例談提高實驗教學(xué)中學(xué)生參與度的策略

顧瑩瑩

(廣東省中山市中山紀(jì)念中學(xué) 528454)

在生物學(xué)教學(xué)中，學(xué)生基礎(chǔ)知識的獲取、科學(xué)方法的掌握、探究能力的培養(yǎng)和科學(xué)素質(zhì)的形成都離不開實驗教學(xué)。由于高中階段沒有對生物學(xué)實驗操作的考查，師生普遍對實驗操作的重視程度不夠。許多教師用課件講實驗、視頻播實驗來代替做實驗，沒有提供機(jī)會讓學(xué)生參與實驗，從而導(dǎo)致學(xué)生對參與實驗熱情不高、興趣缺失。筆者通過教學(xué)實踐和反思，總結(jié)了有效提高學(xué)生實驗參與度的三個策略。

1 實行分層教學(xué)，貼近學(xué)生“最近發(fā)展區(qū)”

實驗教學(xué)時，要求學(xué)生完成超出其操作能力的實驗，學(xué)生會“不知道怎么做”，只能看著教師做，沒有真正參與實驗，長期以往會影響學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心；反之，簡單實驗步驟的重復(fù)性操作，不利于提高學(xué)生的實驗?zāi)芰?，操作較為熟練的學(xué)生會“不想做”，難以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。教師在實驗教學(xué)的備課過程中，應(yīng)該關(guān)注學(xué)生的個體差異，充分分析學(xué)生已有實驗知識和實驗操作水平，以及通過教師指導(dǎo)可能達(dá)到的水平，找到學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，實行因材施教的分層次教學(xué)。

1.1 根據(jù)實驗內(nèi)容分層教學(xué) 對步驟較少、操作簡單的實驗，可采用獨立式教學(xué)[1]：學(xué)生根據(jù)教材和實驗指導(dǎo)進(jìn)行預(yù)習(xí)，教師簡要提出要求和強(qiáng)調(diào)一些關(guān)鍵步驟后，學(xué)生獨立進(jìn)行操作完成實驗。例如 “用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體”實驗、“檢測生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)”實驗。

對步驟較多、操作繁復(fù)的實驗，可采用分段式教學(xué)[1]：將一個實驗分成幾個階段，教師講清一個階段的實驗方法和注意事項后讓學(xué)生獨立操作，接著教師再講第二階段內(nèi)容，讓學(xué)生再獨立操作。例如，“葉綠體色素的提取和分離”實驗可分為色素提取、制作濾紙條和畫濾液細(xì)線、層析法分離3個階段；“探究酵母菌的呼吸方式”實驗可分為探究有氧呼吸方式和探究無氧呼吸方式兩個階段；“低溫誘導(dǎo)染色體加倍”實驗可分為低溫誘導(dǎo)、固定、有絲分裂裝片制作3個階段。

1.2 根據(jù)學(xué)生差異分層教學(xué) 由于實驗基礎(chǔ)和自身動手能力的不同，同一個班學(xué)生的實驗?zāi)芰Υ嬖谳^大的差異。教師可以通過問卷調(diào)查、教學(xué)觀察、試題測評等方式了解學(xué)生的已有實驗知識和操作水平，再根據(jù)調(diào)查結(jié)果實行分層教學(xué)。

例如，教材中有多個實驗需要用顯微鏡觀察，顯微鏡的使用基礎(chǔ)很重要。在高中階段的第一個實驗“用顯微鏡觀察多種多樣的細(xì)胞”教學(xué)時，對從未用過顯微鏡的學(xué)生，可采取示范式教學(xué)：教師邊講解邊指導(dǎo)學(xué)生實驗，教師示范一步，學(xué)生模仿一步，讓學(xué)生能初步掌握顯微鏡的結(jié)構(gòu)和操作步驟；對有一定基礎(chǔ)但操作不熟練的學(xué)生，可采取協(xié)助式教學(xué)：先讓學(xué)生嘗試獨立操作，教師在學(xué)生碰到困難時再給予指導(dǎo)，幫助學(xué)生順利完成實驗；對熟練掌握操作步驟、能很快完成實驗的學(xué)生，可采取拓展式教學(xué)：在學(xué)生獨立完成教材實驗的基礎(chǔ)上，布置新的觀察任務(wù)，如觀察口腔上皮細(xì)胞在濃鹽水和蒸餾水中的形態(tài)、比較菠菜葉上下表皮的異同等，讓學(xué)生有更多實驗成功的體會。

1.3 根據(jù)能力要求分層教學(xué) 全國高考考試大綱中對生物學(xué)科的實驗和探究能力提出了4個層次的要求：①能獨立完成“生物知識內(nèi)容表”所列的生物實驗；②具備驗證簡單生物學(xué)事實的能力；③具有對一些生物學(xué)問題進(jìn)行初步探究的能力；④能對一些簡單的實驗方案做出恰當(dāng)?shù)脑u價和修訂[2]。教師在實驗教學(xué)設(shè)計時，應(yīng)該充分體現(xiàn)考綱思想并結(jié)合學(xué)生實驗水平差異，實行分層次的教學(xué)，使學(xué)生的實驗和探究能力得到逐層的提高。

例如，“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原”實驗，參考考綱的能力要求，可設(shè)計出難度遞進(jìn)的如下實驗任務(wù)：①獨立完成教材實驗；②設(shè)計實驗驗證細(xì)胞死活；③驗證KNO3溶液中植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和自動復(fù)原；④設(shè)計實驗測定細(xì)胞液濃度。實施過程如下：教師根據(jù)學(xué)生的實驗?zāi)芰Ψ纸M布置任務(wù)，小組課前預(yù)習(xí)并討論設(shè)計出實驗方案，課上教師協(xié)助學(xué)生完成實驗，全班匯總并討論分析實驗結(jié)果。

2 設(shè)計微型實驗，將實驗引入常規(guī)課堂

微型實驗較普通實驗具有省試劑、少污染、快速安全、便于操作等優(yōu)點，有些微型實驗在教室常規(guī)課堂中就可以實施。教師應(yīng)充分發(fā)掘教材實驗設(shè)計成微型實驗的可能性，在課堂上為學(xué)生提供人人動手操作實驗的機(jī)會。以下是兩個微型實驗的實施案例。

2.1 葉綠體色素的提取與分離實驗 該實驗的目的是驗證葉綠體中色素的種類和各種色素的顏色。學(xué)生對分離色素的過程和結(jié)果尤其感興趣，但繁瑣而復(fù)雜的提取色素和畫濾液細(xì)線過程常讓學(xué)生“望而生畏”。課堂上教師通過簡化這兩個過程，讓學(xué)生重點操作層析分離，在短時間內(nèi)能獲得較好的實驗效果。實施過程如下：①學(xué)生2人為一組，教師給各組分發(fā)材料用具：新鮮菠菜綠葉、1分面值硬幣、濾紙條、裝有層析液的帶棉塞試管；②將濾紙條一端剪去兩角，并在這一端1 cm處用鉛筆畫一條細(xì)的橫線；③用硬幣的鋸齒狀邊緣稍加用力的在菠菜葉面上劃線，硬幣邊緣的鋸齒槽內(nèi)就填滿了破碎的葉肉細(xì)胞，再將硬幣沿鉛筆線畫到濾紙條上，重復(fù)2～3次；④將濾紙條放入裝有層析液的試管中層析；⑤觀察并分析實驗結(jié)果。這樣的實驗簡化了操作步驟，在10 min內(nèi)可完成整個實驗。

2.2 果酒和果醋的制作 “果酒和果醋的制作”是密切聯(lián)系生活，能激發(fā)學(xué)生參與熱情的實驗。該實驗的發(fā)酵周期較長，無法在一節(jié)課內(nèi)完成，而常規(guī)教學(xué)是教師先在課堂上講解實驗步驟和注意事項，再布置學(xué)生回家實踐。如果能在課堂上教師邊講解、學(xué)生邊操作，教學(xué)收效會更大。實施過程如下：①學(xué)生準(zhǔn)備材料用具：1瓶未開封礦泉水、1小串葡萄、1個盛水的容器；②打開礦泉水瓶，用里面的礦泉水沖洗葡萄(教師在該步驟提出思考問題：應(yīng)該先沖洗葡萄還是先去除枝梗？葡萄可以用洗潔精或濃鹽水來清洗嗎？為什么)；③將葡萄去除枝梗、徒手捏碎、裝入礦泉水瓶至2/3容積(教師在該步驟提出思考問題：為什么所用的發(fā)酵容器礦泉水瓶不用清洗消毒？能否只取葡萄果肉而將果皮丟棄？為什么不將礦泉水瓶裝滿)；④課堂上的操作步驟完成后，教師說明后續(xù)步驟：每天定時將礦泉水瓶蓋擰松放氣2～3次，不要完全揭開瓶蓋。果酒制成后，若加入適量醋酸菌，并適時通氣，可繼續(xù)發(fā)酵為果醋。如此以實驗操作為主線，將實驗細(xì)節(jié)和注意事項以問題的形式穿插其中，使學(xué)生的動手和思維能力都得到鍛煉。

3 設(shè)立評價標(biāo)準(zhǔn)，激發(fā)學(xué)生探究積極性

高考中對實驗知識的考查不僅局限于教材實驗，新背景材料的探究性實驗更能體現(xiàn)創(chuàng)新能力、實驗設(shè)計能力和運用生物學(xué)知識和方法解決實際問題的能力。在探究實驗教學(xué)中，由于條件和時間的限制，很多實驗無法讓學(xué)生動手操作，只能“紙上談兵”，學(xué)生容易覺得枯燥乏味。如果教師在學(xué)生探究過程中適時給出評價，就能有效激勵學(xué)生參與探究。根據(jù)實驗探究題的常見考點可設(shè)計如下實驗方案評價標(biāo)準(zhǔn)(表1)。課堂上，教師可以先布置學(xué)生以分組合作的形式完成實驗方案的設(shè)計，再依次點評并按評價標(biāo)準(zhǔn)為每個小組評分。也可以由教師提供一份實驗方案，師生共同討論分析對該方案進(jìn)行評分。如此用量化的評價標(biāo)準(zhǔn)來引導(dǎo)學(xué)生探究，能有效激發(fā)學(xué)生的探究積極性，并活躍課堂氣氛。

表1 實驗方案評價標(biāo)準(zhǔn)