验证性与探究性实验教学的比较与思考

佛山市荣山中学   陈俐彤

 

    摘要：笔者通过在两个平行班对同一个实验分别实施验证性和探究性实验教学，并对实施结果进行统计分析，从而对两种实验教学模式进行比较，旨在为广大教育工作者的教学实践提供参考。

 

    关键词：生物　验证性实验教学　探究性实验教学

 

    生物学是一门以实验为基础的自然科学，因此实验教学是中学生物教学中非常重要的环节。旧的生物教材中实验所占的比例很小，且多为验证性实验。实施新课程改革后，以人教版高中生物课程标准实验教材为例,其必修3个模块中共有25个实验,实验的课时比率约为23% (以三个模块共108个学时计算) ^[1] 。新教材除了实验所占的比例大大提高外，最突出的改进是增加了探究性实验，如“探究植物细胞的吸水和失水”、“探究影响酶活性的条件”等。验证性实验与探究性实验是差异比较大的两种实验模式。验证性实验：指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的重复性实验。探究性实验：指实验者在不知晓实验结果的前提下，通过自己实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认知活动。究竟这两种实验模式在教学中孰优孰劣？在教学中应如何应用？这是许多中学生物教师的共同困惑。为了弄清这个问题，笔者设计了如下教学试验：

 

     一　教学试验对象

    笔者从所教的高一年级中选取了人数相同（均为52人）、成绩接近的两个班进行试验，为叙述方便在此分别称作甲班和乙班。

 

    二　教学试验内容与方法（见表1）

　　　　　　　　　　　　　表1

 

    三　教学试验效果

    为了更直观地比较验证性与探究性两种实验教学模式，笔者作了如下数据统计：

    1　学生完成实验情况（见表2）：

　　　　　　　　　　　　　　　　　表2

    2　实验结束后，在不告知测试时间的情况下，对甲乙两班进行了两次测试。A套题为客观题，内容侧重于基础知识的掌握；B套题为主观题，内容侧重于创造性思维的训练和培养。两套题满分均为100分，测试情况见表3：

表3

    从表2可见，两个班的大部分学生都能完成实验，甲班独立完成实验的人数较多，乙班略少，这可能与甲班实施验证性实验教学，实验步骤与注意事项明确告知有密切关系。虽然乙班实施探究性实验教学，初次实验能独立完成实验的人数相对较少，但经老师点拨后大部分学生还是能将实验完成。从表3可见，在基础知识的掌握上，采用验证性实验教学的甲班略优于乙班，而在创造性思维的培养上，采用探究性实验教学的乙班明显优于甲班。

 

    四　对验证性与探究性两种实验教学模式的思考

    1         验证性实验与探究性实验各有特点，不能用一类实验完全取代另一类实验。

    目前，验证性实验教学过程缺少探索性的问题引起了人们对验证性实验价值的怀疑。一些人认为因“验证性实验”不具有“科学探究”的功能，在大力倡导以“科学探究”为显著标志的学生学习方式转变的今天，验证性实验似乎已失去应有的生命力，于是，“改验证性实验为探索性实验”也就渐成时尚。其实，验证性实验不应受到责备，验证性实验作为一种重要的实验形式，无论在科学研究中还是科学教育中都是不可或缺的，其作用也是任何其他类型的实验所无法替代的^[2]。验证性实验与探究性实验各有特点，不能用一类实验完全取代另一类实验。  

    从上述试验效果可以看到，验证性实验有利于在较短的时间内获得更多的知识；探究性实验有利于理解科学过程和培养科学探究所需要的能力、思想方法、行为方式和价值观念^[3]。不是所有的实验都适合用探究的方法来开展教学的，探究实验的开展要求学生有一定的相关知识为基础，否则就超出了学生的能力范围，学生很难顺利完成。比如高中生物必修Ⅰ－分子与细胞中的实验“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”就适合作为验证实验，因为这个实验涉及许多生物化学知识，而这些知识是高中学生所不具有的，如果采取探究的方法，学生很可能会无从下手。而对于像“温度对酶活性的影响”、“细胞的吸水和失水”这类实验，由于其中所涉及的知识和实验技能学生已有一定的基础，虽然两种实验教学模式都可采用，但更适合放手让学生用探究的方法去完成，因为从笔者个人的教学实践来看，用探究法学生的参与热情更高，往往会产生出一些很有创意的实验方法。比如本实验的经典方法是在各种温度条件下让淀粉酶与淀粉溶液反应一段时间后，再加碘液，从溶液的变蓝程度来反映温度对酶活性的影响。但也有不少学生创新出这样一种方法，就是先让淀粉与碘发生反应，溶液变蓝后，再把溶液放到各种温度条件下与淀粉酶进行反应，记录蓝色褪去的时间，以此来反映温度对酶活性的影响。实验证明这种方法也是可行的，并且很有创意。这个例子提醒了我们广大的教育工作者，不要低估了学生的能力，即使是验证性实验也应给学生留有实验的空间，不要强求学生一定要做到既定的实验结果，实验最重要的是经历科学探究的过程，即使失败了，能从失败中总结出失败的原因，学生已经在这个过程中有所收获了，这就达到了实验的目的了。教师应谨记自己在其中扮演的角色是组织者、引导者，而非事事包办的“家长”。

    2         教学实践中遇到的问题

    在教学实践中遇到的最大问题就是课时紧的问题。许多教师并不是没有认识到某些实验采用探究式教学效果会更好，但迫于课时问题，最终还是选择用验证性实验教学。事实上许多探究实验确实很难在一堂课里完成，应怎样解决这个问题呢？笔者认为，能不能尝试根据教学需要在每个学期开辟几次是两节连堂的实验课来专门用于进行探究实验呢？这需要学校层面的重视和配合。

 

 

 

   [1]　俞莉丹,陆健身,高靖.中美中学生物实验教学差异探析[J].生物学杂志,2009,26(2):91～92.

   [2]　孙大君.展现验证性实验的探究魅力[J].学科教育，2004,9.

   [3]　中学生物学探究性实验的设计.来源：华东师范大学教师远程研修网.