林 芳，白贞女，包明明，王永娟，石连旋
（1.东北师范大学 生命科学学院，吉林 长春 130024；2.长春市朝鲜族中学，吉林 长春 130052）
初中生物验证性实验的指导与实施策略研究
林 芳1，白贞女2，包明明1，王永娟1，石连旋1
（1.东北师范大学 生命科学学院，吉林 长春 130024；2.长春市朝鲜族中学，吉林 长春 130052）
本文概述验证性实验教学的现状，结合验证性实验在培养学生生物科学素养中的重要作用，从实验教学的组织实施阶段出发，针对导入实验主题、解读实验背景、组织学生操作、讨论与总结等阶段，对初中生物学验证性实验教学的指导与实施策略进行系统的阐述，以期对实验教学提供些许借鉴。
初中生物；验证性实验；指导与实施策略
生物学是一门以实验为基础的自然科学，生物学实验是生物科学赖以形成和发展的基础，是探究生命活动规律的基本手段，同时也是整个生物学教学的基础。从不同的角度可以把中学生物教学实验分为不同的类型，其中从实验内容与学生认知关系的角度，可分为验证性实验和探究性实验[1]。新课程倡导探究性学习，这使得探究性实验教学成为研究焦点，而逐渐忽视对验证性实验教学的研究。同时，在传统的验证性实验教学中，实验内容较为单一，教学偏重于实验目的和实验原理的讲解，有些地区或学校甚至出现了教师通过演示课件讲解实验、学生看着教材背实验的现象。另外，实验指导书对验证性实验的目的、原理、材料用具、方法步骤等都作了详细介绍，学生只要“按方抓药”就可以得到实验结果。整个实验过程中，学生处于被动状态，主体性未得到充分体现，这在很大程度上束缚了学生的积极主动性，也不能有效地训练学生的动手能力及科学思维，限制了学生创新能力的开发，造成验证性实验教学的效果不佳，学生也逐渐失去对验证性实验的兴趣。基于这一现状，一些学者提出若干改革验证性实验教学的建议，但关于验证性实验的教学方法和教学策略的系统研究较少，尤其是针对初中生物学新版教科书中验证性实验的教学实施策略的研究还未见报道。本文通过分析验证性实验教学的特点及作用，将教学过程划分为导入实验主题、解读实验背景、组织学生操作、讨论与总结等阶段，结合当前的教学现状，针对具体环节提出有效的指导与实施策略，并结合具体案例加以说明，以期提高验证性实验课堂的教学效果，为初中生物学验证性实验教学提供参考与借鉴。
一、实验主题与背景的解读与指导
1.创设情境导入主题。伟大的科学家爱因斯坦说过：“兴趣是最好的老师。”一旦学生对某事物有了浓厚的兴趣，就会主动去求知、去探索、去实践。因而，在实验教学伊始，教师可以根据教学目标和教学内容的需要，针对性地选择以相关图片、科学家故事、生命现象、生产实践、新闻事件、趣味故事或提出问题等方式创设教学情境引入实验主题。例如，在“练习使用显微镜”实验中，可以通过多媒体展示显微镜下的美丽图片，如植物花粉、昆虫复眼、真菌等，让学生对微观世界充满好奇与兴趣；也可以介绍显微镜的发展史，强调其对生命科学研究的重要作用，激起学生学习使用显微镜的兴趣，从而导入主题。通过生动真实的情境，可以引起学生原有认知结构和外界新刺激之间的认知冲突，激发学生的好奇心，引起学生的学习兴趣。但值得注意的是，实验教学需要遵循科学性原则，教师选择情境素材时应该确定其来源的可靠性及内容的科学性，同时也要考虑学生当前的认知水平，不宜选择严重超出学生认知的情境素材，这样会让学生无从思考而失去兴趣和信心。
2.精讲实验背景。著名的教育家和心理学家布卢姆认为有三个主要因素决定教学效果：学习者的认知前提能力（基础知识和技能）、学习者的情感特性（学习的态度和动机）和教学的质量，它们对学习速度的影响分别为50%、25%、25%[2]，由此可见基础知识的重要地位。而验证性实验就是在学生既得知识的基础上，通过实验验证巩固和加深所学的生物学知识，因而实验背景的讲解在此类实验教学中尤为重要。讲解实验背景可以从四方面入手：“为什么”、“是什么”、“做什么”以及“怎么做”。“为什么”是要讲清实验原理，如“膝跳反射”实验，教师可以结合实验结果详细讲解膝跳反射的原理，再让学生在膝跳反射实验的基础上解释缩手反射，学生在“实践——理论——实践”的过程中总结出反射的概念及机制。“是什么”是实验结论，对于验证性实验，结论是已知的，教师往往忽略对结论的进一步分析，学生只是停留在理解的表层，应该着重分析原理与结论的因果关系。“做什么”是实验目的，通过原理与结论的分析，学生应该明确实验目的，进而思考“怎么做”的问题。这一环节中教师应该重点介绍实验方法，如显微镜的使用、徒手切片技术等；实验材料，如“绿叶在光下制作有机物”实验，教材选用天竺葵做材料，教师可以引导学生思考能否用其他植物材料替换，具有哪些特征的材料才适合做此实验。
3.善用问题诱发思考。实验指导书对验证性实验的材料用具、方法步骤等都作了详细介绍，学生可以按照实验指导完成实验，容易失去对实验的兴趣。教师在教学中可以结合教学内容进行设疑、质疑、解惑，引发学生的学习动机，诱导学生思考，同时培养学生的科学思维。如“绿叶在光下制造有机物”实验，可以设置一系列问题引导学生进行思考、回答：（1）如何检验有机物是不是淀粉？（2）能否直接向叶片滴加碘液进行检验？（3）叶片为什么是绿色的？（4）如何去掉绿叶的颜色干扰？（5）如何探究光是不是绿叶制作有机物不可缺少的条件？（6）为什么要把天竺葵提前放在黑暗处一昼夜？（7）可不可以选用其他实验材料替换天竺葵？（8）为什么要用黑纸片把叶片的一部分遮盖起来？（9）如何设计实验验证绿叶在光下制造淀粉？（10）对实验结果进行分析可以得到什么结论？
二、操作过程的组织与实施
1.初步拟定实验步骤。实验指导上已经详细描述了实验步骤，但是学生在操作中还是会出现诸多失误，这不仅是因为学生的操作不够熟练，更是因为学生还未真地理解实验步骤的设计缘由。因此，在操作前，让学生进行小组讨论，自主拟定实验步骤，接着小组展示各自的成果，全班同学共同分析和讨论，再整理出更全面的实验步骤，最后和实验指导书的进行比较，分析优缺点，老师在这一过程应进行协助与指导。如，“制作并观察植物细胞临时装片”实验，学生在拟定实验步骤时，可能会遗漏在载玻片上滴加清水、选用洋葱鳞片叶内表皮、划“＃”形撕取内表皮、用碘液染色、盖盖玻片等步骤，教师比对学生拟定的步骤与实验指导书的步骤，肯定学生的创新点，同时详细讲解其缺失或不足的地方，让学生在教师的协助下不断改进步骤，从而真正理解实验设计的原理。这一过程不仅锻炼学生设计实验的能力，还使学生充分理解验证性实验严谨科学的设计思路，同时，也符合新课程充分发挥学生主体作用的理念。
2.示范实验操作。掌握实验的基本操作技能是做好实验的基础，教师在学生操作前进行示范或模拟操作，并指导学生进行操作训练，使学生做到规范操作。如“练习使用显微镜”、“制作并观察植物细胞临时装片”、“观察人的口腔上皮细胞”等实验，强调对学生的基本操作技能的训练，教师进行操作演示，如显微镜的对光、临时装片的制作等，可以让学生学习规范的实验操作。同时，教师也可以在具体的示范操作情境下提醒学生需要注意的操作事项，如正确取放显微镜，强调不可单手拿显微镜，容易使目镜脱出镜筒。
3.适当与适时的指导。验证性实验注重学生基本技能的训练，在实验操作阶段，教师应该注意观察学生的操作，对于不规范的操作或习惯应进行指正；对于实验结果出现的问题，教师不要急于回答，可以引导学生分析自己的操作是否规范、实验过程中有无失误等因素，进而解决问题，这样可以不断提高学生分析问题、解决问题的能力。教师在实验中的指导要适当与适时，不要过于急切，也不要过于怠慢，以免忽略学生不规范的操作而影响后续的实验。
4.维持实验秩序。在实验操作过程中，由于学生有更多活动与交流的空间，容易忘记课堂纪律，有些学生认真做实验，有些无所事事，有些甚至在玩耍打闹，造成实验秩序紊乱，这样既干扰实验的进行，也影响教师对学生的指导，甚至对略带危险的实验，会引发教学事故。因而，在学生开始实验操作前，教师要说明实验秩序并作出相关要求，以保证学生带着秩序意识进入实验。同时，在实验中，对不遵守实验秩序的学生进行教育，还可以适当地进行惩罚，如负责本节实验课的秩序维持、课后打扫实验室等。若出现突发事件，如实验事故、实验疑难问题、学生的恶作剧等，教师要保持头脑清醒，灵活运用自己的教育机智进行恰当的处理。实验操作结束后，应该要求学生整理和清洗实验仪器、用具、操作台等，待教师检查后才宣布实验结束。
三、总结阶段的反思与拓展
1.进行实验反思。学生完成实验后，往往就等着下课，教师应该教育学生善始善终，并且在每节实验课都留出一些时间进行反思。实验反思，即让学生对自己的实验操作、实验结果以及失误原因等进行思考与总结。在实验操作结束后，教师留一部分时间引导学生从多方位、多角度进行反思性的学习，可以对实验操作进行反思；可以联系其他同学的表现，反思自己的表现；也可以小组集体进行实验反思，回忆实验过程中同组成员的表现，相互指正，共同寻找解决问题的方法，共同进步。学生反思后，由教师进行总结，可以指出实验的优缺点和改进的方法，也可以对学生的表现进行评价，或者让学生分享实验经验或体会。
2.补充拓展，启迪思维。最后，教师可以结合具体的实验内容，进行适当的拓展，如，“练习使用显微镜”实验，教师可以提供电子显微镜的相关资料，比较光学显微镜和电子显微镜的异同点，加深对显微镜发展历程的了解；“制作并观察植物细胞临时装片”实验，教师让学生思考如何利用此实验计算洋葱内表皮细胞的面积；“绿叶在光下制作有机物”实验，可以让学生思考这一实验在生产实践中有何重要意义。除了在实验课上的扩展，教师还可以布置课后练习进一步锻炼学生思维，如学习“观察小鱼尾鳍内血液的流动”实验后，让学生在课后设计实验探究鱼种类不同是否尾鳍的血流速度不同，或者探究个体大小不同的同种鱼的尾鳍血流速度是否不同。当然，拓展要自然而循序渐进，要建立在学生已有的知识基础上，提出学生有能力通过思考解决的新问题，通过对实验的补充拓展，启发学生思维，培养学生创新能力和理论联系实际的能力。
以上是基于验证性实验教学的实施环节提出几条可行的指导策略，希望能给初中生物学验证性实验教学提供借鉴。当然，教师在实际教学中，应该考虑学校的教学条件、课时安排、学生人数等情况，根据实际灵活运用教学策略，提高实验教学的有效性，真正发挥验证性实验教学在学生形成概念、理解原理和掌握规律，培养实验技能和实验规范，以及培养实事求是的科学态度上的重要作用。
[1]陈继贞，张祥沛，曹道平.生物学实验教学研究[M].北京：科学出版社，2008.
[2]郭慧香.布卢姆的学习变量说及其启示[J].河南师范大学学报：哲学社会科学版，2007，（04）：215-217.
G633.91
A
1674-9324（2014）43-0265-03
吉林省高等教育教学改革项目（No.：20101519）
林芳（1988-），女，东北师范大学生命科学学院全日制教育硕士研究生。
石连旋，男，副教授，主要从事于植物生理生态学教学与研究。
