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衣带渐宽终不悔,为伊消得人憔悴

发布者:佛山市教育局电教站发布时间:2012-09-27 11:07

      ——高中新课标生物探究性实验课堂教学的实践与思考

              佛山市南海区桂城中学小塘分校  劳志坚             

    

 

摘要:培养实验探究能力、提高生物科学素养,是普通高中《生物课程标准》的基本理念要求。生物实验是生物学的灵魂,而生物探究性实验更是达成高中生物课标基本理念的重要途径。为适应新课标要求,为了学生的发展,高考也相当重视生物探究性实验的考查。近几年的教学实践,在生物探究性实验课堂中,逐渐探索出“初探(课前)→深探(课中)→再探(课后)”三环节的教学模式,这种教学模式紧扣生物探究性实验的基本程序,采用问题驱动,让学生在高频高效的思考中渐渐习得科学研究的思想与方法,务求从根本上培养学生的科学探究能力,提升学生的生物科学素养。

关键词:科学素养   生物探究性实验  三环节的教学模式

 

 

 

生物学是一门实验的科学,生物实验是生物学的灵魂,是培养和发展学生思维能力、创造能力、实践能力的重要方法和手段。无论义务教育还是普通高中,《生物课程标准》的首要理念均是“提高生物科学素养”。而科学方法、科学态度、实验探究能力等这些都是生物科学素养的重要组成部分,纵观近几年各地高考题,实验是高考必考的内容,其中对实验探究能力的考查更是命题的热点,比例也愈见加大。诚然,学生生物科学素养、实验探究能力的培养途径多种多样,常规生物课堂教学、作业、测试等教学活动均可进行渗透培养,但生物探究性实验教学无疑是最直接最重要最有效的途径。

2004年新一轮课改实施后,高中生物课标中所要求的实验数量突增,新课标的《考试说明》其中的必考教材实验就有19个,比旧大纲多出近一倍。数量增是一方面,更重要的是,教材的知识呈现方式也发生了巨大的变化,其中,很多实验不是直接提供详细步骤,直接给出实验结果,而是一步步引导学生遵循探究性实验的六个基本程序(即:1提出问题;2做出假设;3实验设计;4实验操作;5分析结果、得出结论;6交流反思),自主探究得出结论。自主探究在实验教学的出现、落实,是生物实验教学更进一步强化学生学生主动性、学习的发现性的重要表现。如:必修一“探究植物细胞失水和吸水”实验,就是由旧教材的验证性实验“观察植物细胞质壁分离及复原现象”转变而来的典型探究性实验范例,这样的实验范例使教师更为深刻的理解生物教学实义,让学生更深入地了解实验教学对自我科学素养建立的价值。

为适应新课标要求的高考,更为了学生的发展,近几年来,在生物探究性实验课堂中,逐渐探索出使用“初探(课前)→深探(课中)→再探(课后)”三环节的教学模式,这一模式紧扣生物探究性实验的基本程序,把六个基本程序相应拆分到“初探(课前)→深探(课中)→再探(课后)”三个环节中,采用问题驱动的形式,每个环节均贯以针对性强、环环相扣的问题串,问题串的接连冲击,让学生在高频高效的思考中渐渐习得科学研究的思想与方法,务求从根本上提升学生的生物科学素养,培养学生的科学探究能力。现结合《探究不同条件下过氧化氢的分解》课例,从实操角度,谈谈生物探究性实验课堂“三环节”教学模式的实践点。

一、初探(课前)

课前的“初探”,目的是让学生课前对该探究实验有个总体的把握,主要是对该实验探究的“提出问题”、“做出假设”、“实验设计”这几个基本程序形成基本感知,认识其中的实验要素,为课中实现有效、高效“深探”奠定基础。本环节最关键的是要精心设计实验探究的学前学案,学案内容包括:

1.与本实验相关的生物学基本原理、基础知识的铺垫。

①在细胞的代谢中会产生有害的产物,如过氧化氢。过氧化氢在化学课也接触过,它的分解产物是什么?

②在化学实验中经常采用什么方法促进过氧化氢分解?

③在细胞中能否通过加热和加无机催化剂等方法来促进过氧化氢分解?

④生物体内的细胞是如何快速分解对细胞有害的过氧化氢?

2提出实验探究问题。

不同条件下(常温、加热、无机催化剂、酶),过氧化氢的分解有否区别?

3.做出假设

根据已有的知识、经验,对上述提出的探究问题,你的小组作何猜想?

4实验设计;

实验设计的好坏直接影响探究性实验是否成功,实验设计是学前学案最重要的内容,通过学案引导分析该实验设计的种种变量,确定自变量、无关变量、因变量。本课例设计问题如下:

①反应物,即要分解的底物是什么?

②哪些条件可以引起过氧化氢的快速分解?

③每次使用后量筒要不要清洗?目的是?

④如何制备过氧化氢酶?

⑤研磨的目的是什么?

⑥确定做几组实验?对试管是否要做编号处理?

⑦四支试管都要加入的物质是什么?每支试管怎样处理?

⑧只做一次实验能证明酶具有高效性吗?

⑨为了充分说明是由于自变量的改变而引起的因变量变化,要设计什么实验?

⑩在实验中要控制什么变量保持一致?

上述探究性问题的设计,重在以科学方法的训练为出发点,让学生体会实验设计的一般原则(单一变量原则、对照原则、等量原则和平行重复等原则),实验体验相当重要,是学生走向、走进实验的前提,也是实验的开端,台基搭得好,实验大厦才有牢靠,针对实验,是发散思维的培养,还是顺势推理的巩固才有学习操作的架构。

二、深探(课中)

有了课前的初探,学生对该探究性实验有了初步的认识,学前学案包含了很多环环相扣、针对性极强的问题,且也已经对实验进行了大体的设计,实验步骤、流程,甚至实验预期都已呼之欲出,这些可以大大激发学生在课中进行深探的欲望,对未知事物的好奇是人类的天性,更是这个年龄段学生主要的心理特征,这时教师就可因势利导,少讲甚至不讲,大胆放手给予学生充裕时间,让学生按自己课前的设计进行实验操作,具体就是执行实验设计各环节、各步骤。课中的“深探”是探究性实验课堂教学的重要环节,实验的每个环节每个步骤都是学生自己设计,而且是亲自动手做,亲身目击相关实验现象,测量记录相关结果,小组成员对结果合作分析,回应假设,逻辑推理得出相应的结论。学生这种状况下的获得,无论是生物技能上的还是生物知识原理上的,都会深烙脑海。且在实验操作过程中,更能理解科学的内涵,养成好奇、质疑、创新、求实、合作等的科学态度,对学生的终身发展大有裨益。传统的验证性实验课堂教学,往往是学生课前预习书上的实验步骤,课堂上对照步骤一步步机械完成,很多学生对实验的教学目标认识模糊,常常是不知道为什么这样做,不知道要观察什么,不知道做完后要干什么,培养学生探究能力成为一纸空话。本课例要求四人一组进行实验,分工合作并观察现象,尤其注意各编号试管发生现象的比较。

如实填写下表:

三、再探(课后)

课后的“再探”,主要目的是让学生在“初探”、“深探”的基础上进一步内化深化实验原理、实验设计的思想和方法。实施实验过程中,难免会遇到很多生成性的问题,若不及时得到疏导必然影响实验课堂的教学效果,单靠课中40分钟,不可能得到很好的解决,课后的交流反思环节就显得不可或缺了。实验后对实验中出现的问题、现象、失败的原因要尽可能多地设置几个“为什么”,以激发学生思维,提升学生的探究能力。

四、若干思考

1.对探究性实验学习效率高低的认识课时紧张(包括课前课中课后的时间)

毋庸讳言,同样的教学内容,探究性实验要求学生具有充裕的时间,把时间还给学生是一个教学理念,问题是时间如何还给学生,还给学生之后怎样使用。如: “观察植物细胞质壁分离及复原现象”与“探究细胞失水和吸水”,前者是验证性实验(以接受式学习为主),后者是探究性实验(以探究性学习为主),显然后者需要的时间较前者长,如果仅从知识目标的显性达成来看,探究性学习不如接受式学习来得快,好些问题也许教师三五句话就能讲清楚,学生也能接受知识,也可以应用知识解题,似乎没必要浪费学生那么多宝贵时间去探究,孰不知从新课标的三维目标去衡量,探究的目的不仅限于获得知识,更重要的是让学生理解科学的过程和方法,领悟科学的思想观念,培养科学态度和科学精神。即便仅从知识目标看,学生对于通过自己探究获得的知识,理解也比较深刻,记忆也比较长久,这时知识对于学生是内化的。如果学生长期缺乏探究能力的锻炼,其发展就会受到潜在性抑制,与科学精神相关的搜集和处理科学信息的能力、批判性思维能力、分析和解决实际问题能力,以及交流与合作能力等得不到充分的培养,就可能慢慢缺失。即使从应试的角度看,近几年各地高考命题一直强调从“能力”立意,而能力需要的是实践验证,要在分析问题和解决问题的过程中培养、锻炼而不断提高的,也就是说学生的实验学习需要科学探究的过程,由此可见,探究性学习与考试要求是相统一的。

2.探究问题和实验步骤的设计要科学合理

探究问题和实验步骤的设计是探究性实验教学至关重要的环节,也是探究性实验教学成败的关键。设计合理,则事半功倍,设计不合理,则事倍功半。如果没有探究性问题,学生就不会去深入思考,从而缺乏学习的动力。或者探究的问题和探究的步骤设计不科学、不合理,探究性实验教学也就不可能达到预期的效果。探究问题的设计要符合教学内容需要,要符合学生的知识基础及学力水平,这就需要充分考虑学生与教学内容的平衡点,找到学习的平衡点,实验探究就可以因势利导,让学生一步步走进实验教学的思维内核。

3.注重课堂驾控,教师指导适时适度

生物实验教学,探究性实验课堂,其课堂教学组织管理难度往往比常规课堂要大,面对林林总总的实验器材、生物材料等,与生俱来的好奇心,学生往往很活跃,几十学生无秩序的活跃,课堂往往显“乱”,难以驾驭,其实这“乱”是好事,只要不是在故意捣乱,这“乱”恰恰说明了学生在主动参与,主体地位在体现。但“乱”之中,教师必须找到实验内容与学生思维的碰撞点,没有碰撞点,没有连续的碰撞点,学生可能会离开实验的轨道。同时我们教师还要注意由于部分学生学习的自觉意识较差,行为的自控力也弱,教师课堂上适度的组织管理仍很有必要,以免偏离了该探究性实验课堂教学的方向。又由于学生知识经验的广度、深度均不足以解决学习中的所有问题,因此教师在实验前要充分考虑学生可能需要的指导点,在学生需要指导的时候,适时适度指导,学生就可能豁然开朗。

新课程体现了素质教育的根本思想,生物学科的实验教学,尤其探究性实验教学,是学生提高分析问题和解决问题能力,习得科学实验思想和方法,培养科学精神,提高生物科学素养的重要途径,基于各种主客观原因,尽管实践过程困难重重,但为了学生的发展,为了教育的美好明天,正是“衣带渐宽终不悔,为伊消得人憔悴”,吾将上下求索!

 

 

 

 

 

 

参考文献

1.《高中生物课程标准解读》   北京师范大学出版社 2004

2.《高中生物课程改革中的主要问题和对策》  赵占良 《中学生物教学》200711

3.《改进生物实验教学 提高学生探究能力》 林丽英 《实验教学与仪器》20115

4.《中学生物探究性实验的基本程序和案例点评》  潘力行 《中学生物教学》20111-2

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