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生物学是一门以实验为基础的自然学科。许多生物现象只有通过实验才能得到解释,生物体的结构必须通过实验才能得到认识,生物学的理论也是人们通过科学探究总结出来的。新的初中生物教材编入了大量的各种形式的探究实验,以促进和发展探究性学习,进而提高学生的生物学科素养。科学探究的一般方法以下几个步骤,即提出问题—作出假设—设计实验—实施实验—收集和展示数据—分析和解释结果—得出结论。事实上,培养学生科学探究的能力是一个循序渐进的过程,在完成科学探究任务的过程中,使得学生能够逐步体验生物学知识的形成和发展过程,掌握科学实验的思想和方法,提高分析和解决问题的能力,培養科学精神。而实验教学实际状况是:学生动手能力不强、创新意识缺乏,对实验设计、方法、步骤是知其然、不知其所以然。耐人寻味的是,一些学生对实验结果对答如流,实验操作却不尽如人意,而后者的培养正是实验课应完成的主要任务。造成以上状况的原因何在?根据自己多年的教学实践,对这类现状的分析及改进措施谈一些粗浅的认识:
一、初中生物实验教学的现状分析
(1)生物学科处境尴尬 实验教学尤为薄弱。在高考、中考的指挥棒作用下的中学生物教学还没有引起社会、学生和家长的足够重视,没能充分体现生物课程的价值。现任生物教师不少是半路出家或跨学科兼课,专任比例低,上与不上实验课都已无所谓,实验课有的学校几乎就是不上。另外除平时上课外,不布置书面作业,月考、期中考试基本不考虑、期末考评也是不论考得好与不好,统一按“主科”的平均名次对“副科”教师进行奖惩,生物教师和生物学科的处境极其尴尬,导致生物实验教学薄弱。
(2)思想上对生物实验教学的功能认识不足。传统的生物实验教学功利性强,为应试而教,为应试而学,甚至把“做”生物实验变成了老师“讲”实验、学生“听”实验和“背”实验,学生动手能力差,动手率低;学生实验操作不规范,形成做实验不如讲实验,讲实验不如背实验、画实验的现象。
(3)强调实验技能的熟练化,重结果、轻实验过程。我国传统的实验教学有两大特点,其一,实验教学形式是以演示实验为主,其二,实验教学模式是以验证性实验为主,探索性实验偏少,缺少以学生为主体、以探究为基础的探究性实验。把生物实验仅仅作为一种实验技能的训练,而忽视了它作为一种科研方法的重要价值,过分强调实验技能的熟练化。认为生物实验只是为验证理论而设置的,事实上生物实验功能的体现,不仅仅在于获得所谓的“正确”实验结果,更重要的使学生经历和体验获得实验结果的探索过程,只有亲身经历了这样的过程,学生才能对什么是科学、什么是科学实验有较为深刻的理解,才能在这样的过程中受到科学过程和科学方法的训练、形成科学的态度、情感和价值观。不重视过程的实验等于把生动活泼的生物现象变成了静止的某个预期的“结论”,何况这个“结论”学生从教师的示演实验和书本上早已知道,教师无须为此做更多的解释,学生因而失去了许多进一步了解生物的机会。
(4)生物实验教学评价手段的单一。实验教学评价在实验教学中是重要的反馈手段,它可以支配教师采用何种教学模式,制约着学生的实验动机、实验态度和实验策略,因此实验教学评价成为影响实验教学效果的重要因素。调查表明:笔试是教师的主要实验教学评价方式,这种书面形式的考核方式被多数教师认可,它简单省时,其内容上主要是实验原理、实验步骤、实验结果等理论知识,但是,这种笔试考核实验的方法有很大的局限性,它不能全面反映学生的能力水平和实验态度等,造成学生做与不做实验成绩差不多,形成“老师讲实验,学生背实验”的现象,不利于学生科学素质的培养。
二、关于生物实验教学的几点思考
(1)教学观念上,从注重实验技能的培养转向注重实践能力和创新精神的培养。更新教学理念,充分认识生物实验的教育教学功能,实验既是学生学习生物的重要内容,也是学生学习生物的重要方法,教师应充分赋于学生动脑、动手的权利。同时意识到对学生进行实验技能的训练,是生物实验的功能之一,但不是唯一功能,过分强调实验技能的熟练化,进行专门训练的做法既枯燥,效益又不高。所以应将实验技能的训练,置于实验探究活动之中,使二者有机结合起来,引导学生把注意力放在实验探究活动上。
教师应从监管者变为引导者。教师是指导者,指导学生的实验,解答学生在实验中遇到的困惑,而不是监督者,监督学生是否讲话、是否按规定的步骤操作、是否损坏了东西等。教师不要过多地干涉学生的实验操作,要放手,给学生自由,改变那种“一放就乱”的旧观念。学生在实验中可以互相帮助、讨论,甚至争论。
(2)教学方法上,从单向传输的操作模仿式实验转化为探究性实验,培养学生的探究能力。刚升入初中的学生好奇心强,探究兴趣浓,但动手能力差、生活经验不足、语言表达能力较差,也缺乏对现象本质的探究经验。因此,探究性实验的开展需要教师给予较多的引导和培养。其中,探究“影响鼠妇分布的非生物因素”是初一生物学课程中的第一个探究性实验。对于刚接触探究实验的七年级学生而言,要科学、完整地完成这一实验有一定的难度,因此,初步体验科学探究的整个过程,激发学生的探究意识和兴趣,初步产生成功的探究实验体验,便成为了本节实验课的目标初衷。于是,在课前提前一周,布置学生以小组形式捕捉鼠妇,通过观察其生活环境和活动方式,要求学生结合探究目的提出相关问题并作出假设。
通过收集5个班级的学生反馈上来的问题与假设,我总结出如下结果:案例1、提出问题:鼠妇什么情况下会死?作出假设:鼠妇遇到火会死。案例2、提出问题:把鼠妇放在水里会不会淹死?作出假设:鼠妇放在水里不会淹死。案例3、提出问题:鼠妇害怕光吗?作出假设:怕光。案例4、提出问题:鼠妇为什么有假死的现象?作出假设:受到了刺激。案例5、提出问题:鼠妇喜欢吃什么?作出假设:吃腐烂的树叶。这样的问题与假设,几乎占据了整个班级的三分之二,可以看出学生对于怎样提出问题?怎样的问题是可以检验的?怎样作出假设?都非常模糊。从评价指标中的科学知识掌握来看,学生关注到了鼠妇的生死、假死现象、食物等,这些都属于观察结果与科学研究无关,没有围绕“非生物因素对鼠妇分布的影响”来提问,提出的问题与探究总体目标偏离。从科学方法的应用来看,有些问题和假设难以通过本实验所提供的材料得到回答或检验,例如鼠妇为什么会有假死的现象?从表达和交流来看,很多学生都有词不达意的问题存在,不能清楚地表达出问题或假设与探究目标相关的背景信息。
(3)教学内容上,把“纯”生物实验转变为真实情景下的生物实验,贴近生活。生物知识不再是作为教学内容的出发点,而是根据这些知识涉及的问题来组织教学内容,关注社会生活,从学生熟悉的生活情景和已有的实际经验中提炼学习素材,从丰富的现实生活中寻找学习的主题。生物实验为培养学生创新精神提供了最佳条件,使学生学会并习惯从生物的视角关注社会、审视自然,把学到的知识尽可能用来解决一些实际问题。尤其是开发联系生活实际的应用型实验,可使学生亲身感受到生物实验的实用价值,激发学生的创造动机。
(4)评价方法上,进行全面科学评价生物实验教学。采用各种激励措施,让每位学生都进行实验操作。改变做不做实验都一样、做不好还不如不做的怪现象。教师在实验中或实验后提出一些与实验过程有关的问题让学生思考,从而使每一位学生都能体验一种动手实验的快乐。同时,应奖“勤”罚“懒”,褒奖“做”的、批评“看”的,形成一种“做”比“看”好,能独立地做、创新地做更好的实验氛围。
从近年中考改革的趋势看,命题正由知识立意向能力立意方向发展。从这几年的理科综合测试看,实验试题不再是课本中的实验,而是一个全新的情境,考查的是设计和完成实验的能力。这种能力要求学生能灵活应用所学的自然科学理论、实验方法和仪器,设计简单的實验方案并处理相关的实验问题。随着中考改革的不断深入,实验设计能力的培养在生物实验教学中逐渐摆在了重要位置上,因此我们应不断改善实验课的评价方式,提高实验教学的效果。
一、初中生物实验教学的现状分析
(1)生物学科处境尴尬 实验教学尤为薄弱。在高考、中考的指挥棒作用下的中学生物教学还没有引起社会、学生和家长的足够重视,没能充分体现生物课程的价值。现任生物教师不少是半路出家或跨学科兼课,专任比例低,上与不上实验课都已无所谓,实验课有的学校几乎就是不上。另外除平时上课外,不布置书面作业,月考、期中考试基本不考虑、期末考评也是不论考得好与不好,统一按“主科”的平均名次对“副科”教师进行奖惩,生物教师和生物学科的处境极其尴尬,导致生物实验教学薄弱。
(2)思想上对生物实验教学的功能认识不足。传统的生物实验教学功利性强,为应试而教,为应试而学,甚至把“做”生物实验变成了老师“讲”实验、学生“听”实验和“背”实验,学生动手能力差,动手率低;学生实验操作不规范,形成做实验不如讲实验,讲实验不如背实验、画实验的现象。
(3)强调实验技能的熟练化,重结果、轻实验过程。我国传统的实验教学有两大特点,其一,实验教学形式是以演示实验为主,其二,实验教学模式是以验证性实验为主,探索性实验偏少,缺少以学生为主体、以探究为基础的探究性实验。把生物实验仅仅作为一种实验技能的训练,而忽视了它作为一种科研方法的重要价值,过分强调实验技能的熟练化。认为生物实验只是为验证理论而设置的,事实上生物实验功能的体现,不仅仅在于获得所谓的“正确”实验结果,更重要的使学生经历和体验获得实验结果的探索过程,只有亲身经历了这样的过程,学生才能对什么是科学、什么是科学实验有较为深刻的理解,才能在这样的过程中受到科学过程和科学方法的训练、形成科学的态度、情感和价值观。不重视过程的实验等于把生动活泼的生物现象变成了静止的某个预期的“结论”,何况这个“结论”学生从教师的示演实验和书本上早已知道,教师无须为此做更多的解释,学生因而失去了许多进一步了解生物的机会。
(4)生物实验教学评价手段的单一。实验教学评价在实验教学中是重要的反馈手段,它可以支配教师采用何种教学模式,制约着学生的实验动机、实验态度和实验策略,因此实验教学评价成为影响实验教学效果的重要因素。调查表明:笔试是教师的主要实验教学评价方式,这种书面形式的考核方式被多数教师认可,它简单省时,其内容上主要是实验原理、实验步骤、实验结果等理论知识,但是,这种笔试考核实验的方法有很大的局限性,它不能全面反映学生的能力水平和实验态度等,造成学生做与不做实验成绩差不多,形成“老师讲实验,学生背实验”的现象,不利于学生科学素质的培养。
二、关于生物实验教学的几点思考
(1)教学观念上,从注重实验技能的培养转向注重实践能力和创新精神的培养。更新教学理念,充分认识生物实验的教育教学功能,实验既是学生学习生物的重要内容,也是学生学习生物的重要方法,教师应充分赋于学生动脑、动手的权利。同时意识到对学生进行实验技能的训练,是生物实验的功能之一,但不是唯一功能,过分强调实验技能的熟练化,进行专门训练的做法既枯燥,效益又不高。所以应将实验技能的训练,置于实验探究活动之中,使二者有机结合起来,引导学生把注意力放在实验探究活动上。
教师应从监管者变为引导者。教师是指导者,指导学生的实验,解答学生在实验中遇到的困惑,而不是监督者,监督学生是否讲话、是否按规定的步骤操作、是否损坏了东西等。教师不要过多地干涉学生的实验操作,要放手,给学生自由,改变那种“一放就乱”的旧观念。学生在实验中可以互相帮助、讨论,甚至争论。
(2)教学方法上,从单向传输的操作模仿式实验转化为探究性实验,培养学生的探究能力。刚升入初中的学生好奇心强,探究兴趣浓,但动手能力差、生活经验不足、语言表达能力较差,也缺乏对现象本质的探究经验。因此,探究性实验的开展需要教师给予较多的引导和培养。其中,探究“影响鼠妇分布的非生物因素”是初一生物学课程中的第一个探究性实验。对于刚接触探究实验的七年级学生而言,要科学、完整地完成这一实验有一定的难度,因此,初步体验科学探究的整个过程,激发学生的探究意识和兴趣,初步产生成功的探究实验体验,便成为了本节实验课的目标初衷。于是,在课前提前一周,布置学生以小组形式捕捉鼠妇,通过观察其生活环境和活动方式,要求学生结合探究目的提出相关问题并作出假设。
通过收集5个班级的学生反馈上来的问题与假设,我总结出如下结果:案例1、提出问题:鼠妇什么情况下会死?作出假设:鼠妇遇到火会死。案例2、提出问题:把鼠妇放在水里会不会淹死?作出假设:鼠妇放在水里不会淹死。案例3、提出问题:鼠妇害怕光吗?作出假设:怕光。案例4、提出问题:鼠妇为什么有假死的现象?作出假设:受到了刺激。案例5、提出问题:鼠妇喜欢吃什么?作出假设:吃腐烂的树叶。这样的问题与假设,几乎占据了整个班级的三分之二,可以看出学生对于怎样提出问题?怎样的问题是可以检验的?怎样作出假设?都非常模糊。从评价指标中的科学知识掌握来看,学生关注到了鼠妇的生死、假死现象、食物等,这些都属于观察结果与科学研究无关,没有围绕“非生物因素对鼠妇分布的影响”来提问,提出的问题与探究总体目标偏离。从科学方法的应用来看,有些问题和假设难以通过本实验所提供的材料得到回答或检验,例如鼠妇为什么会有假死的现象?从表达和交流来看,很多学生都有词不达意的问题存在,不能清楚地表达出问题或假设与探究目标相关的背景信息。
(3)教学内容上,把“纯”生物实验转变为真实情景下的生物实验,贴近生活。生物知识不再是作为教学内容的出发点,而是根据这些知识涉及的问题来组织教学内容,关注社会生活,从学生熟悉的生活情景和已有的实际经验中提炼学习素材,从丰富的现实生活中寻找学习的主题。生物实验为培养学生创新精神提供了最佳条件,使学生学会并习惯从生物的视角关注社会、审视自然,把学到的知识尽可能用来解决一些实际问题。尤其是开发联系生活实际的应用型实验,可使学生亲身感受到生物实验的实用价值,激发学生的创造动机。
(4)评价方法上,进行全面科学评价生物实验教学。采用各种激励措施,让每位学生都进行实验操作。改变做不做实验都一样、做不好还不如不做的怪现象。教师在实验中或实验后提出一些与实验过程有关的问题让学生思考,从而使每一位学生都能体验一种动手实验的快乐。同时,应奖“勤”罚“懒”,褒奖“做”的、批评“看”的,形成一种“做”比“看”好,能独立地做、创新地做更好的实验氛围。
从近年中考改革的趋势看,命题正由知识立意向能力立意方向发展。从这几年的理科综合测试看,实验试题不再是课本中的实验,而是一个全新的情境,考查的是设计和完成实验的能力。这种能力要求学生能灵活应用所学的自然科学理论、实验方法和仪器,设计简单的實验方案并处理相关的实验问题。随着中考改革的不断深入,实验设计能力的培养在生物实验教学中逐渐摆在了重要位置上,因此我们应不断改善实验课的评价方式,提高实验教学的效果。