对生物实验探究式教学的认识

生物学实验作为学生认识生物现象、理解生物概念和规律的基础, 对培养学生的科学素质和能力有着不可替代的作用, 是深受学生喜爱的课堂教学形式。学生对上实验课都特别感兴趣, 会做得特别认真, 特别投入, 而且还会提出各种各样的问题, 有效激发学生学习生物学、探究生物学的浓厚兴趣。这时, 教师如果能正确地引导, 将生物实验教学与探究式教学有机结合, 就会收到事半功倍的效果。

一、对传统生物实验教学的反思

传统的生物实验教学虽然可以激发学生学习生物学的兴趣, 使学生获得感性认识, 能够在一定程度上培养学生的科学精神和素质, 但是, 其实验目的大多是在一个设计完整的实验框架范围内重复前人验证的结果, 实验的结果通常是已知的, 学生往往不动脑筋。是一种验证性实验。在这种验证性实验中, 学生利用教材或老师规定的实验器材, 按照规定的实验程序进行实验, 束缚了学生的创新性思维, 兴趣下降, 科学素养难以全面培养。

二、探究式教学是生物教学的重要方向和主要方式

(一) 更新教育观念, 树立创新教育理念

创新教育, 已成为当前素质教育的主旋律和主要任务。作为生物教师, 应如何适应创新教育的要求?

我认为, 首先要更新教育观念。教师要变“师道尊严”为师生民主平等、学生为教学主体的师生观;变传授知识的教学观为培养学生学会学习的教学观;变培养传统“标准件”型学生的传统教育观为培养创新型学生的创新型教育观;变应试教育观为素质教育观。在生物教学中, 不仅要让学生获得生物学知识和技能, 提高生物科学素养, 还要培养学生的创新精神和创新能力, 同时还应重视学生的情感、态度以及价值观的形成。其次, 必须创新教学方法。广大生物教师应大胆进行教学改革, 改变过去“教师教, 学生听, 满堂灌, 课后练”的那种把学生当作知识容器的教学模式和方法, 创新教学方法, 以学生为主体, 最大限度地培养学生的创新思维能力、实际操作能力以及学会学习的能力。教师可采用“发展问题教学法”、“多角度教学法”、“比较法教学法”、“反思性教学法”、“探究式教学法”、“实验教学法”等等, 引导学生进行探究式学习、讨论式学习、合作型学习、自学式学习。

(二) 探究式教学是生物教学的必然选择

探究式教学能使学生在学会知识和获得学习技能的同时, 通过探索获得新知识、新方法, 促进学生形成科学素养、创新思维和开拓精神。特别是实验探究式教学, 是以实验为载体, 教师加强实验的组织和指导, 学生运用已有的知识和技能, 通过实验亲自发现问题、探究问题和解决问题的过程。它能激发学生的认知兴趣和学习动机, 可以使教学不仅仅局限于科学知识本身, 还可以揭示出其中的科学思想和科学方法。这与创新教育通过不断改进和创新教学方式、手段和学生的学习方式, 培养具有创新意识、创新精神、创新思维和创新能力的创新人才的目的相契合, 是培养创新人才的重要方式之一, 因而受到广大教师的重视, 也正逐渐成为初中生物教学中广泛采用的重要教学方法之一。探究式教学着重于全面提高学生的素质, 特别是科学素质, 尊重学生的主体和主动精神、培养学生的创新能力, 实验教学应以探究式教学为主。可以说, 探究式教学是创新教育的重要选择, 是教学改革的必然趋势, 更是初中生物教学的必然选择。

三、生物实验教学中的探究式教学

将探究式教学引入生物教学, 尤其是与生物实验教学相结合, 是生物教学改革的重要内容。初中生物新教材中增添了许多培养学生这方面能力的探究式实验, 如“探究光对鼠妇生活的影响”、“探究酸雨的危害”、“探究种子萌发的环境条件”、“探究食物保鲜的方法”、“收集或实测不同植被环境中的大气湿度数据, 并进行比较分析”、“收集和交流不同生态系统的资料”、“观察洋葱根尖细胞分裂的切片”、“观察蛙蹼或小鱼尾鳍内血液流动现象”等。这些活动都要求学生亲自尝试和实践, 在活动过程中主动获取生物科学知识, 体验科学过程与科学方法, 形成一定的科学探究能力和科学态度与价值观, 培养创新精神。实践也证明, 学生主动参与这些教学活动, 不仅有利于学生主动完成知识构建, 深刻理解和掌握所学内容, 而且能促进学生个体的发展。探究实验的探究特点要求教师打破“明确目的—实验操作—验证结论”的传统教学模式, 构建新型的“提出问题——作出假设——制定计划——实施计划——得出结论——表达和交流”的教学模式, 以强调学生探究新知的经历和获得新知的体验, 实现结果和过程的并重, 更好地培养学生的科学素养。其特点是:以问题为中心, 以验证假设为目的, 以学生个人或小组自主探索为基本形式, 重在发现, 学生具有最大的自主性和独立性。因而, 教师如何组织好生物实验教学, 如何引导学生进行探究活动, 成为生物实验探究式教学成功与否的关键。

四、创设探究情景, 引导发现问题

在教学过程中, 教师可以先创设一些问题的情景, 提供具有指向性和探究可能性的教学资料, 将与产生问题直接相关的具体事物呈现出来, 以此引导学生的注意, 启发学生思考, 从而激发学生的问题感, 使学生产生探索的欲望。例如:《环境对生物的影响》一节, 我们先播放本班同学自己提前录制的一个短片, 情景为:几个本班同学到校园花园中去玩, 翻动了几个较大的石块, 发现了一些身体略扁, 长椭圆形、灰褐色或黑色的小动物在爬行, 当同学们一搬开石块时, 小动物很快就爬走了。学生对此情景很自然就会提出疑问:为什么小动物会很快爬走, 是我们的声音惊扰了它, 还是光线变明亮影响了它等等, 老师及时鼓励同学们提出的问题, 使学生体验到提出问题的成就感, 激发学生的探究动机, 养成动脑、爱提问的习惯。

五、运用已有知识, 合理提出假设

问题提出之后, 教师要积极引导学生利用自己已有的知识或经验, 对问题的最终答案提出可能的设想, 作出假设, 预测可能的结果。例如:在“探究种子萌发的自身条件”这个实验时, 教师可出示给学生下列材料——打破休眠期的完整的种子, 子叶被虫咬过的种子, 剪去部分胚的种子, 处于休眠期的完整种子, 被煮熟的种子等。让学生判断哪些种子能萌发, 哪些种子不能萌发, 并思考为什么。学生可以讨论并谈出个人的看法, 此后, 教师可引导学生产生明确的问题指向, 即作出假设:种子萌发需要的自身条件是有完整的胚并打破休眠期。

六、以假设为基础, 科学设计实验方案

指导学生设计实验方案, 我认为应做到以下几点:一是探究的每一个步骤, 教师不要直接告诉学生, 而应该引导学生积极地思考, 必须自己去以假设为基础, 紧紧围绕验证假设是否成立来设计实验方案;二是必须认真斟酌实验材料和方法手段的可行性;三是实验步骤必须简洁、清晰, 不繁琐;四是必须设置实验对照组, 遵循单一变量原则, 即设计诸多因素一致而只有一个因素有差异的一组实验, 通过对照比较得出结论, 增强实验的说服力。例如:在探究《光合作用的条件》实验中, 我们每组取的是同一盆天竺葵, 用的是同一张叶片, 采取一边遮光, 一边不遮光。这样取材既设置了对照组, 又遵循了单一变量原则, 使学生对实验结果更可信。

七、加强实验指导, 引导分析归纳

在实验过程, 教师要掌握学生操作的细节, 了解实验操作过程中存在的问题, 及时给予指点和帮助纠正, 以提高学习的实验能力。实验结束后, 教师应要求学生重新审查自己的实验过程。不论实验是成功还是失败, 都要认真加以分析、讨论, 验证假设是否成立。如果出现了多种结论, 教师不要轻易否定学生的想法、观察的结果, 不要简单地下结论, 而应指导学生检查实验过程, 重新实验验证, 使学生脱离教材的束缚, 尊重事实, 养成严谨的科学态度, 并从中找到实践与理论出现差距的原因, 从而更进一步加深对理论的认识。例如在做种子呼吸中吸收氧这一实验时, 出现了相互矛盾的结论, 有的认为在萌发的种子中蜡烛熄灭了, 所以萌发的种子中蜡烛不能燃烧, 种子呼吸需要消耗氧。有的组萌发的种子中蜡烛仍然在燃烧, 于是认为在萌发和未萌发的种子中蜡烛都燃烧。究竟哪个正确?针对这一情况, 我让学生重新进行实验验证, 并引导全班同学共同分析原因, 共同讨论, 最后达成共识, 最终获得正确结论。

总之, 实验教学是生物学教学的基本形式之一, 探究式教学是生物学教学的重要方式之一, 许多探究性活动也是通过实验来进行的。二者的有机结合, 使生物教学更加生动、活泼、有趣, 又充满了个性、睿智和灵感, 收到良好的教学效果。