中學生物二次實驗教學模式探討

陳曉清　蘇育才

二次實驗教學模式是指教師在保證傳統實驗教學的知識體系和基本技能培養的基礎上，針對學生在初次實驗中發現的問題，引導學生進行第二次探索實驗的教學模式[1]。二次實驗教學模式的實施，對于克服當前中學生物驗證性實驗教學不利于培養學生創新性思維與探究性實驗教學制約因素多、開課率低的弊端具有極其重要的意義。

一、中學生物二次實驗教學模式的教學目標

初次實驗是中學生物傳統的驗證性實驗或探究性實驗，教學目的是幫助學生理解實驗的基本原理，掌握規范的實驗操作技能，加深對基礎理論知識的認識[2]，鼓勵學生在認真分析實驗現象的基礎上，學會發現問題并能提出有研究價值的問題，為第二次實驗埋下伏筆。第二次實驗的教學目標是引導學生突破生物教材的桎梏，對提出的問題創造性分解與整合，借助科學思維和科學方法主動探究，培養學生開拓創新的精神和解決問題的能力。

二、中學生物二次實驗教學模式的操作程序

1.初次實驗

教師講解生物實驗的基本原理和目的，學生按照教材既定的步驟完成初次實驗，或者是根據教材提供的背景知識推斷出比較合理的解釋，然后按照教材現有的實驗指導進行操作驗證。

2.發現問題

教師組織學生交流討論，以觀察到的實驗現象為出發點，誘發學生繼續“探疑”的動機，并敢于發表自己的獨特見解。學生從觀察現象產生疑問、提出問題梳理問題到提煉出有研究價值的新問題，為第二次實驗奠定基礎。

3.設計方案

學生圍繞著問題，從多角度多層次構思思路，對實驗現象及結果作出某些預測，合作探討解決問題的方法及途徑，并從中篩選出較為合理可行的實驗方案。教師要指導學生對實驗材料及用具的選擇、實驗變量的控制、對照組的設置、實驗程序安排、記錄表格的設計等環節進行整體細致的考慮，力求方法合理、器材簡單、步驟簡短、現象明顯、分工明確、合作有序。

4.實施探究

學生按照重新設計的實驗方案開展探究活動、觀察實驗現象、記錄實驗數據。教師巡視指導，發現問題，及時改正或適當點撥。

5.分析總結

學生分析討論各自的實驗情況，確定收集的實驗信息是否支持先前的假設，運用邏輯推理對結果做出判斷，總結出實驗結論。教師要督促學生在自評和互評的基礎上積極反思，正視失誤，及時調整，進而提升學生自我認知、自我內省的能力。

三、中學生物二次實驗教學模式的教學策略

1.注重基本技能的訓練

積極的練習是形成生物實驗基本技能的有效手段。第一，教師盡可能為學生創造更多獨立操作的鍛煉機會，尤其是針對某些實驗動作要領及關鍵環節，要詳細講解并結合規范的演示，及時糾正學生錯誤操作，幫助學生逐漸掌握正確的實驗操作技能。第二，教師在激發學生觀察興趣的基礎上，引導學生自覺嘗試，反復訓練，養成良好的觀察習慣。那些稍縱即逝的生物現象、偶然出現的現象、由量變到質變所顯示出來的現象都是訓練學生觀察技能的好時機。

2.培養問題意識

心理學研究表明，學生如果沒有質疑的習慣和思維，不重視問題意識的形成，就不可能在實驗中敏銳地發現問題，提出新見解，創新思維就成了無源之水、無本之木。發現新問題是二次實驗的起點，又以初步解決問題并拓展延伸新的問題為歸宿，可以說，問題自始至終貫穿在整個實驗過程中。因此，教師應努力為學生創設豐富的生物問題情境，以疑問、矛盾為思維的“催化劑”，喚起學生思維的能動性，啟發學生發現新舊知識情境之間的沖突，激起探究欲望。

3.創新方法的指導

目前中學生物教材中并沒有現成的創新經驗與案例可供借鑒，教師要指導學生了解探究性實驗設計包括哪些內容、必須遵循的原則和一般程序等，讓學生學會如何提出問題、作出假設、預測結果；適當地為學生的探究提供線索，避免走不必要的彎路；教會學生通過實驗來驗證假設的正確與否，并在探究過程中不斷修正與完善實驗方案。

4.有效的組織策略

二次實驗教學模式強調要突出學生的主體地位，但教師主導作用也不容忽視。第一，發現問題階段。教師盡量營造輕松自由的學習氛圍，設置有指向性的問題情境，誘導學生捕捉與教材相沖突的實驗現象，激起學生發散性思維的連鎖反應，選擇適合探究的問題。第二，提出假設階段。教師要巧妙地利用學生認知沖突，通過師生、生生互動討論，鼓勵學生沖破定性思維的束縛，拓展想象空間，提煉出獨特見解。第三，實施探究階段。教師努力創造實驗的外部條件，而具體如何設計則放手讓學生摸索，不可越俎代庖；但當學生的探究陷入困境時，教師要提供新的信息或建議，協助學生排除障礙，保證探究順利進行。第四，評價反思階段。組織學生針對實驗過程中所體現出來的批判性思維及創新意識進行客觀而全面的評價；教師可以就反思的內容、方法提供思路，引導學生冷靜而辯證地反思自己的成敗得失，尋求今后努力的方向。

四、中學生物二次實驗教學模式的實現條件

1.對教師的要求

（1）樹立現代化的教育思想

第一，掌握先進的教育理念。教師要認識到基礎教育具有鮮明的前瞻性、生命性和社會性，是為學生的終身學習與適應未來社會發展需要奠定基礎。第二，接受理性的師生觀。學生是具有自我個性的、有發展潛力的個體，教師是學生學習的指導者、合作者和組織者。第三，構建新的教學觀。教學不僅僅強調師生對課程文本做出創造性地解讀，更注重學生親身體驗知識生成的過程，因此教師要引導學生在原有知識和生活經驗的基礎上，用好教材，超越教材，建構知識體系。

（2）專業素養的持續發展

第一，繼續學習。教師要有儲備豐富而深厚知識底蘊的強烈愿望和理想，堅持不懈地加強學習，加快更新本學科知識結構，活化教育科學知識，更加熟練地掌握實驗技能，提高多層面、多元化的知識素養。第二，發展能力。教師要能夠從更廣闊的視野駕馭課堂，力求使教學過程進入到“科學與藝術”結合的完美境界；教師要能夠敏銳地捕捉到學生思維撞擊迸發的火花，鼓勵學生的質疑精神和求異思維；教師應在行動中進行教育研究，成為教育理論的“開發者”和“應用者”。

2.對學生的要求

（1）敏銳的觀察力

學生在教師的指導下學會目的明確、主次分明、細致入微地觀察，能以生物學科專業語言描述實驗現象，歸納實驗結果，揭示現象與本質之間的內在聯系，推測、想象事物發展變化的趨勢，實現實驗觀察與科學思維的統一。

（2）強烈的問題意識

在實驗過程中，學生勤于思考，敢于聯系、猜測，總會產生許多疑問，甚至是于無疑處生疑。例如，能不能改變實驗性質？能不能添加新的實驗裝置以排除干擾？能不能改進實驗方法、簡化步驟？還有更合適的實驗材料嗎？等等。觀察——生疑是科學思維的開端，解疑——創新是科學思維的動力，問題意識是培養學生創新思維的載體。

（3）善于合作交流

小組合作學習，要求成員之間在協調攻關、資源共享的同時，能夠明確分工，以組間競爭促進組內合作；每個學生都能主動參與討論，清晰、簡潔地表達觀點，虛心接受同學的評價，匯集經驗和知識；既張揚個性，堅持獨立的思維，又能夠保持團隊溝通順暢，凝聚集體共識，共同進步。

（4）良好的個性品質

普通高中生物課程標準倡導要“促進每個學生全面而有個性的發展”，良好的個性品質是造就創新人才的必要條件。創造性學習要求學生具備濃厚的學習興趣、強烈的求知欲、鍥而不舍的意志力和嚴謹求實的科學作風[3]。惟其如此，才能克服惰性思維，誘發自主創新精神，勇于探索。

3.對教學條件的要求

（1）生物實驗室的建設

第一，除常規生物教學所需要的儀器、藥品以外，應補充一些與生活聯系比較緊密的設備及試劑；第二，生物實驗室的布局應有利于學生開展探究性實驗和其他實踐活動；第三，增加生物實驗室開放的次數，延長開放的時間；第四，生物實驗室應盡量配置多媒體設備，如投影儀、視頻展示臺等。

（2）生物教學資源的完善

第一，盡可能多訂購一些生物實驗教學軟件、音像資料、專業期刊及圖書、報紙等，讓學生了解生物科學的最新進展，拓展科學視野。第二，準備典型的生物實驗材料，包括足夠數量和多種類型的實物、標本或圖片資料等，以供學生選擇、對比、分析。

（3）課時安排

以兩節課連排為宜，讓學生有比較充裕的時間討論、思考、探究。

五、中學生物二次實驗教學模式的評價

1.中學生物二次實驗教學模式的特點

（1）重視基礎教學

初次實驗立足于生物教材，重視基礎知識和基本實驗技能的學習，而第二次實驗的問題是從第一次實驗產生，分析問題和解決問題的過程又應用到了初次實驗的原理和技能，深化對基本知識及技能的理解。

（2）以問題貫穿教學

問題，一是來自于運用生物教材知識解釋初次實驗遇到的困惑，二是觀察實驗時捕捉到了與教材不相符合甚至是矛盾的現象。教師應注重激活學生潛在的質疑沖動和求異思維，誘導問題意識。

（3）教學的開放性

一是發展目標的開放性。學生從自己的知識基礎、能力和興趣的角度出發，對生物教材所設定的實驗進行拓展、滲透等個性化處理，選擇適合自己當前水平的探究問題。二是心理的開放性。寬松和諧的教學環境，有利于學生解放思想，張揚個性。三是問題設計的開放性。學生有獨立思考、想象與發表意見的余地。

（4）具有可行性

二次實驗的探究主題來源于生物教材又深化了教材，既不與應試教育的指揮棒相背離，又在一定程度上培養了學生的質疑精神和創新能力，容易被學校、家長和教師所接受。

2.二次實驗教學模式實施需要注意的問題

（1）精心選擇與整合實驗教學內容

不是所有的實驗項目都適合以二次實驗模式教學。教師應精心選擇、系統組織教材實驗，循序漸進、扎扎實實地打好基礎，再重點開展幾個有代表性的二次實驗，把學生的創新潛能“挖”出來，讓實驗“活”起來。

（2）教師的指導要把握好“度”

教師的指導要適度，既要防止干涉過多，又要避免放任自流。教師要科學設置問題的梯度，適時、恰當的“疏、引、撥”，用不同的方法啟迪學生思維，引出疑問。對于學生提出的淺顯問題，個別點悟；共性的難題則由教師分析講解；爭議較大的問題，讓學生各抒己見、集思廣益、自我領悟。教師應做好思想與知識上的準備，對學生突發奇想的問題及建議，不能嘲笑、指責，更不能不懂裝懂，而是要允許學生表達自己的見解和體會，鼓勵學生的求異思維，靈活處理“生成”的新問題，使學生能真正進入學習狀態，體驗到發現問題的樂趣。

（3）重視教學的實效性

要避免為了趕進度，過于急躁冒進、敷衍了事、流于形式，要留給學生足夠的時間討論與實施探究活動；要提高學生的參與度，使課堂無“閑人”或“假公濟私”，學生能真正投入到探究活動中，避免形式熱鬧而實質膚淺。

（4）要建立良好的評價機制

評價的平臺可以是課堂討論，也可以是專題報告或校園網上交流；強調評價的發展性與過程性、評價內容的全面性、方法的科學性和結果的激勵性；要尊重學生的個體差異，設置不同等級的評價指標，使得所有的學生都能體驗到成功的喜悅；提倡評價主體的多元化，既有學生的自我評價、相互評價，也有師生之間的相互評價，體現以學生為主體，教師為主導的教學理念。

總之，教師要在遵循教育規律的前提下，在生物教學實踐中不斷驗證、改進和完善教學模式，使教學活動回歸學生的生活本質，應用模式又超越模式，促進教學的良性發展。

參考文獻

[1] 陳曉清，蘇育才.二次實驗法教學的探索與實踐[J].生物學通報，2013（2）.

[2] 張成軍.中學生物學實驗教學[M].北京：科學出版社，2009.

[3] 賀建.中學生物教學建模[M].南寧：廣西教育出版社，2003.

【責任編輯 郭振玲】