新課程背景下提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性初探

鐘美群

【摘要】本文就新課程背景下提高高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性,對如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力談點(diǎn)個(gè)人看法。【關(guān)鍵詞】新課程目標(biāo)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、有效教學(xué)、科學(xué)探究

新課程的一項(xiàng)重要目標(biāo)之一是過程與方法,這一目標(biāo)變“追求學(xué)習(xí)的結(jié)果”為“強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的過程”,注重學(xué)生學(xué)習(xí)過程的積極體驗(yàn)和科學(xué)方法的掌握與內(nèi)化。從新課標(biāo)可以看出對學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能目標(biāo)已大大提高,衡量實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的標(biāo)準(zhǔn),不僅包括以往教學(xué)大綱的基本技能目標(biāo)是否達(dá)到,還包括科學(xué)探究技能目標(biāo)有否達(dá)成,要求學(xué)生不僅會動手做實(shí)驗(yàn),而且要像科學(xué)家那樣思考和研究問題。新課標(biāo)創(chuàng)造性的將以往隱藏在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的技能特別是科學(xué)探究技能充分挖掘出來,在高中階段大力培養(yǎng)。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),就要推動學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變革,即由被動接受性學(xué)習(xí)向主動探究性學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變。具有一定的科學(xué)探究能力不僅是實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變的前提,也是衡量實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的指標(biāo)之一。

タ蒲探究是指學(xué)生用以獲取知識、領(lǐng)悟科學(xué)的思想觀念和科學(xué)家研究自然界所用方法而進(jìn)行的各種活動。高中生物新課程倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí),將發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力和增強(qiáng)學(xué)生的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本技能,列入了新課程的具體目標(biāo)。尤其是對發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力,《標(biāo)準(zhǔn)》中提出11項(xiàng)具體要求,其中的許多方面只有通過實(shí)驗(yàn)探究才能實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在生物教學(xué)中具有重要作用,不僅培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的探究能力和創(chuàng)新精神,而且對促進(jìn)新課程所倡導(dǎo)的探究性學(xué)習(xí)具有重要意義,也對促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性起著重要的作用。探究性實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生探究能力和創(chuàng)新精神的重要途徑,因此,教師應(yīng)積極開發(fā)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,創(chuàng)設(shè)探究情景,為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)、探究問題、動手實(shí)驗(yàn)的機(jī)會。鼓勵(lì)學(xué)生以教材為藍(lán)本選擇新的實(shí)驗(yàn)材料,調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性;教師可變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探究性實(shí)驗(yàn),鼓勵(lì)學(xué)生的求異思維,也可以對課本實(shí)驗(yàn)作適當(dāng)?shù)耐卣?培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力和對實(shí)驗(yàn)理論、方法遷移應(yīng)用能力。

1.創(chuàng)設(shè)問題情境,強(qiáng)化學(xué)生的探究意識

ヌ驕渴譴游侍飪始的,發(fā)現(xiàn)和提出問題是探究式學(xué)習(xí)的開始。心理學(xué)研究表明:問題意識是思維的起點(diǎn),沒有問題的思維是膚淺的、被動的思維。在問題意識的驅(qū)使下,讓學(xué)生自主、積極地投身其中,通過觀察、實(shí)驗(yàn)、分析、思考等活動,體驗(yàn)知識的獲得過程。這也體現(xiàn)了新課程教學(xué)策略之中的問題情境策略。因此,善于創(chuàng)設(shè)問題情景,提出適合探究、值得探究的問題就顯得尤為重要。但剛進(jìn)入高中階段的學(xué)生探究性實(shí)驗(yàn)做得較少,對此感到無從下手,教師可以先對科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的步驟進(jìn)行介紹:提出問題→做出假設(shè)→制定計(jì)劃,實(shí)施計(jì)劃→發(fā)現(xiàn)規(guī)律,得出結(jié)論→表達(dá)交流。這一過程最好是在教學(xué)過程中得以體現(xiàn),教材中有很多科學(xué)家所做的實(shí)驗(yàn)都是經(jīng)典的探究性實(shí)驗(yàn)。教師要善于利用這些素材,創(chuàng)設(shè)適合的問題情景進(jìn)行探究性教學(xué),讓學(xué)生樹立探究意識。例如在“酶的發(fā)現(xiàn)”教學(xué)中,就可以在學(xué)生預(yù)習(xí)之后,設(shè)置下列問題讓學(xué)生交流討論:

(1)科學(xué)家斯帕蘭札尼所做的實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證什么?

(2)你能猜想一下當(dāng)時(shí)斯帕蘭札尼在實(shí)驗(yàn)前提出了一個(gè)什么樣的假設(shè)?

(3)斯帕蘭札尼所設(shè)計(jì)的方案其巧妙之處是什么?為什么要這樣設(shè)計(jì)?

(4)斯帕蘭札尼發(fā)現(xiàn)了什么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?得出了什么結(jié)論?

(5)你能像科學(xué)家斯帕蘭札尼一樣設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證酶是一種蛋白質(zhì)嗎?把你的探究步驟寫下來,和同學(xué)交流。

ネü設(shè)置這樣的問題流程,使學(xué)生不僅了解科學(xué)家所做的實(shí)驗(yàn),更重要的是熟悉了科學(xué)探究的一般過程和方法,從而強(qiáng)化了學(xué)生的探究意識,也是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的前提。

2.變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探究性實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)生的探究興趣

ヌ驕啃允笛槭茄生在做實(shí)驗(yàn)之前并不知道結(jié)論的實(shí)驗(yàn),相對于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)來說,更有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和探究能力。現(xiàn)行高中生物學(xué)教材中有很多驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),這在一定程度上能培養(yǎng)學(xué)生的操作能力,但這種按部就班的操作對學(xué)生的思維和創(chuàng)新能力的形成是不利的。教師可以在實(shí)驗(yàn)操作前將實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?nèi)容與探究相結(jié)合,變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探究性實(shí)驗(yàn)。例如,“生物組織中還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)的鑒定”這個(gè)實(shí)驗(yàn)要求:還原糖要用新配制的C_u(OH)₂來鑒定。在學(xué)生動手操作前,筆者提出這樣的問題:能否將C_u(OH)₂預(yù)先配制好保存起來,實(shí)驗(yàn)時(shí)再拿來使用?學(xué)生有的說可以,有的說不可以。筆者繼續(xù)引導(dǎo):既然意見不同,何不探究一下呢?學(xué)生一下來了興趣,每一組(6人)設(shè)計(jì)了兩個(gè)方案,根據(jù)提供的試劑(已配制好,并放置了幾天的C_u(OH)₂溶液、0.1%g/ml的NaOH溶液、0.05g/ml的C_uSO₄溶液進(jìn)行了探究。而在進(jìn)行探究的過程中,有的小組又提出了這樣的問題:(1)教材中說斐林試劑的甲液和乙液必須混合,才能加入組織樣液中進(jìn)行檢測。那么是否可以在樣液中先加NaOH后加C_uSO₄,或先加C_uSO₄后加NaOH呢?(2)雙縮脲試劑能否不按教材中說的先加A液后加B液,而先混合后再進(jìn)行檢測呢?(3)斐林試劑和雙縮脲試劑的成分是一樣的,那么是否可以用斐林試劑來檢驗(yàn)蛋白質(zhì),用雙縮脲試劑來檢驗(yàn)還原糖呢?針對這些問題,筆者并沒有肯定一種說法而否定另一種說法,而是鼓勵(lì)學(xué)生去探究。這樣就打破了依照教材按部就班進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的做法,使“照方抓藥式”的實(shí)驗(yàn)操作變成了讓學(xué)生自主探究的學(xué)習(xí)過程,這樣不僅能幫助學(xué)生更加牢固地掌握知識,同時(shí)也激發(fā)了他們的探究興趣,培養(yǎng)了他們的探究能力和創(chuàng)新精神。當(dāng)然,教材中這樣的例子還很多。例如,“觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原”可以改為“植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原的材料和試劑選擇的探究”。又如,在學(xué)習(xí)“生長素的生理作用”時(shí),可以通過探究某種植物生長的適宜生長素濃度來開展學(xué)習(xí)和討論。另外,教材中還有一些“不能”“不許”的內(nèi)容,可以引導(dǎo)學(xué)生以懷疑的態(tài)度去探究,這樣獲取的知識更牢固、理解更深刻。

タ杉,教學(xué)實(shí)踐中教師完全可以根據(jù)現(xiàn)有條件和學(xué)生實(shí)際的認(rèn)知能力,有選擇地將教材中一部分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn),提高生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性,促使學(xué)生在知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀"三維目標(biāo)"上獲得可持續(xù)的進(jìn)步和發(fā)展。因此,教師要以認(rèn)真分析教材、挖掘教材,同時(shí)也要認(rèn)真聽取學(xué)生提出的問題,把驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn),從而激發(fā)學(xué)生的探究興趣,也是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的保證。

3.拓展課本實(shí)驗(yàn),發(fā)展學(xué)生的探究能力

ジ咧猩物學(xué)課本中安排了許多實(shí)驗(yàn),對這些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)拓展,可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力和對實(shí)驗(yàn)理論、方法遷移應(yīng)用能力,發(fā)展學(xué)生的探究能力,從而達(dá)到“能將這些實(shí)驗(yàn)涉及的方法和技能進(jìn)行綜合運(yùn)用”的要求,也是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的關(guān)健。

3.1優(yōu)選性拓展

ジ據(jù)實(shí)際情況,對課本實(shí)驗(yàn)的材料和實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行優(yōu)選和優(yōu)化,能有效地提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和發(fā)展學(xué)生的探究能力。

3.1.1優(yōu)選實(shí)驗(yàn)材料

ジ咧鋅偽局興列的有關(guān)實(shí)驗(yàn)材料,有時(shí)會受地域和季節(jié)限制而不易采集到,有時(shí)即使采集到但實(shí)驗(yàn)效果會不太理想,教師可以因地制宜,采集一些當(dāng)時(shí)本地易得的實(shí)驗(yàn)材料,讓學(xué)生做探究實(shí)驗(yàn),還可以讓學(xué)生自帶其它材料做探究實(shí)驗(yàn),選擇出最佳的實(shí)驗(yàn)材料。例如:學(xué)生做“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)時(shí),教師除了提供菠菜葉外,還可以提供青菜葉、韭菜葉等。學(xué)生做“觀察植物細(xì)胞有絲分裂”實(shí)驗(yàn)時(shí),教師除了提供洋蔥根尖,還可提供大蒜根尖、蔥根尖、朱頂蘭根尖等。上述實(shí)驗(yàn)的材料可以讓學(xué)生分別進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn),如果時(shí)間不允許,也可以讓學(xué)生分組對其中一種材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn),再比較哪組實(shí)驗(yàn)效果最佳。

3.1.2優(yōu)化實(shí)驗(yàn)步驟

グ湊湛偽臼笛橐求的方法步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn),有時(shí)難以獲得理想實(shí)驗(yàn)結(jié)果,這時(shí)就可以讓學(xué)生思考、討論探究其他的實(shí)驗(yàn)方法。例如,學(xué)生在進(jìn)行“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)時(shí),學(xué)生發(fā)現(xiàn)用毛細(xì)吸管不容易把濾液細(xì)線劃勻,甚至有時(shí)還會把紙劃破,此時(shí)筆者提出你能找到替換毛細(xì)吸管的更合適的畫線方法嗎?讓學(xué)生交流、討論和嘗試后教師再為學(xué)生提供蓋玻片,讓學(xué)生試著將二片蓋玻片迭在一起后,利用其一側(cè)蘸濾液用“蓋章”法蓋出濾液細(xì)線;在分離綠葉中色素時(shí),也可以鼓勵(lì)學(xué)生分離色素的其他方法,教師再為學(xué)生提供圓型濾紙,讓學(xué)生試著用濾紙條做出濾紙棒,再將濾紙棒插入層析液進(jìn)行色素分離。通過這樣的改變。不但實(shí)驗(yàn)效果明顯,加深學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理的理解,還激發(fā)了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性和創(chuàng)造性,發(fā)展了學(xué)生的探究能力。

3.2定量性拓展

タ偽舅安排的實(shí)驗(yàn)都是定性實(shí)驗(yàn),在學(xué)生進(jìn)行某些課本實(shí)驗(yàn)過程中,教師可有目的地要求學(xué)生進(jìn)行一些定量統(tǒng)計(jì)和思考。例如,在學(xué)生進(jìn)行“觀察植物細(xì)胞的有絲分裂”實(shí)驗(yàn)中,要求學(xué)生將所觀察視野中的細(xì)胞總數(shù)和處于間期、前期、中期、后期、末期的細(xì)胞數(shù)目分別統(tǒng)計(jì)記錄下來,從而定量計(jì)算出有絲分裂各時(shí)期在細(xì)胞周期中所占比例。在學(xué)生做了“觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原”實(shí)驗(yàn)后,要求學(xué)生能檢測成熟植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度大小。

3.3應(yīng)用性拓展

ト綰臥諳鐘械目偽臼笛樽試椿礎(chǔ)上進(jìn)行拓展,并將課本實(shí)驗(yàn)的原理、方法應(yīng)用于解決日常生活、生產(chǎn)實(shí)踐中的有關(guān)問題?這值得師生共同探討。

在學(xué)生做完“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”實(shí)驗(yàn)后,可要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)實(shí)驗(yàn)方法,檢測鑒定某品牌脫脂奶粉是不是用全脂奶粉冒充的?是否含有淀粉?也可以告訴學(xué)生,據(jù)藥理研究,一種茅草的根內(nèi)含有降血糖的因子及多種有益于健康的成份,某公司將它開發(fā)成一種保健飲料。該產(chǎn)品是否適用于糖尿病患者,請學(xué)生以此作為探究課題,來鑒定該種茅草的根是否含有還原糖和淀粉。

3.4探究性拓展

ピ誚行了課本實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,教師給予一定的條件,引導(dǎo)學(xué)生作進(jìn)一步的探究,從而發(fā)展學(xué)生的探究能力。例如,教師做完“滲透作用”演示實(shí)驗(yàn)后可為學(xué)生提供如下試劑和用品:鐵架臺、燒杯和人工膜袋各一個(gè),1%的淀粉溶液、稀碘溶液和細(xì)棉線。要求學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置,探究淀粉溶液中的淀粉和碘溶液中的碘能否通過人工膜,又如在"觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原"的實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,可以讓學(xué)生繼續(xù)探究:能否利用這個(gè)實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)細(xì)胞的死活?怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來測定植物細(xì)胞的滲透濃度?同一植株上的不同植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離速度一樣嗎?能否在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中都只用一種一定質(zhì)量濃度的溶液既能觀察到質(zhì)壁分離還能觀察到其自動復(fù)原?讓學(xué)生們分組選題交流、討論設(shè)計(jì)方案、做探究實(shí)驗(yàn),從而培養(yǎng)其科學(xué)探究能力。

プ苤,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師探究意識的建立和探究能力的提高是培養(yǎng)學(xué)生探究能力的前提和關(guān)鍵。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,教師要善于通過各種途徑,努力提高個(gè)人的綜合素質(zhì),而作為生物學(xué)教師除具備必需的學(xué)科知識外,還必需要善于用“興趣”、“懸念”、“任務(wù)”等途徑引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入情境、充分思考,激發(fā)學(xué)生的智慧潛能,使學(xué)生深刻領(lǐng)會和掌握探究學(xué)習(xí)的方法,提高學(xué)生的探究興趣和技能,發(fā)展學(xué)生的探究能力。不僅為學(xué)生提供更多參與、體驗(yàn)、探究知識發(fā)生發(fā)展的過程,了解知識來龍去脈的機(jī)會,培養(yǎng)他們學(xué)習(xí)生物的持久興趣,更重要的是通過探究性實(shí)驗(yàn)操作,可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度,使學(xué)生掌握科學(xué)的研究方法,促進(jìn)學(xué)生發(fā)展科學(xué)探究能力以及創(chuàng)新能力,從而真正提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性

げ慰嘉南轉(zhuǎn)

[1] 朱慕菊.走進(jìn)新課程.北京:北京師范大學(xué)出版社,2004.

[2] 生物課程標(biāo)準(zhǔn)研修/教育部基礎(chǔ)教育司,教育部師范教育司組織,北京:高等教育出版社,2004.5

[3]覃效敏.在生物新課改實(shí)施探究性教學(xué).中學(xué)生物學(xué)教學(xué) 2005年第5期

[4] “新課程背景下的目標(biāo)教學(xué)”理論培訓(xùn)學(xué)習(xí)參考資料廣州市蘿崗區(qū)教育局2009.3