建構主義教學理論對生物實驗教學的啟示

王甜甜　王盈盈　周曉馥

摘要：作為生物課程的一部分，生物實驗是學生最容易丟分的部分。因各地區學校教學經費的不足，教師對實驗的不重視，學生習慣接受教師講解等各種原因，在實際教學中，生物實驗課程并沒有按照生物課程標準的要求來進行。本文借助建構主義的相關主張，從學生在學習中存在的實際問題入手，探究適合生物實驗的有效方法。

關鍵詞：生物實驗；建構主義學習理論；創設學習情境；構建合作學習氛圍

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）15-0136-02

一、生物實驗教學面臨現狀

由于學校的硬件設施和當代高考制度的限制，多數教師迫于學生分數以及學校、家長的壓力，更看中學生的筆答能力，認為學生不用具有較強的實驗能力，只要會設計實驗就可以了。實驗教學被當成一種口頭講授，實驗器材被當成了擺設，實驗室變成了一個空殼子。在新課程改革側重能力培養的背景下，大多數教師仍用“講實驗”來代替“做實驗”，不能做到以“學生”為中心，從而導致當前生物實驗的現狀——重知識、結果；輕能力、過程。即便組織學生去實驗室做實驗，也是以模仿為主，首先由教師講解實驗步驟，學生按照老師的講解機械地進行操做，教學形式單一且枯燥。生物實驗變成了驗證結論的過程，不但沒有提高學生的實驗技能，反而讓學生越來越輕視生物實驗的地位，甚至厭煩這種聽枯燥講解、做機械實驗的教學模式。

據調查，學生對生物實驗具有比較濃厚的興趣，但是在實驗課上卻不能端正態度，積極思考問題，去解決自己的疑惑，主要是因為學生到了高中階段已形成了一種中國式的學習方法，習慣了依賴教師的講解，而疲于主動探究。而且并不是所有的實驗都可以正常進行，由于生物課時少，高考任務重，再加上實驗材料的限制，學生只需要明確原理、記住結論即可，從而導致了學生“重接受學習，輕探究學習”的現狀。

二、建構主義理論概述

上世紀80年代，建構主義學習理論興起，該理論的先導是著名的教育學家皮亞杰（J.Piaget）。他提出了發生認識論，即孩子在建構屬于他的世界模式時，會出現不同的認識階段。他認為知識是在主體與客體發生相互作用之后建構起來的，既不完全由主體決定，也不完全由客體決定。從新舊經驗方面來講，也存在著相互作用。一方面，原來的經驗是新經驗的基礎；另一方面，新經驗的獲得又會改變原有的經驗，使它趨于更加豐富甚至改造。在皮亞杰的基礎上，維果斯基又提出了“最近發展區”理論。他認為，在兒童的發展歷程中存在著兩種發展水平：一種是實際的發展水平，即個體所形成的心理機能發展水平；另一種是潛在的發展水平，即在他人的指導下可以達到的新的認識水平。由前者發展到后者經過的區域稱為“最近發展區”。“最近發展區”理論揭示了學生具有一定的發展潛能。教育的創新不在于強化已完成的過程，而在于未形成的狀態，注重潛能的開發。他還強調學習的環境，提出具體的社會背景在一定條件下對個體進行知識的建構起著至關重要的作用。建構主義流派眾多，各有各的觀點，但是他們有著共同的特點：知識的構建是由認知主體主動完成的；新的知識經驗是由原有的知識經驗產生的；學生變被動為主動，成為了教學中的主體，教師也擺脫“灌輸者”的稱號，而變成了指導者、合作者。

三、建構主義視角下生物實驗教學啟示

1.創設學習情境。建構主義學習理論認為“知識”并不是經久不變的，他只是依托于具體環境而存在的。當歷史環境發生變化時，知識也會緊跟著發生改變，形成新的定義。更重要的是，“新的知識在呈現之前，個體對其是毫不知情的，甚至會有拒絕、排斥的心理。因此不能采用‘接受權威的模式強迫學生接受，要遵循學生的認知方式，讓學生自己來完成對新知識的構建”。因此，教師在傳授知識時要改變單純的“教師講，學生聽”的教學方法，從學生的興趣和認知特點出發，創設情境，啟發學生思考。優秀教師孫春成說過，“不會提問的學生不是學習好的學生，不會提問的教師不是教學好的教師”。最直接有效的創設情境的方法就是提出問題，教師通過問題，激發學生積極思考，開拓學生的思路，在解決問題的過程中，又會引發其他一系列的問題，從而達到教學的目的。例如，在《檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質》實驗中，斐林試劑和雙縮脲試劑是學生新接觸的兩個試劑，配制他們所需的溶液又非常相似，是常考但學生又特別容易弄混的一個知識點。為了讓學生能輕松地掌握該知識點，教師可以創設以下教學情境，讓學生知其所以然。

師：檢測蘋果中的還原糖可以用什么試劑？ 生：斐林試劑。

師：配制斐林試劑需要哪兩種溶液呢？生：0.1g/ml的NaOH溶液和0.05g/ml的CuSO4溶液。

師：是如何配制的？

生：等量混合均勻后注入。

師：第二個問題，檢測蛋白質可以用什么試劑？ 生：雙縮脲試劑。

師：雙縮脲的配制需要什么溶液？

生：0.1g/ml的NaOH溶液和0.01g/ml的CuSO4溶液。

師：如何配置雙縮脲試劑呢？

生：先加0.1g/ml的NaOH溶液1ml，再加0.01g/ml的CuSO4溶液4滴，搖勻。

師：斐林試劑和雙縮脲試劑在配制時有哪些異同呢？

生：所用到的溶液相同，但是溶液的濃度不同。

師：配制的過程相同嗎？

生：不同。滴加的順序和用量也不同。

師：這是為什么呢？有什么原理？

斐林試劑的實質是現配制的Cu（OH）2溶液，因而需要甲乙兩個溶液等量混合，然后在50～65℃溫水浴加熱條件下，還原糖中的醛基（—CHO），將Cu（OH）2中的Cu2+還原成Cu+，從而生成磚紅色Cu2O沉淀。

雙縮脲試劑的實質是在堿性環境下的CuSO4溶液，因為蛋白質只有在堿性環境下才能與Cu2+結合成紫色絡合物，所以使用時先用NaOH溶液處理蛋白質，然后再滴加少量的CuSO4溶液4滴。

2.構建合作學習氛圍。當處于相同認知程度的同學交流觀點和想法時，會導致其內部的認知產生沖突，隨著認知沖突的解決，將使得參與的個體發生內部知識的動態變換，最終達到重新建構。每個人對知識的理解都取決于其本身的學習經歷，由于個人的經歷以及對事物分析的角度存在差異，對同一知識的構建也會因人而異，有的是正確的，有的卻偏離了正確的軌道。通過建立同學之間合作的學習方式，可以讓學生意識到自己所建構的知識體系的不足，從而吸收其他同學的意見，完成個體內部知識的重新構建。

要合作就會有分組，要保證每個小組內的成員具有不同的能力、經驗和興趣，這樣才會使得每個人都得到不同的思想和解決問題的方法，刺激個人所構建的原有的知識體系發生變化，達到一個新的平衡。在組間要實行競爭制度，從而促進組內的團結合作。每個小組還要實行組長負責制，找出實驗能力強、善于組織和表達的同學擔任組長，教師對組長進行指導，培養組長的協調分配能力，達到層層管理，讓每一個同學都盡可能地參與到合作學習當中，完成個體內部知識的重新建構。

3.加強學生自主學習。建構主義學習理論認為學習的過程就是學生從原有經驗向新獲得的經驗動態進行靠攏的過程，在這一過程中起到推動作用的角色是教師，而真正的掌控者卻是學生本身。所以在整個教學過程當中，學生才是中心，學生對知識的掌握程度才是衡量這節課是否成功的標準，教師需要根據實際情況盡可能的給學生增加自主構建知識的機會。“授之以魚，不如授之以漁”，與其傳授知識，不如傳授學習的方法。因此在新課改的背景下，加強學生自主學習這一模式是非常值得實施的一種舉措。學生成績的高低與其自主學習的能力密切相關。往往學習成績優秀的學生，他們的自主學習能力都很強，而大部分學生已經習慣依賴教師來獲取知識，拒絕主動去獲取知識。因此要培養學生自主學習的能力，首先要讓學生意識到自主學習的重要性。據調查，學生的自主學習能力與其動機和學習所用的方法策略有很強的正相關。因此，可以從以下兩個方面來增強學生的自主學習能力。①學習動機。學習動機可以激發起學生內心對學習的興趣，激起學生實驗鉆研的欲望。只有具有相關動機，才會增加學生的求知欲，更有助于學生擺脫依賴性。根據自身的學習狀況，進行相應的計劃安排，進而鍛煉學生的自主學習能力。②方法策略。做任何事都要講究一定的方法與策略，好的方法不僅可以提高學習效率，還可以讓學習事半功倍。如果學生不能很好地掌握各種策略，即便學習意識很強烈，也不能夠完成自主學習過程。

四、總結

總之，建構主義所包含的內容很適合用到生物實驗教學當中去。本文在建構主義的視角下，介紹了生物實驗教學面臨的現狀，并結合具體教學實例提出適合生物實驗的教學方式。以此來培養學生的興趣，增強學生的實驗技能，提高學生的生物科學素養，讓生物實驗教學真正地發揮作用。當然，本文僅僅是從幾個各方面提出適合生物實驗的教學方法，更多適合生物實驗的教學研究，仍然是教師需要長期思考的問題。

參考文獻：

[1]曹道平，陳繼貞.生物教育學[M].青島海洋大學出版社，2000.

[2]程玉平.高中生物實驗教學的建構主義學習環境建設研究[D].山東師范大學.

[3]溫彭年，賈國英.建構主義理論與教學改革——建構主義學習理論綜述[J].教育理論與實踐，2002.

[4]萊斯利·P·斯特弗，杰里·蓋爾.教育中的建構主義[M].高文，等，譯.上海：華東師范大學出版社，2002.

[5]鄭毓信，梁貫成.認知科學建構主義與數學教育——數學學習心理學的現代研究[M].上海教育出版社，2002.

[6]聯合國教科文組織國際教育發展委員會.學會生存——教育世界的今天和明天[M].北京：教育科學出版社，1996.

[7]倪清泉.大學英語學習動機——學習策略與自主學習能力的相關性實證研究[J].外語界，2010，（3）.