高中生物探究性实验教学中教师角色的定位及实施策略

来源:用户上传      作者: 陈建明

　　生物学是一门实验性科学，高中生物新课程中安排了大量的学生分组实验和教师演示实验，同时，补充了大量的科学探究史。这些内容的增设，为教师在高中生物课堂中开展探究式教学提供了良好的平台。
　　探究性实验教学是指在学生对研究对象的属性、规律及相互联系处于无知或知之不多的情况下，通过教师的组织和指导，提出问题、设计实验，并通过实验与探究得出科学结论的过程。
　　高中生物探究性实验涉及许多知识和方法，要求教师具备一定的知识水平和较强的实验组织技巧，学生虽然经过初中阶段的学习，已初步具备了一定的实验探究能力，但常常缺乏自主性，甚至有违科学性。因此，在高中生物探究性实验教学中，教师仍起着关键性作用。合理的角色定位是发挥教师功能、发掘和培养学生科学探究能力的保障。在高中生物探究性实验教学的具体情境下，教师可从“编剧”、“导演”、“报幕员”、“点评家”四个维度上去定位自己的角色。
　　
　　1　教师是学生课堂学习的“编剧”
　　
　　一部戏情节能否引人入胜取决于编剧对情节的编排，一堂课成功与否很大程度上取决于教师对这节课的设计。生物探究性实验教学不同于一般的课堂教学，生物科学探究历程的教学也不完全等同于科学家的探究过程。为能在有限时间内让学生的探究性学习达到较好的预期，教师在课前要做好充分的准备工作，了解学生的认知水平、把握好课堂容量、教学难度，精心设计探究的每一个环节，如实验材料的准备、问题情境的创设方法选择、学生探究过程中可能出现的问题以及问题解决的预期等。探究性实验的设计应遵循以下一些原则：
　　(1)新颖性。探究性实验作为学生积极主动地认知建构手段，为使学生较好地完成认知逻辑体系的建构，要使学生在进行探究性实验时发生认知冲突，“新颖”的刺激与主体原有的“定势”产生认识上的冲突，能激发学生探究的兴趣，引起学生探究的欲望。
　　(2)适度性。适度是指设计既要立足于学生已有的知识经验水平，同时又要具有一定的难度，这样才能最大限度地激发学生的求知欲和好奇心。
　　(3)探究性。探究性实验作为一种发现式学习活动，其包含的规律往往隐藏较深，需要学生去挖掘；实验条件与结果之间往往距离较大，需要学生去跨越；解决问题的方法与途径往往不太明确，需要学生通过尝试、提出假设、验证假设来寻找。这就要求教师改变传统的知识呈现方式，将学生应该掌握的知识设计为未知情境，给学生提供隐藏有学习信息的背景资料，为学生创设新知识与原有认知水平联系的学习背景。将学生置于问题状态，使他们通过仔细观察，结合输入信息进行评价、提出假设，尝试科学分析，以便验证假设。这样，学生在解决问题的过程中，不仅学会并形成了一定的认知策略，同时也激发了智慧潜力，有助于形成内在的学习动机。
　　案例一：“绿叶中色素的提取和分离”是人教版高中生物必修1第五章第四节能量之源――光与光合作用中的学生实验，学生在日常生活中已经了解了部分有关胡萝卜素和叶绿素等的知识，但没有亲自提取并看到绿叶中的各种色素，对本实验具有浓厚的兴趣。本实验属于提供方法步骤的探究性实验，根据以往的教学经验，学生在分组实验中，实验效果往往不太好，如出现提取的色素较少、色素带种类不全等现象。经集体备课讨论，笔者决定尝试根据以往实验中存在的问题，给学生提供几个小的探究性的子课题：①探究嫩叶和老叶中色素的种类及含量是否存在差异；②探究二氧化硅、碳酸钙对实验结果的影响；③探究滤液线的粗细对实验结果的影响等。让学生自主选择想要探究的子课题，设计并实施实验方案，分析实验结果得出结论。
　　　2　教师是学生课堂过程的“导演”
　　
　　老师通过精心设计学生的学习方案，形成了学生课堂学习的“活动单”，教师带着“剧本”进课堂，并不只是将“剧本”交给“演员”(学生)，让学生照着做这么简单。教师更应该是学生学习活动的“导演”，用他对剧本的透彻理解、用渗透教师情感的语言、用富有激情的动作等，将学生带进预想境界，再挖掘剧本深层内涵，与学生一起研究，表现出剧本特色，实现预期效果。同时，课堂是教学互动的生成性过程，课堂中的教师应该“退而有位”，在适当的时候主动(或在学生要求下)参与到学生的学习小组活动中去、去帮助学生解决课堂生成的问题。教师的“导”要注意以下几个原则：
　　(1)适时。适肘是对教师的“导”在时间把握上的要求，①在学生学习之前的导，要使学生明确学习目标，掌握学习重点和难点，此阶段的“导”要富有趣味性和启发性；②在同学合作仍然不能解决学习中遇到的问题时的导，教师适时给予点拨，让学生纠正偏差的思路、继续搁置的思维，让学生的探究性学习活动顺利进行，此阶段的“导”要精准，赋有针对性和递进性；③在学生对探究活动深入理解之后的导，教师设计适当的评价反馈，促进学生逻辑结构的建构，此阶段的“导”要具有科学性和实效性。
　　(2)适量。适量是对教师的“导”在语言数量和导的频度方面的要求，教师的语言要精、要准，要有的放矢，不能无限发挥、离题万里，也不要能说得太多、太透而完全取代学生的思考，这样不利于学生思维能力的培养。总之，适量的导要求课堂上教师放得开、统得紧，张弛有度，让学生在思考、讨论、合作、探究中得到锻炼与提升。
　　(3)适度。适度是对教师的“导”在程度上的要求，导的广度和深度依据学生学习的具体情况而定。问题的难易程度不同，学生的认知深广度不同，这就要求教师的导要因问题而异，因人而异。
　　案例二：“探究影响酶活性的条件”是人教版高中生物必修1中发展学生探究性实验能力的良好素材，在实际教学过程中，笔者通过创设情境，引导学生做出假设，一部分学生探究温度对酶活性的影响，一部分学生探究pH对酶活性的影响。面对提出的探究课题设计实验方案时，学生往往会束手无策，于是笔者就通过一系列细化的问题引导学生获得实验设计思路，如①本实验的自变量是什么?②本实验的因变量是什么?③怎样观察和检测因变量?④是否需要设置对照实验?⑤怎样排出无关变量对实验结果的干扰?……
　　
　　3　教师是课堂学习不同阶段的“报幕员”
　　
　　好的“报幕”不仅要让观众理解前后节目之间的联系，还应该借助语言或其他手段激发观众探究的欲望。探究性实验教学以解决问题为中心，通过发现问题―分析问题(提出假设)一创造性地解决问题等步骤促使学生掌握知识，培养其创新精神和实践能力，以充分发挥学生的主动性。
　　教师在探究性实验教学过程中要当好一个报幕员的角色，考虑课堂活动的组织形式、活动进展、不同活动之间的衔接等，密切关注课堂中学生的学习进展，以便给予指导或协调，保证课堂活而不乱，学习内容充实而紧凑。同时，教师还要相机参与到学生的学习研究中去，让学生不间断地获得“活动”的动力。
　　案例三：“探究酵母菌细胞的呼吸方式”是人教版

高中生物必修1中一个经典的探究实验，学生对于酵母菌并不陌生，对于本节课的导人，笔者采取了如下措施：首先向学生展示酵母菌、面包、酒酿、酒等图片，提出生活中的问题蒸熟的馒头为什么比较松软?家庭是如何酿酒的?学生表述时，教师仔细聆听，归纳学生的典型问题，确定本堂课要探究的问题：酒精和二氧化碳是酵母菌在有氧条件下还是在无氧条件下产生的?使得本节课的探究顺利开展。
　　
　　4　教师是学生课堂学习结果的“点评家”
　　
　　探究性实验教学的指导思想是在教师的引导下，学生以探究者和发现者的身份；运用已学过的知识和初步具有的实验技能通过亲自实验以获取新知、培养生物学探究能力。但由于学生的学习能力、知识贮备等因素的限制，学生获取的知识可能还不完善甚至存在错误，课堂中教师的点评是将教学活动推向高潮的一个不可或缺的环节。点即点拨，犹如大海的航标，点拨学生的思考方向是否正确、范围是否广阔；评即评价，评价学生的思路新不新、好不好、学习结论是不是欠缺……从而激发他们再思考、再创新、再完善。
　　教师点评是决定教师课堂教学是否有效的关键，如果教师能及时、适度地对学生的学习状态做出评价，就能让学生保持积极的学习状态；如果能在评价中启发学生，就能够训练学生的思维能力和语言表达能力，而评价是否合理、准确或富有艺术性，将会直接或间接影响学生下一次参与的欲望。
　　案例四：“探究植物细胞的吸水和失水”是人教版高中生物必修1第4章第1节的一个重要实验，在实验教学过程中，笔者发现有些实验小组很快就能观察到质壁分离及其复原的现象，有些小组老是不能观察到上述现象，有些小组虽然观察到了质壁分离现象，但未能观察到质壁分离的复原，针对实验中的上述现象，笔者对各小组的实验都给予了客观而中肯的评价，并且通过启发学生反思实验过程中存在的问题，如实验用的蔗糖溶液浓度是否合理?取下的表皮细胞是否已经死亡?操作步骤与实验方法是否正确?……进一步激发学生探究的积极性，通过再思考、再探究解决实验中出现的问题。
　　教师是天下最古老也是最神圣的职业，教师从事的是与灵魂的对话，在高中生物探究性实验教学过程中，教师应该结合具体实验，用十二分的热情、用最大的心血来扮演好自己的各种角色，充分发挥学生在实验教学中的主体地位，让学生亲自经历对未知结论的探究过程，激发学生的思维灵感，培养学生的创新意识，提高学生分析和解决实际问题的能力，进一步提高学生的科学素养，促进学生全面而可持续地发展。

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