生物課堂中融入DIY實驗輔助概念教學的嘗試

浙江省紹興市高級中學 陳衛良

生物課堂中融入DIY實驗輔助概念教學的嘗試

浙江省紹興市高級中學 陳衛良

生物學概念是生物學知識的主要組成部分，也是生物學知識運用于實踐的基礎。概念教學是生物學教學過程的核心問題，它概念教學離不開事實，而事實性知識主要依靠實驗手段獲得。所以，我們在課堂教學中要重視實驗教學，讓學生在動手做的過程中獲得直接經驗。本文進行了生物課堂中融入DIY實驗輔助概念教學的嘗試，以改變現今生物實驗教學存在的不能面向全體學生、課時多、不能動手做、難普及等問題。

生物學概念 核心概念 概念教學 DIY實驗 反射弧

生物學是研究生命現象及其活動規律的一門自然科學，它通過一系列概念作為分析、判斷、綜合和推理等邏輯思維的依據揭示學科的基本規律。因此，生物學概念就是通過抽象、概括而形成的對生物學現象、本質特征或共同屬性的反映。例如，“酶是活細胞產生的具有催化能力的有機物，大部分是蛋白質，少數是RNA”這個生物學概念，概括了所有酶在來源、生理功能和化學本質上的共同屬性。生物學概念是生物學的基礎，是思維的載體，是生物學科最基本的表達單位。

泰米爾Tamir（1989）曾經提出：科學課程最獨特之處在于實驗課程。美國著名教育家杜威（J.Dewey）1992提出“做中學learning by doing”的學習理念。教育家陶行知在《教育的新生》中寫到“行動是老子，知識是兒子，創造是孫子。有行動之勇敢，才有真知的收獲。”這就是他的“行——知——行”理論。陶行知反對教育理論與生活實際相脫離，他強調要通過行動實現知行合一。

現實中，由于受學校辦學條件、課時安排、師資、現行高考制度和教師等多種因素的制約，生物實驗教學出現了非常尷尬的實驗“打折”現象，能夠用來建構概念的事實性知識更多采取講授告知的策略進行教學。雖然大家都在積極開展生物實驗有效教學的實踐研究，但在生物實驗教學不常態化的情況下，生物實驗教學占用大量課時，上述實踐研究仍舊是紙上談兵，仍舊不能面向全體學生，仍舊會出現實驗效果打折的尷尬現象。例如，很多學校的生物實驗室建設得比較好，但由于教師觀念、課時、實驗人員等多種因素，仍然會被荒棄。再如“興趣小組”“家庭小實驗”等活動，只有感興趣的學生或學有余力的學生會去做，不能面向全體學生，無法保證實驗的質量，無法進行有效評價。“課堂探究活動”“融入科學史”等活動也只是在公開課、優質課、示范課中運用，在常態課中很難普及，而且以講解、實驗背景、例題為主，學生真正動手體驗很少。由此，筆者有了在生物課堂中融入DIY實驗輔助概念教學的想法。

什么是DIY？Do It Yourself！這不是一句簡單的英文，他代表的是一種精神。什么精神？自己去做，自己體驗，挑戰自我，享受其中的快樂，這就是DIY。簡而言之，就是“親歷親為”。DIY實驗就是依據教材內容、教材實驗及科學史，以取材方便、制作容易、思路簡潔明了、時間短、操作簡單、容易成功為原則，人人都會做，人人都可以做的課堂實驗。

下面就以反射的概念為例，談談生物課堂中融入DIY實驗輔助教學的一些嘗試。反射教學過程（案例）：

多媒體呈現DIY實驗1：比比誰反應快？

師：請大家把事先做好的尺子拿出來，兩人一組，請你的朋友用一只手拿住尺子，使尺子的紅色一端的邊緣處位于你的大拇指和食指之間。在不告訴你的情況下，你的朋友放開尺子。請你迅速抓住它，你抓住的顏色顯示你的反應速度。為什么有的學生捏在黃色部位？有些學生捏在紅色部位？

生：這跟一個人的反應快慢有關。

師：這種反應快慢是建立在怎樣的結構基礎上的呢？

生：反射弧。

師：對，就因為我們身體里有反射弧，我們才能做出剛才的反應。那么對于反射弧，你們想要知道些什么呢？

學生興趣高漲，議論紛紛。筆者要求學生舉手回答并歸納學生的語句，把學生想要知道的內容寫在黑板上。

生1：什么是反射？

生2：什么是反射弧？它包括哪些結構？

生3：反射弧某個部位斷掉了會怎樣？

DIY實驗激發了學生的學習興趣，通過自己想要知道什么的思考，學生明確了本節課的學習目標，存疑學習，有了學習的內驅力。學生的提問中包含的核心概念有反射、反射弧、反射弧中斷，這也是教材的核心概念。

師：那什么是反射呢？其實剛才你們抓尺子的反應過程就是反射。這個過程是你看到尺子下落后大腦發布命令，你才做出反應抓住尺子，包含刺激、中樞神經處理、做出反應的過程，請大家歸納反射的概念。

生：反射是指機體接受刺激，在中樞神經系統的參與下做出一定反應的過程。

師：我們的生活離不開反射。一問一答就是反射，聽到廣播就上課或下課就是反射，吃東西分泌唾液就是反射，膝跳反射等。這些反射有共同的結構基礎，那就是反射弧。什么是反射?。克男┙Y構？

有些學生記得初中的知識，有些學生忘了，教師要引導學生回憶初中知識。

師：反射的過程是一個接受刺激產生興奮→傳入興奮→處理信息→傳出信息→作出反應的連續過程。每一個過程都是有相應的神經結構來完成。請大家結合反射弧示意圖說出反射弧的組成部分。

多媒體呈現反射弧示意圖。

生：產生興奮——感受器；傳入興奮——傳入神經元；處理信息——反射中樞；傳出興奮——傳出神經元；作出反應——效應器。

師：請歸納反射弧概念。

生：反射弧是進行反射的神經結構基礎，包括感受器、傳入神經元、反射中樞、傳出神經元和效應器。

師：那么其他反射弧的結構是否都像反射弧示意圖中所示的那樣嗎？

多媒體呈現教材第25頁膝反射示意圖。

師：請學生描述膝反射（伸肌反射）和屈肌反射過程。

生1：膝反射：感受器（伸肌肌梭）接受刺激，產生興奮→神經沖動沿傳入神經元傳導→反射中樞（傳入神經元與傳出神經元之間的突觸）處理信息→神經沖動沿傳出神經元傳導→效應器（伸?。┦湛s。

生2：屈肌反射：感受器（伸肌肌梭）接受刺激，產生興奮→神經沖動沿傳入神經元傳導→反射中樞（抑制性中間神經元）處理信息，釋放抑制性遞質→傳出神經元沒有產生神經沖動→效應器（屈肌）舒張。

師：膝反射的反射弧中包含了幾個神經元？屈肌反射的反射弧中包含了幾個神經元？

生：膝反射的反射弧中包含了傳入神經元和傳出神經元2個神經元。屈肌反射的反射弧中包含了傳入神經元、中間神經元和傳出神經元3個神經元。

師：有的運動只涉及最簡單的反射弧，該反射弧只含有兩個神經元，我們稱它為二元反射弧。膝反射只經過由一個感覺神經元和一個運動神經元所組成的二元反射弧，可引起股四頭肌收縮。有的運動涉及三個神經元所組成的反射弧，我們稱它為三元反射弧，如同側屈反射，由傳入神經元、中間神經元、傳出神經元組成。有的運動涉及三個以上神經元所組成的反射弧，我們稱它為多元反射弧。中樞神經系統包括腦和脊髓，反射中樞位于腦和脊髓中。那么膝反射中的反射中樞到底在脊髓還是在大腦？

學生有的說在脊髓，有的說在大腦，眾說紛紜。

多媒體呈現膝跳反射DIY實驗2：你能控制膝跳反射嗎？

師：坐在椅子上，使你的小腿能自由地搖擺，腿不能碰到地面上。讓你的同學用手的側面輕輕敲打膝蓋骨下面的地方。觀察你的腿有什么反應，注意你是否能控制你的反應？你有感覺嗎？和你的同學交換位置，然后重復以上步驟。

生：我想控制小腿不踢起來，但做不到。我還感覺到朋友的手在敲打我的膝蓋。

師：根據大家的感受說明膝反射中的反射中樞在脊髓，并且與大腦發生聯系。確實，很多反射的反射中樞在脊髓，并且通過脊髓白質中的上下行傳導束與大腦聯系。

這堂課通過簡短的DIY實驗激起了學生極大的好奇心和學習興趣，用鮮明和深刻的物質形式再現了生物學概念的某種本質特征，豐富了學生的感性認識，使學生有了直接認知，獲得了相關的事實性知識，變抽象為具體。更重要的是讓學生通過事實抽提出生物學本質的東西，經過歸納、推理和邏輯加工，構建生物學概念，讓生物學概念“活起來”。

本堂課注重DIY實驗，銜接自然流暢，在前一個生物學概念形成的基礎上再進行下一個生物學概念的建構，生物學概念逐一突破，符合認知規律。

根據生物課堂中融入DIY實驗輔助概念教學的實踐嘗試，筆者認為要做好以下幾點：

1.在概念教學中堅持“做中學”理念。生物學是一門實驗科學，生物學概念的獲得常常建立在實驗基礎上，是對生物學事實的總結與提升。因此，我們要改變以往講授式的教學模式，生物學概念的引入一定要建立在學生做的基礎上。

2.確定一節課的核心概念。有很多因素都會影響我們對核心概念的確定，如教師本身的生物學科專業素養、教師對生物學科知識框架的理解與認識、教師的教學經驗、教師對科學本質的理解等。要確定生物學核心概念，僅靠個人是遠遠不夠的，要利用備課組教研組甚至整個地區、整個市的教研力量來做。這是一個持之以恒的工作，教師們一定要堅持下去。

3.分析生物學概念，獲得事實性知識，創設DIY實驗。創設DIY實驗是為了學生自己去做、自己體驗，在享受快樂的同時獲得事實性知識。然后通過對這些事實性知識分析推理歸納，從“是什么”到“為什么”，最終構建生物學概念。所以，教師可以引導學生通過分析生物學概念，獲得事實性知識，然后依據事實創設DIY實驗。

4.不要刻意地設計DIY實驗。DIY實驗應該符合學生的學習特點，結合教材中的概念性知識框架，選擇簡單易懂且與學生生活實際密切相關的事實設計研發。有些事實性知識很難用DIY實驗呈現，如植物生長素的產生、分布、運輸等一系列事實性知識可以通過科學史分析讓學生獲得；胚胎發育各個時期的發育特征這一系列事實性知識可以通過信息技術輔助讓學生獲得。

總之，為了面向全體學生，引導學生主動參與實驗，培養學生的創新精神和實踐能力，從而使其主動構建核心概念，教師必須做好生物實驗教學工作。生物課堂中融入DIY實驗輔助概念教學，做到“教學做”合一，這不僅可以解決實驗室建設上的不足，而且制作DIY實驗中的材料也是對實驗能力的一個重要補充。更重要的是優化了教學資源和教學環境，使自主、合作、探究的教學模式逐漸完善，培養了學生的實踐操作能力和科學探究能力，積累了做的經驗，有利于生物學概念的建構。

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[5]胡玉華.對生物學核心概念及其內涵的研究[J].生物學通報，2012.02

ISSN2095-6711/Z01-2015-06-0159