新课标下提高高中生物实验教学有效性的探讨

来源:用户上传      作者: 徐穗茸

　　摘要　把生物实验分为常规实验、探究性实验和自主实验设计三方面的实验教学，切实培养学生分析解决问题、科学合理设计实验的能力，使其形成“自主、动手、探究和合作”的学习方式，从而提高高中生物实验教学的有效性。注重进行实验教学的评价。
　　关键词　新课程标准　高中生物　生物实验　教学有效性
　　中图分类号　G633.91
　　文献标识码　B
　　文件编号　1003－7586(2011)03－0012－02
　　
　　在实验过程中，教师引导学生根据自己的经验和知识先阐述对实验原理过程的理解，尝试对实验的材料进行选择或改变实验操作，对结果进行不同角度的分析，引导学生自主找到实验设计的途径，达到对实验理论知识的深层次的理解。在实验操作的小组合作中，教师鼓励每个学生将自己观点、其他学生观点和教师观点进行比较和分析，总结得出最合理、最科学的实验构思，帮助学生拓展新的实验思路。实验教学通过师生互动、生生互动形成一个立体网络，既使学生形成整体的宏观实验思维，又激活了学生的发散思维，从而实现了教学和师生的共同发展，实现知识、技能、过程、方法号情感、态度、价值观三者(三维目标)的协调发展的生物实验教学有效性的目标。
　　
　　1　新课标下高中生物实验教学内容的合理整合
　　
　　新课程标准着重于培养学生“自主学习”、“探究学习”和“合作学习”，培养分析和解决问题以及交流与合作等能力。在对高中生物实验教学内容进行一系列合理的整合中，将生物实验划分为常规实验、探究性实验和自主实验设计三项，注重学生不同能力的培养，帮助形成学生的实验知识网络。
　　
　　1.1生物的常规实验
　　教师要注重稳打稳扎的生物常规实验教学，注重培养学生实验能力的以下几方面：
　　(1)实验原理的掌握是开展实验的基础。比如“植物细胞质壁分离与复原实验”，学生必须掌握植物细胞失水和吸水的原理。
　　(2)学会选择实验材料。要观察到植物细胞的质壁分离的现象，细胞必须具备怎么样的条件(由学生思考总结，写于实验报告备注中)，为什么选择紫色大洋葱(可以用其他的植物材料来做实验吗)?
　　
　　(3)注重实验操作的科学性，包括实验操作步骤的合理性和具体操作的正确性。比如熟练地使用显微镜(尤其是高倍镜的转换)，正确地使用仪器和配备药品，独立和认真地完成操作，仔细观察和记录实验结果等等；除此外，还有实验细节良好习惯的形成，比如“质壁分离实验”中蔗糖溶液滴加的注意事项以及实验后的仪器和器具的清洁。
　　(4)实验结果的分析和讨论。这是实验教学最为关键的。因为在常规实验教学中，只有这一步是学生自主思考，体现着学生的自主学习和创新精神，学生对实验材料、实验步骤、实验装置提出疑问，提出自己独特的和创新的想法。学生提出后，教师和学生给予评价，讨论其可行性，然后评出本实验最佳的实验创新奖。比如在“质壁分离实验”中，就有学生提出是否可用红墨水等替代蔗糖溶液的新想法。
　　常规实验教学是促使学生自主建构自己科学研究模式的基础。
　　
　　1.2生物的探究性实验
　　教师让学生根据自己对实验原理和过程的理解，尝试通过各种实验材料的选择、实验操作的改变和从不同角度分析实验结果等去寻找实验理论验证的途径。
　　(1)对常规实验的质疑并通过实验验证能力。针对教材实验中某些“不许”、“不能”、“注意”、“一定”、“必须”等内容提出质疑，学生解释为什么，并通过一定实验操作和结果比较得出结论，撰写实验报告。例如“叶绿体色素提取和分离实验”中，为什么滤液细线要细又直，为什么层析液不能没及滤液细线，如果不加二氧化硅或不加碳酸钙的话，实验结果会怎样?又或者对实验材料或步骤提出建议，学生选择比较实验，通过分析对比结果得出结论，然后撰写实验报告。再例如“酶活性条件实验”中，先加淀粉酶再低温处理，或先低温处理再加淀粉酶，两种操作的实验结果有区别吗?为什么?如果是高温，实验结果是什么?
　　进行探究性实验是常规实验的拓展，可以使学生改变原有的单纯接受式学习方式，在已认识的理论基础上建立自己的实验模式，并且实验环境相对比较开放，学生可以个性化多角度地进行实验。经过不断的尝试和实践，学生就会理解实验中一些常规操作，巩固和加深对课本知识的理解，也形成了主动的、积极的学习方式。这对开展自主实验设计及学生创新精神和实践能力的培养具有重要意义。
　　(2)模拟设计科学实验的能力。在探究性实验中，学生将模拟科学家的研究方法和研究过程，在给予实验主题的前提下，科学地设计实验。
　　探究性实验步骤可以分为：设定问题、实验预测、实验设计、实验实施、得出实验结果及分析讨论。在实验设计和实验实施时，教师需要指导学生按科学性实’验操作的要点进行，如对实验变量和无关变量的控制(遵循单一变量原则)、实验对照组的设立、实验处理安排的合理性、实验操作的可行性和科学性、预测结果和实验结果的比较与分析等。
　　以“不同波长的光对光合作用效率的影响”实验设计为例(表1)。
　　在整个探究性实验过程中，获取知识和应用知识是其中的重点。
　　
　　1.3生物的自主实验设计
　　生物实验设计能力是实验能力的重要内容，是实验能力的最高层次，具有较强的综合性、创造性和灵活性等特点。在这个过程中，学生可以从不同角度、不同层面，采用不同方法进行设计，其中蕴含着学生创新和探究的意念。并且，由于学生把自己的知识、经验、思考、灵感、兴致表现在实验设计中，从而使其实验设计呈现出丰富性、多变性和复杂性。例如，对“植物生长素的生理作用”的探究，可以使用不同种属的植物、同一种植物的不同器官、同一器官进行不同的处理，然后观察总结，从而了解生长素对植物不同器官有不同的作用，过高则抑制生长，低浓度才适合生长，而不同器官的适宜生长素浓度又不尽相同。
　　另外，在自主实验设计中，需要注意的是，在学生运用生物知识和技能进行实验设计的过程中，教师应对设计问题的每一个环节、每一种手段引导细致地进行分析和研究以及综合的比较，培养学生逐步形成严肃认真、一丝不苟、实事求是的良好科研习惯和素养。
　　
　　2　完善高中生物实验教学评价体系
　　
　　在生物实验教学中体现有效教学，教学的评价中应注意以下三点。
　　
　　2.1强调质性评价，定性与定量相结合，实现评价方法的科学性
　　对常规实验的评价中尝试分列了几项：“课前准备”、“实验操作”(仪器和药品的使用)、“参与实验操作”、“实验的观察与结果的记录”、“实验后的整理”、“实验报告的完成”、“实验过程中的思考和创新”等，每一项下又有小项，如“参与实验操作”这项中，有“认真动手，独立完成实验”、“动手操作，不能独立完成”、“不愿动手或马虎了事”等分项。每项都设具体的分数。其中，能体现学生探究能力、创新能力的“实验过程中的思考和创新”占较大比分值。
　　对探究性实验的评价，分为“科学性”、“可行性”、“简便性”、“结果预测性”、“创新性”、“合作性”等各项及小项进行评分。
　　
　　2.2强调参与与互动、自评与他评相结合，实现评价主体的多元化
　　在实验评价中，设定自评、他评以及教师的综合总评，并可加注意见。
　　
　　2.3实现评价重心的转移。注重“知识与技能”“过程与方法”以及“情感态度与价值观”的全面发展
　　注重过程、终结性评价与形成性评价相结合，特别对学生在实验中是否能与他人良好的合作、实验是否认真研究和实验后是否能清洁实验用具等，作为实验情感态度与价值观方面的主要评价，使学生从内心确立起对科学真理的追求以及与他人的和谐交流的理念，使其成为具有科研和创新能力并有一定科学态度和价值观的人才。

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