基于動態生成性資源下的生物實驗教學

新疆

新課程理念下的生物實驗在生物教學中占有的比重逐漸增加，現行的人教版生物教材中設置了“實驗”“探究”“模型建構”，蘇教版生物教材中設置了“課題研究”“實踐”“研究性學習”等，為學生提供了較多的實驗探究機會。如何使實驗教學的課堂更加精彩、高效呢？教師在開發和利用實驗課程資源時，除了借助教材、教參、網絡外，更要關注實驗的主體——學生，他們是活生生的教學資源。教師可以巧借學生在實驗過程中出現的豐富有趣的“錯點”“疑點”“創新點”等資源，用手機或相機及時抓拍錄制，上傳到實驗室的多媒體上，用大屏幕展示出來，把它作為實驗教學的資源，讓學生相互討論交流、答疑解惑、共同提高。可謂“他山之石，可以攻玉”。

1.以學生的錯誤改正學生的錯誤

學生在實驗過程中，經常會出現一些可預測或不可預測的操作錯誤，在出現錯誤時教師應以寬容的心態允許學生犯錯，心理學家蓋耶說過：“誰不考慮嘗試錯誤，不允許學生犯錯誤，就將錯過最富成效的學習時刻。”在學生的錯誤中，往往孕育著可探究、可利用的教學資源，教師要及時捕捉并利用好這些錯誤，因勢利導，讓學生感知錯誤，在錯誤中感悟真理，體驗過程，經過個體的獨立思考和群體間的討論，以誤養正，避免其他學生再犯同樣的錯誤，達到 “吃一塹，長一智”的目的，讓全體學生在錯誤中成長。如“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質”的實驗中，學生由于將斐林試劑和雙縮脲試劑混淆而加錯試劑，導致實驗現象與預期不符。教師在指導過程中可將錯誤的操作及時抓拍或錄像，通過大屏幕展示出來，犯錯誤的學生可以反思自查，其他學生也樂意幫助“找茬”，并且共同找出兩種試劑的相同點是組成兩種試劑的化合物的種類相同，不同點是組成兩種試劑的化合物的濃度、組成兩種試劑的化合物的使用順序、使用條件均不同，即斐林試劑有效成分是新制備的Cu（OH）2溶液在加熱條件下可與還原糖中的醛基反應生成Cu2O（磚紅色沉淀），故需要較高濃度0.05 g/mL的 CuSO4與0.1 g/mL 的NaOH 先混合反應后使用；而雙縮脲試劑的作用原理是堿性環境下Cu2+與蛋白質分子中含有的肽鍵發生的紫色反應，故需分開使用。由此巧妙變換學生的錯誤為促進學生發展的有效資源，生成動態的課堂，就能高效、全面達成教學目標。

2.以學生的疑惑解答學生的疑惑

“學起于思，思源于疑”。疑問和困惑是學習的“啟發劑”和“助推器”，有疑惑才有思考和探究。在實驗過程中教師要鼓勵學生認真思考、分析該實驗的原理、選材、步驟、裝置、注意事項、現象等，使學生能夠發現問題，提出質疑，然后將學生提出的質疑集中起來，讓學生共同評價后，把有效的問題分層分類，給學生時間和空間一起討論交流、進行實驗比較，深入探究，并分享釋疑的過程。如在“用高倍鏡觀察細胞中葉綠體”的實驗中，有學生提出為什么是取菠菜葉稍帶些葉肉的下表皮，而不是稍帶些葉肉的上表皮？了解學生的疑問后，教師可引導學生在實驗中分別觀察二者的實驗結果，并結合葉的結構進行討論交流，最終使所有學生都撥云見霧：葉片接受光照的部位主要是上表面，與上表皮緊挨著的葉肉屬于柵欄組織，細胞排列緊密，其中的葉綠體小而多，不利于觀察，而與下表皮緊挨著的葉肉屬于海綿組織，細胞分布疏松，其中的葉綠體大而少，便于觀察。因此，在教學中，學生的疑惑是他急切想要獲知的表現，當教師把疑惑交給全體學生時，既拓展了學生的思維，又能夠激發學生答疑解惑的熱情和實驗探究的欲望，在幫助別人的同時自己也掌握了知識，收到了事半功倍的效果。

3.以學生的思維啟發學生的思維

教師在講解學生對實驗的疑惑時，大多是建立在學術思維的基礎上，這就使得課堂可能會過于專業和晦澀，而學生的思維和語言是代表著一群同齡孩子的思維和語言。因此，在實驗課堂上，面對學生的疑惑，教師可以讓其他學生說說自己的理解，用他們之間的“共同語言”去溝通，在這個過程中，學生可能會提出許多新想法、新思維，教師應珍惜這些創造性成果，挖掘出學生的思維亮點，引發學生展開辯論，打破被動聽講的局面，使學生的思維突破常規和經驗的禁錮，不斷產生新思維。葉瀾教授說過：“課堂應是向未知方向挺進的旅程，隨時都有可能發現意外的通道和美麗的圖景，而不是一切都必須遵循固定線路而沒有激情的行程。”學生的奇思妙想，正是思維過程中的閃光之處，通過激發學生之間深層次的思維對話，從而達到促進理解，啟迪思維的效果。如“細胞大小與物質運輸的關系”實驗中，部分學生對“細胞體積越小，相對表面積越大，物質運輸效率越高”不太理解，教師這時就可以讓其他學生給出自己的理解：兩個相同的正方體（），一個面的面積為S，一個正方體的體積為V時，則每個正方體的表面積為6S，相對表面積為6S/V；如果將二者合并在一起（），由于少了兩個面，表面積變為10S，體積為2V，相對表面積為5S/V，體積變大，單位體積的相對表面積減小，細胞與細胞外環境的相對接觸面積減小，導致物質運輸效率降低。因此，教師有時可以讓學生談談自己的見解，介紹自己的“小技巧”，這樣會提供給學生更多的選擇，幫助他們更好地理解知識點，達到“山重水復疑無路，柳暗花明又一村”的效果。

4.以學生的實驗方法優化學生的實驗方法

實驗能引起學生對未知事物的探究興趣，這樣很容易激發他們的求知欲望，調動學生的活躍性和積極性。在實驗過程中，除了教材中提供的方法外，鼓勵學生去尋找是否存在更好的實驗方法，而后在課堂上將探究方案和過程展示出來，進行討論和操作，不失為一種好的生物實驗教學手段。當然，也有部分學生會提出一些不太可行的方案，但是他們都動腦思考了，都參與了，他們的積極性也就被調動起來了，同時也能讓他們體驗科學探究的艱辛和智慧。如“綠葉中色素的提取和分離”實驗中遇到了這一問題：用毛細吸管吸取少量濾液，在濾紙條上畫出的濾液細線粗細不均勻，影響了后續的分離。有學生嘗試了新的方法：方法一是將薄且較硬的紙卡片（玻璃或塑料片效果不好）剪成比濾紙條略寬的長方形，讓其一端蘸上濾液，印在濾紙條的鉛筆橫線上。方法二是用較細的棉線蘸上濾液，再將棉線拉直，輕觸濾紙條上的鉛筆橫線。方法三是將濾液滴在圓形濾紙的中心，并在中心處扎一個小孔，穿一根長度適中的棉線，讓圓形濾紙蓋在口徑略小于它的裝有層析液的培養皿上（圓形濾紙上表面的棉線剛剛出頭，下面的棉線浸泡在層析液中），通過棉線吸收層析液完成色素的擴散。前兩種方法均能在濾紙條上得到較為整齊均勻的濾液細線。當教師把這些不同的實驗方法用手機抓拍，展示在大屏幕上時，新的教學資源已然形成。因此，在實驗中可通過鼓勵學生嘗試新的方法，培養其創新意識，提高學生的綜合實踐能力。法國科學家笛卡爾說過：“最有價值的知識，是關于方法的知識”。這種教學方法不僅讓學生在學校的各科學習中受益，而且這會成為學生以后的工作中的優勢，使他們終身受益。

5.以學生的實驗結果修正學生的實驗結果

實驗結果是實驗中觀察到的現象、收集到的數據、圖表或照片等，是客觀事實的真實反映，不能跟隨預期的實驗結果隨意篡改和編造，實驗探究需要嚴謹、嚴肅、實事求是。當各組實驗結果出現時，教師可借助手機將其及時上傳并直觀地展示在大屏幕上，讓學生對實驗結果展開討論、分析、比較（若實驗結果是大量的數據，可轉化為列表、曲線圖等形式），尋找其中的相同點、不同點、異常點，互相補充、修正完善，再加以合理的整理、整合，洞察實驗結果中所隱含的信息，并與實驗目的、生物理論聯系起來，從而找出被研究對象的共同、本質的屬性，并加以概括，將感性認知逐步升華為理性的規律性認識，形成較全面、科學的結論。如在“觀察根尖分生組織細胞有絲分裂”實驗中，將每位學生計數的各時期細胞數全部列入表格，相互修正，舍去偏差大的數據后，統計整合，計算出各時期細胞數所占比例，再將各時期的細胞數量比例與細胞周期中各時期的時間比例進一步比對，就會發現二者間的因果關系。還有“性狀分離比的模擬”實驗中各組合類型數量比、“低溫誘導植物染色體數目的變化”實驗中二倍體細胞和四倍體細胞的數目、某遺傳病的發病率、“樣方法調查種群密度”實驗等，均需要對數據進行修正。因此，學生通過對實驗結果的修正、整合，既反映出了實驗結果中的信息特征，揭示出了客觀的規律，得出了科學的結論，達成了實驗的目標，又提高了學生獲取數據、設計記錄表格和整理數據的技能。

因此，在教學活動中，學生之間相互改正錯誤、解決問題、訓練思維、優化方法、修正結果的過程就是一個動態的、開放的、不斷生成教學資源的過程，教師要最大限度地開發和利用這些資源，關注學生在實驗中所表現出來的各種活動和情感態度，通過表達與交流使課堂呈現出“百花齊放，百家爭鳴”的互動模式，在高效完成實驗教學的同時，也培養了學生的研究能力、開拓能力、團隊意識、創新意識，提高了學生的科學素養。