中學(xué)生物二次實驗教學(xué)模式探討

陳曉清　蘇育才

二次實驗教學(xué)模式是指教師在保證傳統(tǒng)實驗教學(xué)的知識體系和基本技能培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，針對學(xué)生在初次實驗中發(fā)現(xiàn)的問題，引導(dǎo)學(xué)生進行第二次探索實驗的教學(xué)模式[1]。二次實驗教學(xué)模式的實施，對于克服當(dāng)前中學(xué)生物驗證性實驗教學(xué)不利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維與探究性實驗教學(xué)制約因素多、開課率低的弊端具有極其重要的意義。

一、中學(xué)生物二次實驗教學(xué)模式的教學(xué)目標(biāo)

初次實驗是中學(xué)生物傳統(tǒng)的驗證性實驗或探究性實驗，教學(xué)目的是幫助學(xué)生理解實驗的基本原理，掌握規(guī)范的實驗操作技能，加深對基礎(chǔ)理論知識的認(rèn)識[2]，鼓勵學(xué)生在認(rèn)真分析實驗現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題并能提出有研究價值的問題，為第二次實驗埋下伏筆。第二次實驗的教學(xué)目標(biāo)是引導(dǎo)學(xué)生突破生物教材的桎梏，對提出的問題創(chuàng)造性分解與整合，借助科學(xué)思維和科學(xué)方法主動探究，培養(yǎng)學(xué)生開拓創(chuàng)新的精神和解決問題的能力。

二、中學(xué)生物二次實驗教學(xué)模式的操作程序

1.初次實驗

教師講解生物實驗的基本原理和目的，學(xué)生按照教材既定的步驟完成初次實驗，或者是根據(jù)教材提供的背景知識推斷出比較合理的解釋，然后按照教材現(xiàn)有的實驗指導(dǎo)進行操作驗證。

2.發(fā)現(xiàn)問題

教師組織學(xué)生交流討論，以觀察到的實驗現(xiàn)象為出發(fā)點，誘發(fā)學(xué)生繼續(xù)“探疑”的動機，并敢于發(fā)表自己的獨特見解。學(xué)生從觀察現(xiàn)象產(chǎn)生疑問、提出問題梳理問題到提煉出有研究價值的新問題，為第二次實驗奠定基礎(chǔ)。

3.設(shè)計方案

學(xué)生圍繞著問題，從多角度多層次構(gòu)思思路，對實驗現(xiàn)象及結(jié)果作出某些預(yù)測，合作探討解決問題的方法及途徑，并從中篩選出較為合理可行的實驗方案。教師要指導(dǎo)學(xué)生對實驗材料及用具的選擇、實驗變量的控制、對照組的設(shè)置、實驗程序安排、記錄表格的設(shè)計等環(huán)節(jié)進行整體細(xì)致的考慮，力求方法合理、器材簡單、步驟簡短、現(xiàn)象明顯、分工明確、合作有序。

4.實施探究

學(xué)生按照重新設(shè)計的實驗方案開展探究活動、觀察實驗現(xiàn)象、記錄實驗數(shù)據(jù)。教師巡視指導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)問題，及時改正或適當(dāng)點撥。

5.分析總結(jié)

學(xué)生分析討論各自的實驗情況，確定收集的實驗信息是否支持先前的假設(shè)，運用邏輯推理對結(jié)果做出判斷，總結(jié)出實驗結(jié)論。教師要督促學(xué)生在自評和互評的基礎(chǔ)上積極反思，正視失誤，及時調(diào)整，進而提升學(xué)生自我認(rèn)知、自我內(nèi)省的能力。

三、中學(xué)生物二次實驗教學(xué)模式的教學(xué)策略

1.注重基本技能的訓(xùn)練

積極的練習(xí)是形成生物實驗基本技能的有效手段。第一，教師盡可能為學(xué)生創(chuàng)造更多獨立操作的鍛煉機會，尤其是針對某些實驗動作要領(lǐng)及關(guān)鍵環(huán)節(jié)，要詳細(xì)講解并結(jié)合規(guī)范的演示，及時糾正學(xué)生錯誤操作，幫助學(xué)生逐漸掌握正確的實驗操作技能。第二，教師在激發(fā)學(xué)生觀察興趣的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生自覺嘗試，反復(fù)訓(xùn)練，養(yǎng)成良好的觀察習(xí)慣。那些稍縱即逝的生物現(xiàn)象、偶然出現(xiàn)的現(xiàn)象、由量變到質(zhì)變所顯示出來的現(xiàn)象都是訓(xùn)練學(xué)生觀察技能的好時機。

2.培養(yǎng)問題意識

心理學(xué)研究表明，學(xué)生如果沒有質(zhì)疑的習(xí)慣和思維，不重視問題意識的形成，就不可能在實驗中敏銳地發(fā)現(xiàn)問題，提出新見解，創(chuàng)新思維就成了無源之水、無本之木。發(fā)現(xiàn)新問題是二次實驗的起點，又以初步解決問題并拓展延伸新的問題為歸宿，可以說，問題自始至終貫穿在整個實驗過程中。因此，教師應(yīng)努力為學(xué)生創(chuàng)設(shè)豐富的生物問題情境，以疑問、矛盾為思維的“催化劑”，喚起學(xué)生思維的能動性，啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)新舊知識情境之間的沖突，激起探究欲望。

3.創(chuàng)新方法的指導(dǎo)

目前中學(xué)生物教材中并沒有現(xiàn)成的創(chuàng)新經(jīng)驗與案例可供借鑒，教師要指導(dǎo)學(xué)生了解探究性實驗設(shè)計包括哪些內(nèi)容、必須遵循的原則和一般程序等，讓學(xué)生學(xué)會如何提出問題、作出假設(shè)、預(yù)測結(jié)果；適當(dāng)?shù)貫閷W(xué)生的探究提供線索，避免走不必要的彎路；教會學(xué)生通過實驗來驗證假設(shè)的正確與否，并在探究過程中不斷修正與完善實驗方案。

4.有效的組織策略

二次實驗教學(xué)模式強調(diào)要突出學(xué)生的主體地位，但教師主導(dǎo)作用也不容忽視。第一，發(fā)現(xiàn)問題階段。教師盡量營造輕松自由的學(xué)習(xí)氛圍，設(shè)置有指向性的問題情境，誘導(dǎo)學(xué)生捕捉與教材相沖突的實驗現(xiàn)象，激起學(xué)生發(fā)散性思維的連鎖反應(yīng)，選擇適合探究的問題。第二，提出假設(shè)階段。教師要巧妙地利用學(xué)生認(rèn)知沖突，通過師生、生生互動討論，鼓勵學(xué)生沖破定性思維的束縛，拓展想象空間，提煉出獨特見解。第三，實施探究階段。教師努力創(chuàng)造實驗的外部條件，而具體如何設(shè)計則放手讓學(xué)生摸索，不可越俎代庖；但當(dāng)學(xué)生的探究陷入困境時，教師要提供新的信息或建議，協(xié)助學(xué)生排除障礙，保證探究順利進行。第四，評價反思階段。組織學(xué)生針對實驗過程中所體現(xiàn)出來的批判性思維及創(chuàng)新意識進行客觀而全面的評價；教師可以就反思的內(nèi)容、方法提供思路，引導(dǎo)學(xué)生冷靜而辯證地反思自己的成敗得失，尋求今后努力的方向。

四、中學(xué)生物二次實驗教學(xué)模式的實現(xiàn)條件

1.對教師的要求

（1）樹立現(xiàn)代化的教育思想

第一，掌握先進的教育理念。教師要認(rèn)識到基礎(chǔ)教育具有鮮明的前瞻性、生命性和社會性，是為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)與適應(yīng)未來社會發(fā)展需要奠定基礎(chǔ)。第二，接受理性的師生觀。學(xué)生是具有自我個性的、有發(fā)展?jié)摿Φ膫€體，教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者、合作者和組織者。第三，構(gòu)建新的教學(xué)觀。教學(xué)不僅僅強調(diào)師生對課程文本做出創(chuàng)造性地解讀，更注重學(xué)生親身體驗知識生成的過程，因此教師要引導(dǎo)學(xué)生在原有知識和生活經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，用好教材，超越教材，建構(gòu)知識體系。

（2）專業(yè)素養(yǎng)的持續(xù)發(fā)展

第一，繼續(xù)學(xué)習(xí)。教師要有儲備豐富而深厚知識底蘊的強烈愿望和理想，堅持不懈地加強學(xué)習(xí)，加快更新本學(xué)科知識結(jié)構(gòu)，活化教育科學(xué)知識，更加熟練地掌握實驗技能，提高多層面、多元化的知識素養(yǎng)。第二，發(fā)展能力。教師要能夠從更廣闊的視野駕馭課堂，力求使教學(xué)過程進入到“科學(xué)與藝術(shù)”結(jié)合的完美境界；教師要能夠敏銳地捕捉到學(xué)生思維撞擊迸發(fā)的火花，鼓勵學(xué)生的質(zhì)疑精神和求異思維；教師應(yīng)在行動中進行教育研究，成為教育理論的“開發(fā)者”和“應(yīng)用者”。

2.對學(xué)生的要求

（1）敏銳的觀察力

學(xué)生在教師的指導(dǎo)下學(xué)會目的明確、主次分明、細(xì)致入微地觀察，能以生物學(xué)科專業(yè)語言描述實驗現(xiàn)象，歸納實驗結(jié)果，揭示現(xiàn)象與本質(zhì)之間的內(nèi)在聯(lián)系，推測、想象事物發(fā)展變化的趨勢，實現(xiàn)實驗觀察與科學(xué)思維的統(tǒng)一。

（2）強烈的問題意識

在實驗過程中，學(xué)生勤于思考，敢于聯(lián)系、猜測，總會產(chǎn)生許多疑問，甚至是于無疑處生疑。例如，能不能改變實驗性質(zhì)？能不能添加新的實驗裝置以排除干擾？能不能改進實驗方法、簡化步驟？還有更合適的實驗材料嗎？等等。觀察——生疑是科學(xué)思維的開端，解疑——創(chuàng)新是科學(xué)思維的動力，問題意識是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的載體。

（3）善于合作交流

小組合作學(xué)習(xí)，要求成員之間在協(xié)調(diào)攻關(guān)、資源共享的同時，能夠明確分工，以組間競爭促進組內(nèi)合作；每個學(xué)生都能主動參與討論，清晰、簡潔地表達觀點，虛心接受同學(xué)的評價，匯集經(jīng)驗和知識；既張揚個性，堅持獨立的思維，又能夠保持團隊溝通順暢，凝聚集體共識，共同進步。

（4）良好的個性品質(zhì)

普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)要“促進每個學(xué)生全面而有個性的發(fā)展”，良好的個性品質(zhì)是造就創(chuàng)新人才的必要條件。創(chuàng)造性學(xué)習(xí)要求學(xué)生具備濃厚的學(xué)習(xí)興趣、強烈的求知欲、鍥而不舍的意志力和嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)作風(fēng)[3]。惟其如此，才能克服惰性思維，誘發(fā)自主創(chuàng)新精神，勇于探索。

3.對教學(xué)條件的要求

（1）生物實驗室的建設(shè)

第一，除常規(guī)生物教學(xué)所需要的儀器、藥品以外，應(yīng)補充一些與生活聯(lián)系比較緊密的設(shè)備及試劑；第二，生物實驗室的布局應(yīng)有利于學(xué)生開展探究性實驗和其他實踐活動；第三，增加生物實驗室開放的次數(shù)，延長開放的時間；第四，生物實驗室應(yīng)盡量配置多媒體設(shè)備，如投影儀、視頻展示臺等。

（2）生物教學(xué)資源的完善

第一，盡可能多訂購一些生物實驗教學(xué)軟件、音像資料、專業(yè)期刊及圖書、報紙等，讓學(xué)生了解生物科學(xué)的最新進展，拓展科學(xué)視野。第二，準(zhǔn)備典型的生物實驗材料，包括足夠數(shù)量和多種類型的實物、標(biāo)本或圖片資料等，以供學(xué)生選擇、對比、分析。

（3）課時安排

以兩節(jié)課連排為宜，讓學(xué)生有比較充裕的時間討論、思考、探究。

五、中學(xué)生物二次實驗教學(xué)模式的評價

1.中學(xué)生物二次實驗教學(xué)模式的特點

（1）重視基礎(chǔ)教學(xué)

初次實驗立足于生物教材，重視基礎(chǔ)知識和基本實驗技能的學(xué)習(xí)，而第二次實驗的問題是從第一次實驗產(chǎn)生，分析問題和解決問題的過程又應(yīng)用到了初次實驗的原理和技能，深化對基本知識及技能的理解。

（2）以問題貫穿教學(xué)

問題，一是來自于運用生物教材知識解釋初次實驗遇到的困惑，二是觀察實驗時捕捉到了與教材不相符合甚至是矛盾的現(xiàn)象。教師應(yīng)注重激活學(xué)生潛在的質(zhì)疑沖動和求異思維，誘導(dǎo)問題意識。

（3）教學(xué)的開放性

一是發(fā)展目標(biāo)的開放性。學(xué)生從自己的知識基礎(chǔ)、能力和興趣的角度出發(fā)，對生物教材所設(shè)定的實驗進行拓展、滲透等個性化處理，選擇適合自己當(dāng)前水平的探究問題。二是心理的開放性。寬松和諧的教學(xué)環(huán)境，有利于學(xué)生解放思想，張揚個性。三是問題設(shè)計的開放性。學(xué)生有獨立思考、想象與發(fā)表意見的余地。

（4）具有可行性

二次實驗的探究主題來源于生物教材又深化了教材，既不與應(yīng)試教育的指揮棒相背離，又在一定程度上培養(yǎng)了學(xué)生的質(zhì)疑精神和創(chuàng)新能力，容易被學(xué)校、家長和教師所接受。

2.二次實驗教學(xué)模式實施需要注意的問題

（1）精心選擇與整合實驗教學(xué)內(nèi)容

不是所有的實驗項目都適合以二次實驗?zāi)Ｊ浇虒W(xué)。教師應(yīng)精心選擇、系統(tǒng)組織教材實驗，循序漸進、扎扎實實地打好基礎(chǔ)，再重點開展幾個有代表性的二次實驗，把學(xué)生的創(chuàng)新潛能“挖”出來，讓實驗“活”起來。

（2）教師的指導(dǎo)要把握好“度”

教師的指導(dǎo)要適度，既要防止干涉過多，又要避免放任自流。教師要科學(xué)設(shè)置問題的梯度，適時、恰當(dāng)?shù)摹笆?、引、撥”，用不同的方法啟迪學(xué)生思維，引出疑問。對于學(xué)生提出的淺顯問題，個別點悟；共性的難題則由教師分析講解；爭議較大的問題，讓學(xué)生各抒己見、集思廣益、自我領(lǐng)悟。教師應(yīng)做好思想與知識上的準(zhǔn)備，對學(xué)生突發(fā)奇想的問題及建議，不能嘲笑、指責(zé)，更不能不懂裝懂，而是要允許學(xué)生表達自己的見解和體會，鼓勵學(xué)生的求異思維，靈活處理“生成”的新問題，使學(xué)生能真正進入學(xué)習(xí)狀態(tài)，體驗到發(fā)現(xiàn)問題的樂趣。

（3）重視教學(xué)的實效性

要避免為了趕進度，過于急躁冒進、敷衍了事、流于形式，要留給學(xué)生足夠的時間討論與實施探究活動；要提高學(xué)生的參與度，使課堂無“閑人”或“假公濟私”，學(xué)生能真正投入到探究活動中，避免形式熱鬧而實質(zhì)膚淺。

（4）要建立良好的評價機制

評價的平臺可以是課堂討論，也可以是專題報告或校園網(wǎng)上交流；強調(diào)評價的發(fā)展性與過程性、評價內(nèi)容的全面性、方法的科學(xué)性和結(jié)果的激勵性；要尊重學(xué)生的個體差異，設(shè)置不同等級的評價指標(biāo)，使得所有的學(xué)生都能體驗到成功的喜悅；提倡評價主體的多元化，既有學(xué)生的自我評價、相互評價，也有師生之間的相互評價，體現(xiàn)以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的教學(xué)理念。

總之，教師要在遵循教育規(guī)律的前提下，在生物教學(xué)實踐中不斷驗證、改進和完善教學(xué)模式，使教學(xué)活動回歸學(xué)生的生活本質(zhì)，應(yīng)用模式又超越模式，促進教學(xué)的良性發(fā)展。

參考文獻

[1] 陳曉清，蘇育才.二次實驗法教學(xué)的探索與實踐[J].生物學(xué)通報，2013（2）.

[2] 張成軍.中學(xué)生物學(xué)實驗教學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2009.

[3] 賀建.中學(xué)生物教學(xué)建模[M].南寧：廣西教育出版社，2003.

【責(zé)任編輯 郭振玲】