄，并再次提交或展示給教師和同學。

綜上，實驗學習活動的設計應“開合有度”，教師需要在提供足夠指導的同時，給予學生一定的自主性和靈活性。而在實驗教學過程中，引導學生的方式需要“放扶有度”，以平衡教師的指導和學生的自主探索。此外，教師還需要通過對學生學習成果的評估，讓學生能夠及時發現自己在實驗技能上的不足，并有針對性地加以改進，做到“行思有度”。

［參考文獻］

［1］露絲·波洛維.強力教學法——教得更好、更快[M].李爽，譯.杭州：浙江大學出版社，2022.

［2］丁奕然，張鵬.聚焦強有力知識構建初中生物學學科體系——解讀《義務教育生物學課程標準（2022年版）》 [J].課程教學研究，2022（09）.

［3］StollL，Harris A， HandscombG. Great professional development which leads to great pedagogy： nine claims from research[EB/OL]. （2012-09-01）[2023-06-20]. https：//www.gov.uk/government/publications/great-professional-development-which-leads-to-great-pedagogy-nine-claims-from-research.

［4］馮國慶，張夢蕓.聚焦探究實踐核心素養的生物學實驗教學主線設計[J].中小學班主任，2022（24）.

［5］左開俊.立足生物學模型構建的論證式教學研究[J].天津師范大學學報（基礎教育版），2022，23（02）.

［6］朱俊，丁奕然.促進深度學習發生的生物學實驗教學策略探討[J].基礎教育課程，2021（08）.