高中生物实验教学模式的初探

1高中生物实验教学模式的初探（东莞市第一中学王更强523000）摘要：本文从当前生物实验教学的现状入手,比较了验证性实验和探究性实验教学的模式在教学程序、主要特征、组织方式、教学评价及缺陷等方面的区别，指出只有抓住实验的本质，恰当选择实验教学模式，科学组织实验教学才能真正提高生物实验的教学效果，培养学生的实验能力。关键词：生物实验教学模式实验能力随着新课程改革的深入，生物实验在高中生物教学中的地位和作用越来越突出，其中，生物探究实验不仅能够促进学习方式的改变，而且对领悟科学研究方法，体验科学过程，形成一定的科学探究能力和科学态度与价值观，培养创新精神等有很十分重要的作用，因此备受广大师生的关注。如何有效地提高生物实验教学的质量？我从高中生物实验教学的现状入手，着眼于学生掌握生物实验的思想方法，着眼于提高学生的科学素质，不断探索生物实验教学的规律，对验证性实验教学和探究性实验教学的教学模式作了总结比较。1．当前生物实验教学存在的一些问题高中阶段根据学生实验目标的不同，可将学生参与的实验活动分为二大类：一是以检验已知的事实、概念或原理的真实性为主的验证性实验；二是以引导学生通过探究获得新知和接受科学方法训练的探究性实验。在对我市高中生物实验教学的调查中发现当前生物实验教学中存在很多问题，其中与教师、学生有关的主要有以下三种情况：一是教师分不清实验的性质是探究还是验证，有的教师过分强调实验操作技能，忽视实验设计思想的培养，把探究实验当作验证性实验上；相反有的教师却过分强调实验设计，忽视实验操作技能的训练，把验证性实验当作探究式实验上；二是教师的实验教学组织能力差，对实验教学中各个环节、教师、学生的活动设计不科学、组织不到位；三是学生的操作技能差，直接影响实验教学效果。以上问题的解决，唯有让教师理解实验的本质，掌握两种实验教学模式在教学程序、主要特征、组织方式、教学评价及缺陷等方面的区别，才能在具体的实验教学中恰当的选择运用并提高实验教学的效果。2．1验证性实验教学模式2．1．1验证性实验教学模式的教学程序（三环五步）2．1．2验证性实验教学模式的主要特征从以上的教学过程来看，该实验教学模式的核心是实验操作，目标主要是培养学生观察、实验、思考、操作等技能和科学态度、良好的心理品质等。强调教师指导实验的环节，以教明确目标导入实验讲解要领示范操作巡回指导纠错解难启迪思维强化技能检查反馈激励评价接受任务安排分组观察操作理解要领分组实验获取数据讨论分析得出结论归纳总结实验报告指导实验实施实验教师活动学生活动实验评价2为首，以练为主，其主要特征是：重视示范，重视模仿，重视过程，重视训练。2．1．3验证性实验教学模式的组织形式在教师指导实验的环节，根据教材内容和学生经验水平的不同选择不同的操作途径。途径1：是通过讲解示范、分步模仿、连贯模仿，直至基本掌握操作要领；途径2：是先设计问题进行初步尝试，再由教师有针对性地讲解示范要领，然后让学生模仿进行第二次尝试，直至基本掌握操作要领。教师的讲解示范由学生的操作取代则可变为途径3：是先让学生尝试操作或观看录像、动画，后让学生指出操作错误，总结操作要领，再后让学生模仿训练，直至基本掌握操作要领。如《显微镜的使用》一课，先讲解显微镜的结构和作用，操作显微镜时边讲要点、边做示范，学生边模仿操作。这样模仿操作完显微镜后，再让学生独自操作一两遍，经过几次这样的训练后，学生就基本上学会使用显微镜了。具体形式演变如下：2．1．4验证性实验教学的评价验证性实验教学的评价侧重在实验操作方面，为此我们制定了“5、3、2”实验评价方案；即实验操作50%，实验报告（含预习）30%，期末考核20%.（1）实验操作是实验教学的核心，是培养学生实验技能技巧的关键环节，主要评价学生科学的实验态度、科学的实验方法及实验技能技巧。（2）实验报告：主要评价学生预习情况及实验后的数据处理、结果分析等。（3）期末考核：主要评价学生通过一学期的学习，对实验原理、实验方法、仪器原理等的掌握情况，对实验数据处理及结果分析的能力情况，一般通过纸笔测试完成。例如观察植物细胞的质壁分离和复原的实验考查表：考查项目考查要点考查水平确定实验的材料器具取用实验器具和材料应井井有条、正确无误Ⅰ撕取洋葱表皮用镊子撕取洋葱表皮，大小适中，肉眼观察不带叶肉Ⅱ制作临时装片在载玻片中央1滴水，洋葱表皮平展于水滴中，不折叠盖上盖玻片，操作正确，无气泡。Ⅱ观察洋葱表皮细胞正确使用显微镜（先用低倍镜，后用高倍镜），能观察到洋葱表皮细胞，找出大液泡，观察中央液泡的大小和原生质的位置Ⅱ诱发植物细胞质壁分离从盖玻片一侧滴入质量浓度为0.3g/ml的蔗糖液，另一侧吸水纸吸引，重复数次Ⅱ观察植物细胞质壁分离正确使用显微镜，植物细胞质壁分离效果显著Ⅱ诱发植物细胞质壁分离复原从盖玻片一侧滴入清水，另一侧吸水纸吸引，重复数次Ⅱ观察植物细胞质壁分离复原正确使用显微镜，植物细胞质壁分离复原效果显好Ⅱ绘植物细胞质壁分离简图正确绘出一个质壁分离的植物细胞，能表示出液泡缩小，原生质层与细胞壁分离。位置、指示线点画得规范Ⅱ实验卫生实验结束后，洗刷玻片，整理显微镜、实验台Ⅰ说明：技能性考查水平分Ⅰ和Ⅱ两个层次。其中：Ⅰ级指会观察、会操作，Ⅱ级指比较熟练、规范地观察和操作，能正确进行生物绘图。2．1．5验证性实验教学模式的缺陷验证性实验的特点是验证前人的科学研究过程和结论，而这种结论是在理论课中已讲过的内容。如生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定；观察植物细胞的有丝分裂；观实验操作指导讲解示范分步模仿连贯模仿初步尝试讲解示范再次尝试精细化操作自动化操作技能运用解决问题3察植物细胞的质壁分离与复原等。验证性实验教学的教学目标往往限于教学生学会教材中给定的一种方法，或者验证一个已知的事实。教师十分重视“动手”的规范训练；强调教学生“学会使用——”，“学会制作——”，强调学生要了解实验的直接结果；强调学生要记住“应该如何做”，而不够强调“为什么这样做，而不那样做”，更不强调“更好的做法是什么”。至于实验过程中因为某些因素的干扰而导致的实验现象改变、实验结论偏差甚至错误却不能预见，更没有去进一步分析考证，只要最终回归到教材上所列的现象或结论上就证明实验操作是正确的，否则实验是失败的。这种实验忽视了学生的主体地位，忽视了学生个性的差异和创新能力的培养，培养的学生只是实验程序的“高智能操作者”，而非真正的学习的人。3．2探究性实验教学模式3．2．1探究性实验教学模式的教学程序（三环六步）3．2．2探究性实验教学的主要特征从以上的教学过程来看，该实验教学模式的核心是实验设计（生物实验的思想方法），目标主要是培养学生提出问题、实验设计、创新实验的能力以及培养学生探究、合作的精神等。强调探究问题的环节，以问题为首，以探究为主，强调探究是对所研究问题的学习，同时也是对探究过程的学习。其主要特征是：重视情景，重视设计实验，重视发现新问题，重视评价等。3．2．3探究性实验教学的组织形式探究实验的本质不仅意味着精确的操作，而且是一种思考的方法。要进行实验，首先必须对研究对象所表现出来的现象提出某种可能的解释。也就是提出某种设想或假说，然后设计实验来验证这个设想或假说。从实验活动的组织过程来看，强调学生对生物实验探究过程的体验和理解，活动形式也可以是多种多样的。具体可演变为以下几种方式：(1)完全由课内完成(2)课内完成设计、论证——课外观察、记录——课内汇报进行交流（3）课前完成设计、论证——课内完成核心部分（实验操作）（4）少数学生（可轮换）课外完成——课内听取汇报、交流评价3．2．4探究性实验教学的评价对探究性实验的评价我们一方面既重过程又重结果，从探究实验的几个环节入手，抓主探究问题，实验设计、实验操作、交流表达、情感态度、创新加分几个方面进行评价；另一方面我们强调自评、组评和师评。我们总结了生物实验探究能力评价表。具体如下：项目评价要点分值自评组评师评提出问题（10分）1．确定一个可通过实验探究解决的问题5分2．提出可检验的假设5分实验设计3．能自主设计合理的对照实验，目的具体、变量明确10分归纳提炼提出问题作出假设设计实验自主探究获取数据讨论分析推导结论发现问题延伸探究交流互评展示成果提供信息创设情境指导设计筛选方案巡回辅导导拔解难纠错解疑引导归纳反思升华拓展实验激励评价实践探究探究问题探究过程学生活动教师活动探究评价43．2．5探究性实验教学的缺陷探究性实验虽然近似地模仿科学家那样工作，对科学过程、方法、思想有系统的体验，更深入地调动学生学习的主体精神，并学会合作学习发扬团队精神有独特的作用，但也有很多的缺陷：一是教学效率低，而学习时间有限，课时较少，教学时间难以保证；二是探究实验的评价方式、手段复杂，较难操作；三是有10%以上的学生学习能力有限，在自主探究实验方面有较大的困难。因此完善和研究探究性实验的组织形成，使之成为比较成熟的、令学生满意的、效率更高的形式，优化各种评价方案做到既重结果又重过程，同时提高每一位学生的实验能力和科学素质才能真正的解决问题。总之，总结生物实验教学模式的实质是为教师提供一个教学活动框架，为教学提供一个具有可操作性和开放性的平台，从上面两种教学模式的比较分析来看，任何一种教学模式都有其合理性，也有其局限性，因而教学模式只有更好，没有最好，关键在于我们的选择使用。强调探究并不反对验证，强化验证是为了更好的探究。正是由于这一点，我们对生物实验教学模式的研究只有深入没有终止，加强多种教学模式互补性和相关性的研究，在此基础上实现多种模式的优化组合、合理搭配，以取得最优化的实验教学效果才是我们所追求的。参考文献：朱正威探究性学习实施中的几个问题生物学通报2006、127—28韦仕发实验探究教育法在“新陈代谢与酶”一节中的应用生物学教学2006、633—35施忆高中生物课程标准中的活动与探究（必修部分）（30分）4．能合理设计实验方案，实验方法、步骤、简便合理，选材用具易得、节省10分5．能预测实验结果5分6．能制定观察记录表5分实验操作（30分）7．独立完成基本的操作过程10分8．观察记录真实、详细10分9．收集实验数据，对结果分析合理10分交流表达（10分）10．实验报告呈现方式科学、有特色5分11．能对本次活动及时反思5分情感态度（15分）12．积极参与实验，与他人分工合作5分13．实验行为、习惯、科学、讲卫生5分14．在实验中有环保意识、实事求是的科学精神5分创新加分（5分）15．在实验中发现新的问题并深入拓展探究5分