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中学生物实验教学价值取向思辨

［摘要］中学生物实验教学是让学生学会学习的重要途径,但在实际教学中往往会出现只重实验结论的获得,而轻实验过程和方法学习的现象.实验教学过程中既要重视实验结论的获得,更要重视实验过程和方法的教学,让学生参与、体验实验过程,学会学习.

［关键词］中学生物；实验教学；实验过程；实验结论

［中图分类号］G633.91［文献标志码］A［文章编号］2096-0603（2018）27-0100-02

生物学是以实验为主的科学课程,通过生物实验的教学能提高学生的学习兴趣,加深理解和巩固所学的基础知识,能直接获取生物学基础知识,培养学生的科学研究能力,并且在实验过程中还能培养学生的团队合作精神[1].所以实验教学在中学生物学教学中受到重视.但是在实际教学中往往会只重实验结论的获得而轻实验过程、方法的学习.

在生物教学中,教师经常结合教学内容,利用实验为学生演示生物知识的现象或验证生物规律,它对学生理解生物知识和掌握实验操作的方法技巧起到了重要的示范作用.为了能更好地发挥演示实验的作用,教师应对演示实验的方式进行创新.一是加强实验设计,演示实验要和教学内容有效融合,正确理解演示实验的目的,创新实验设计的方法、内容,恰当合理安排实验次数.进行演示实验要重视学生的感知,不能以教师的理解来代替学生的感知.要突出重点和难点内容的演示实验,抓住关键环节进行实验,注重实验与讲解相结合,实验的设计要有助于培养学生的思维能力.二是有效调控实验的内容,在演示实验中,教师要教给学生观察实验的方法,让学生知道“看什么”“怎么看”,要看教师的操作方法与技巧,要指导学生如何思考实验现象与教学内容的联系.例如,在学习“种子植物”时要让学生了解种子的结构,可用蚕豆进行演示实验,在实验中要指导学生观察和思考以下内容：种子的外形、种皮的坚韧程度、解剖蚕豆的过程、辩认胚芽与胚根、思考豆瓣的作用,这样就能提高实验教学的效果.

中学生物教材中的实验根据教学形式的不同分为探究性实验、验证性实验、演示性实验和模拟实验[2].无论哪种形式的实验教学既注重实验结论的获得,也要重视实验过程和方法的教学.只注重实验结论的获得,从学生学习方面来讲,就是重视学会知识,而轻“怎么学”的教学.中学生物教学的重要目的之一是使学生理解和掌握统一的科学知识.统一的科学知识是进一步学习和应用知识解决问题的前提,因此,中学生物实验教学必须重视实验结论,特别是实验结论的科学性.在学习型社会里,随着科学技术的迅速发展,信息与知识的急剧增长,只注重知识结论的掌握适应不了社会的发展[3].学生还要学得一些获取知识的方法和实践能力.获取知识的方法和实践能力渗透在实验过程中,让学生参与整个实验过程,从实验过程中去体验如何学习,从实践中去积极主动地获得知识、领悟科学研究方法.

探究性实验教学的目标是使学生通过自己努力来解决问题或回答问题,形成积极的对待科学的态度和提供学习的经验[4].科学探究通常包括提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论和表达、交流[5].探究实验的教学,教师可以通过创设情境,抓住知识之间的联系,引导和鼓励学生自己去积极发现问题,提出探究方案,激发学生的探究兴趣和思维潜能,培养学生的创新意识和创新能力,训练科学方法和科学素质[6].

“环境影响生物的生存”一节有这样一个实验：探究水分对植物生存的影响.课本上说选择同种且生长状况相仿的多株幼苗（如雏菊、玉米、青菜）分成两组,分别栽种在同样大小、材质的花盆里.将花盆编上组后,一组不浇水,另一组浇透水.将花盆放在有充足阳光照射、温暖、通风比较好的环境条件下,每天定时观察幼苗的生长状况,并记录.连续观察、记录.注意花盆放置的位置,不能被雨水淋湿[7].

养过盆栽的人知道,给植物浇水是很有学问的,如果天天给植物浇水不仅长不好还会导致植物死亡.学生不一定知道这个事实,即使知道不能天天给植物浇水也不知道该多长时间给植物浇一次水.有的老师做这个实验时直接告诉学生隔几天浇一次水,学生就按照老师说的盲目去做,这样学生体验不到知识发现的过程,达不到探究的目的.

这个实验的教学,教师可以引导学生说出自己平时观察到的不同盆栽的生长情况,或把生长状况不同的盆栽展示出来,学生观察后会得出结论,有的长得好,有的长得不好.从而提出问题,这些盆栽长势不同的原因是什么呢？我们来猜猜看.猜猜看就是做出假设.学生提出的可能的假设有：

——这可能与阳光有关.

——这可能是水太多了.

——这可能是水太少了.

——这可能与盆中泥土有关.

——这可能与空气有关.

——这可能与植物不同种类有关.

——这可能与植物年龄有关,有的老了,有的年轻.

——这可能是植物生病了.

学生把他们的想法都提出来以后,教师鼓励学生去思考上述哪种假设值得去探究.然后根据学生的选择,将学生分为“水组”“阳光组”“空气组”等.要求每一组制定一个简单的探究计划,支持证明自己的假设.各小组再向全班报告本组的探究计划,听取别的同学对本组计划的意见和建议,完善本组计划.接下来的两周是每个小组在课余时间实施自己的探究计划.

在课堂展示环节,每一小组都会给出实验报告,学生在这个过程中知道了有些观察和探究并不能证明自己的假设.“水组”学生的报告是：探究水分对青菜生存的影响.探究计划是：把盆栽放在阳光充足的地方,然后把盆栽分成3组并贴上组别标签,第一组天天浇水,第二组隔4天浇水,第三组一直不浇水,持续观察2周并做好记录.结论：通过第二组和第三组比较得出水分影响植物的生存；第一组和第二组比较得出空气影响植物的生存.

至此,这个简单且完整的探究学习过程就完成了.学生在实验过程中根据观察到的现象提出自己的疑问,然后做出不同的假设,选择自己认为是对的假设制定观察实验计划,独立实施计划,进行跟踪观测记录,并在获得的现象的基础上,运用已有知识概括出实验结论.学生亲身经历实验过程,对未知结论进行探索,充分发挥学生在实验教学中的主体和中心作用.

验证性实验也是需要学生动手的实验.验证性实验操作一般采用“照方抓药”的方式,教材给定了实验材料、实验步骤、学生做实验时,只需按照教师的指令,按部就班的操作、观察、记录,完成并填写好实验报告.验证性实验通过对实验现象的观察与结果的分析来验证新知识,训练操作技能,培养学生科学实验能力[8].

“营养物质的作用”一节有“验证食物中含有能量”实验,苏科版七年级（上）生物教材76页有具体的操作方法和步骤.如果按照课本上的方法来做实验,因为燃烧的实物量只有1克,气温较低地区学校的学生实验时现象不明显,甚至有的学生会看不到现象.有的教师害怕学生提问题或者是害怕学生对知识产生歧义,直接把食物的量换成5克或其他克数,学生会按照要求完成实验,但使学生失去了过程与方法的学习.

在学生动手实验之前,教师引导学生学习分析实验,提出问题：实验的关键是要能观察到试管中水的温度升高的现象,如果看不到现象,是什么原因造成的呢？怎么解决？把问题交给学生,学生会积极的开动脑筋思考并说出自己的想法：

——食物只有1克,产生的热量太少,增加食物

的量.

——装置不科学,热量会浪费掉.

——试管中水太多了,把水量减少.

——用解剖针固定食物,燃烧以后直接烤手,看看手暖和没有,手暖和了,就说明食物中有能量.

……

考虑到实验必须遵循单一变量原则、对照原则,经过充分的讨论后,总结出这样几种改进方法：

——把食物由1克改为3克.

——在装置外加个罩子,防止热量跑掉（注意罩子要防火,解决安全问题）.

——水由20ml改为10ml.

学生按照改进后的方案实验,观察记录实验现象,完成实验.整个实验过程,从发现实验方案的问题,到找出原因,再到解决问题,学生一直参与其中,培养了学生的创造性思维和主动获取知识的能力,弥补了验证性实验在这方面的局限性.