高中生物啟發性實驗的設計

高中新課程改革實驗的核心是轉變教師的教學方式和學生的學習方式，提高學生自主學習能力，促進學生思維方式的轉變，從而提高教育教學質量。生物學課程是高中階段必修的基礎課程，實驗教學是生物學教學的重要組成部分。隨著課改的深入，實驗的重要性一定會在今后高考中有更多體現。為此，筆者在改變“過去”的高中生物學實驗教學方式，提高學生實驗參與度方面作出了一點思考和嘗試。

一、我國高中生物實驗教學的現狀

我國傳統的高中生物教育以傳授生物理論知識為主，即向學生講授生物學的一般規律，把大量知識灌輸給學生。甚至有老師認為學生不會動手做實驗也不要緊，只要會做生物實驗相關的題目就行，把應試作為第一標準。而現代科學教育則認為，生物教育除了生物知識的傳授和技能的訓練外，還應重視對學生探索興趣、學習能力、良好思維習慣與創新意識等的培養。即從強調生物知識內容獲取向理解生物過程轉變，從強調單純積累知識向探求知識轉變的教學觀。尤其是“新課改”以來，教育工作者越來越認可生物實驗教學在生物教育中的重要地位，可是高中生物實驗還是驗證性的實驗居多，教師在實驗教學中一手包辦現象嚴重。學生多是機械的模仿，缺少動手和動腦的機會，能力得不到相應的提高，更談不上探究精神和探究能力的培養。因此，啟發性實驗的設計在高中生物教育中有很重要的作用。

二、高中生物教育中啟發性實驗的設計

1.實驗前準備

在以往的實驗教學中，實驗材料、試劑都是課前有教師按書本上要求準備好的，實驗中給出，學生完全按規定的步驟進行，成了不用思考的機械操作者，老師欣賞的是熟練的操作工，忽視標新立異的思想和行為。這種教學沒有給學生思維的空間和余地，抑制了學習的主動性和思考的獨立性。而現代教育就是要引導學生自主學習，主動參與。如必修I 實驗《用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體》中選擇新鮮的蘚類的葉作為材料，對于該植物的選擇并非所有的蘚類都可以，所以我就啟發學生根據所學知識尋找替代材料——生活中常見的菠菜葉。實踐證明效果非常好。再如在《觀察植物細胞的吸水和失水》實驗方法步驟：制作洋蔥鱗片葉外表皮的臨時裝片。實驗材料選擇的是洋蔥鱗片葉的外表皮，原因是外表皮有紫色大液泡，而內表皮沒有。但實際操作的過程中，外表皮很難撕取，不是帶著幾層葉肉細胞，就是把液泡撕破了，而有紫色液泡的單層細胞幾乎找不到。通過啟發式的教學，學生發現只需對洋蔥進行適當的處理，就是在上實驗課之前的四到五天，即買回洋蔥，從中間切開，放在通風的地方，散射光照射幾天，洋蔥的內表皮就會變成紫色，選取紫色部位的內表皮，按要求進行實驗操作，內表皮非常容易撕取。制作的洋蔥內表皮臨時裝片細胞沒有重疊，透光性好，紫色大液泡明顯，實驗效果非常好。

同時課前，教師將全班學生合理分組，選舉出各小組長和各相關負責人。并做好學生的思想動員工作，使學生有備而來。通過引導讓學生參與到實驗的準備中來，這樣學生一開始就進入一個主動思維而非被動接受的狀態，大大提高了學生實驗的興趣。

2.創設情境，提出實驗主題

啟發性生物實驗設計要求教師創設良好情感氛圍，有利于學生對所學內容進行建構的學習環境。教師應盡量為學生創設一些引人入勝的、具有探索性和科學文化氛圍的教學情境，幫助學生理解問題的本質，啟發學生提出解決問題的方法。成功開展啟發性生物實驗還要求探索性實驗的設計既要有挑戰性又要有適宜性，以激發學生對實驗的興趣和積極性。如在《探究植物細胞的吸水和失水》實驗中，我以日常生活現象：炒菜時加入鹽，發現鍋里滲出很多水，為什么？腌菜時，并未加水，可是一段時間后發現缸里有許多水，從哪里來？……引出有關植物細胞的吸水和失水，從而激發學生的求知欲。

3.鼓勵學生互相合作

這一階段是啟發性實驗教學的核心。啟發性實驗教學鼓勵學生進行合作學習。教師要重視學生之間在實驗過程中的相互合作。學生們在實驗中的合作、分享與交流，可以使不同學生貢獻各自的經驗和發揮各自的優勢，從而使學生完成單個探究者難以完成的復雜任務。實驗的核心是讓學生自主地參與獲得知識的過程，它要求學生在相互合作的前提下設計實驗方案，進行實驗探索，得出結論。

如在設計“滲透作用”的實驗時，可以讓每個小組先猜想滲透作用與哪些因素有關，小組成員會根據自己的生活體驗或者知識積累，歸納出與半透膜、濃度差、溶質大小等很多因素。有條件的情況下，應該盡可能地讓學生對自己所歸納出來的所有因素都進行實驗來探究。這時教師可以指導學生設計幾個小實驗將學生的猜想進行驗證。如：①用塑料膜代替半透膜；②將蔗糖溶液和清水的位置互換；③用等濃度的蔗糖溶液代替清水；④用不同濃度的蔗糖溶液代替單一濃度的蔗糖溶液；⑤用紅糖代替蔗糖。

4.對實驗進行獨立的觀察與反思

這一過程包含兩個重要方面：觀察和反思。學生通過收集必要的數據，合理地分析數據，利用所掌握的知識，通過科學地歸納、演繹和推理等方法，得出最佳結論，并利用圖表、圖形、公式或其他形式清晰地表述某個生物現象，得出某個生物規律。最終進行小組間的交流，通過比較各小組的探索過程和思維結論，從中獲取成功的經驗和失敗的教訓，然后調整和重新設計實驗方案，使自己的實驗探索過程更趨合理，通過交流使自己的結論更嚴密準確。在反思交流的基礎上，學生撰寫實驗報告。實驗報告必須完整地反映實驗探索活動的全過程，從假設、實驗設計、實驗過程、結果確定與分析匯總都必須有規范、詳細的記錄、實事求是的描述、嚴密科學的分析和合乎邏輯的結論。如“觀察植物根尖細胞有絲分裂”實驗，在根尖培養過程中，學生可以制作ＰＰＴ介紹培養心得；具體實驗中，可通過表格的設計記錄實驗數據，并分析繪制曲線圖構建數學模型；實驗結束后，學生可以對實驗過程進一步總結評價，完成實驗報告，形成檔案記錄。

5.教師對學生實驗結果的評價

學生的學習心理在很大的程度上需要依賴教師及時評價來進行驗證。在學生觀察和反思的基礎上，教師對學生的實驗進行評價和總結，可以使學生掌握運用科學方法解決問題的途徑，讓學生在經過實踐后得到知識、方法、意識、能力上整體實質性的提高。在啟發性實驗教學中，教師應對學生實驗中的每一個好的實驗設計，每一次優秀的實驗報告，一組精確的實驗數據，一個創見實驗，一個小教具，及時點評，及時反饋給學生，使每個學生都能認識到自己的優點，增強自信心，使原有知識和技能都有所發展。而絕不能在給學生實驗評價的時候簡單地給出“正確”或者“錯誤”，即使學生所想可能不對甚至完全錯誤，也不應該直接給出“錯誤”的評價，以免挫傷學生的積極性。

三、總結

基礎教育課程改革呼喚創新，改變實驗教學方式，用啟發性的實驗設計，讓學生成為真正的學習主體，而教師只是實驗教學中的組織者、參與者、指導者、評價者，同時也作為學習者，那么我們不僅能讓學生更好地掌握生物知識和技能，而且能讓學生的科學探究能力、實事求是的科學態度和敢于創新的探索精神也得到培養和提高。

（作者單位：福建省石獅第一中學）