“做实验不如做实验题”的现象

实验教学是生物学教学的基本形式之一,《普通高中生物课程标准》中,共有68个实验和活动建议,包括形态观察、物质鉴定、探究实验、调查、制作等方面,内容广泛,形式多样.但在新课程推进的过程中,许多生物教师很少上实验课,“做实验不如做实验题”的思想泛滥,与新课程的理念背道而驰.下面分析“做实验不如做实验题”现象产生的原因,探讨这一现象背后实验教学存在的误区和提高实验教学有效性的策略.

1　“做实验不如做实验题”现象产生的原因

1.1　部分实验教学难以开展

《普通高中生物课程标准》提供的实验建议中,不论基础性的生物学实验,还是现代生物技术方面的实验,都有部分难以开展.对于基础性的生物学实验,理论上是使用简单的设备就可以开展,但许多探究性实验不是一两节课就能完成,甚至需要10d左右的时间,对实验器材和实验室的空间要求很高,更需要周密的实验计划,如“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”、“制作腐乳”等.而许多调查性实验需要学生走出校门,到社区、医院或农村去,与目前大多数学校管理模式不适应.对于现代生物技术方面的实验需要高新设备才能完成,如“尝试PCR技术的基本操作和应用”、“尝试蛋白质的提取和分离”等,目前绝大多数学校没有财力装备所需的实验器材.对这样的实验教学任务,常常是纸上谈兵,或者是采用课件、录像等虚拟的方式代替真实的实验过程.

1.2　做实验却无法解实验题

许多学校基本能完成课程标准规定的实验教学任务,但学生在面对实验试题时,却常常无法从做过的实验获得帮助,如2009年江苏省高考试题第6题.

有一位同学做根尖有丝分裂实验,在显微镜中观察到的图像如图所示.造成这种情况的原因可能是(　)

①取材位置不合适

②取材时间不合适

③制片时压片力量不合适

④解离时间不合适

⑤视野选择不合适

A.②③　B.②⑤

C.①②⑤　D.①③④

参：C.

学生按照教材中的实验步骤进行正确操作,能够观察到有丝分裂各时期的图像,这样的实验算是成功的.但这一题考查的是实验失败的原因,无法将做实验与不做实验的学生群体进行有效区分.如何区分做实验与不做实验的学生,的确是考试命题的难点.

1.3　做实验题有助于复习实验

实验题的功能是考查对学生对实验目的、原理、方法和步骤的掌握情况,验证和探究生物学现象的能力,并对实验现象和结果进行解释、分析和处理,以及评价和完善实验方案的能力.实验试题的一般源于教材,是对教材中相关实验的整合与提高,好的实验试题有助于引导学生去思考与实验相关的问题,促进知识的归类和学生能力的提升,如2009年江苏省高考第21题.

下列有关实验及显色结果的叙述,错误的有(　)

A.水浴加热条件下,蔗糖与斐林试剂发生作用生成砖红色沉淀

B.沸水浴条件下,脱氧核苷酸与二苯胺发生作用呈现蓝色

C.常温条件下,蛋白质与双缩脲试剂发生作用呈现紫色

D.常温条件下,核糖核酸与绿作用呈现绿色

参：ABD.

本题考查了几种有机物的鉴定方法和颜色反应,对错误的选项进行改正后,再增加脂肪的实验,就是五种有机物的鉴定方法、原理和颜色反应的全面归类,也可以形成一张表格,通过对比,便于学生记忆、辨析和运用相关知识,这是一种十分有效的学习方法.

虽然“做实验不如做实验题”现象的产生有一定的客观原因,但其背后是实验教学存在许多误区.

2　“做实验不如做实验题”背后的实验教学误区

2.1　将实验操作与纸笔实验对立

生物课程标准对能力目标的描述分为三个方面.(1)能够正确使用一般的实验器具,掌握采集和处理实验材料、进行生物学实验的操作、生物绘图等技能.(2)能够利用多种媒体收集生物学信息,学会鉴别、选择、运用和分享信息.(3)发展科学探究能力,初步学会客观地观察和描述生物现象；通过观察或从现实生活中提出与生物学相关的、可以探究的问题；分析问题,阐明与研究该相关的知识；确认变量；作出假设和预期；设计可行的实验方案；实施实验方案,收集证据；利用数学方法处理、解释数据；根据证据作出合理判断；用准确的术语、图表介绍研究方法和结果,阐明观点；听取他人的意见,利用证据和逻辑对自己的结论进行辩护以及作出必要的反思和修改等.

能力目标的第一方面主要是实验操作技能,一般无法以纸笔形式进行评价；第三方面指的是科学探究能力,是学生内化的科学素养,一般以纸笔形式(实验题)进行考查.从实验操作到科学探究能力,是一个从感性到理性的过程,科学探究能力的培养离不开大量的实验操作,纸笔实验与实验操作一样,是实验教学的一部分.许多教师组织实施的实验教学,只关注课本上的实验原理和操作步骤,而忽略了纸笔实验,也就是只进行了实验教学的某一环节,然后认为实验操作对提高纸笔实验成绩没有帮助,“做实验不如做实验题”的观点是将实验操作与纸笔实验对立,这是错误的.

2.2　实验教学目标模糊

实验教学是生物课程的重要组成部分,是提高学生科学素养、促进学生学习方式转变和激发学生学习兴趣的主要方式,在科学实验的过程中理解科学的内涵,保持和养成好奇、质疑、创造、诚实、合作的科学态度.对学生终身发展是有益的.

部分教师将实验教学的目标与应试教育功利得联系在一起,认为实验教学费时、费力、费钱,对提高考试成绩没有太大帮助,不如多做一些实验试题,直接提高学生的应试能力.

很多学生对实验教学的目标认识更是模糊,走进实验室时什么准备也没有,注意力集中到实验材料上,急于观察、摆弄材料,甚至动手操作,而忽略了教师对实验原理的讲解和实验设计的分析,常常是不知道为什么这样做,不知道要观察什么,不知道做完后要干什么.

2.3　实验教学评价缺失

实验教学是师生共同参与的一种活动过程,而评价是一个反馈机制,是课程和教学的一个重要环节.评价的目的是为了发展,通过评价,学生可以更好地改善自己的学习状况,教师可以了解到学生的学习情况而不断改进自己的教学.

实验教学评价的缺失表现在课堂和课后两个方面.在实验课上,常常是学生对照书上或者学案上的实验步骤一步一步地往下做,没有记录,没有对实验现象深层次的观察、思考与讨论,实验在轻轻松松中开始,在匆匆忙忙中结束；在实验课后,学生一般不能认真完成实验报告册,教师对实验报告册的批阅马马虎虎.

3　提高实验教学有效性的策略

3.1　加强教学预设

实验课由实验教学目标、教学内容、教学模式、实验材料、反馈评价等基本因素构成.实验教学的目标包含了认知领域、动作技能领域、情感态度与价值观领域的内容,教师对教材的理解越深刻、提供的资源 和方案越丰富,就越有利于教学目标的达成.因此,加强预设是提高实验教学有效性的基础.

首先教师要根据学生的心理特点和认知规律确定教学目标、内容和方法,增强学生的主体意识,促进学习方式的转变；其次是要面向全体学生,根据学生的个性品质和学习能力等方面的个体差异,因材施教,使学生都能在原有基础上得到发展；同时预设教学流程,预设学生动手操作、讨论、交流的时间,预设学生可能出现的错误,特别是对教师自己没有把握的实验要进行预实验；最后要预设课后作业,编制形成性练习.只有充分预设,才能有效组织学生进行讨论和探究,使教师的主导作用与学生的主体作用有机结合,使学生在掌握知识、培养能力等方面都有收获.

3.2　关注生成资源

实验中非预期性的结果是一种极为重要的课程资源,有利于培养学生的质疑精神和创新思维,培养学生实事求是的科学态度.如“酵母细胞的固定化”实验中,配制海藻酸钠溶液时,每个班级里几乎都会出现焦糊现象,用注射器将海藻酸钠与酵母细胞混合溶液滴加到CaCl2溶液中时,形成的凝胶珠不一定都是圆球形,有的是椭球形,有的球后面还有一条尾巴,这些偶发的现象背后,都隐藏着实验操作的方法与原理,教师要敏锐地发现这些问题的教育价值,不但与实验失败的学生沟通,更要组织进行全班讨论.

3.3　提供多种材料

实验材料决定着实验现象,每一种实验都有经典的实验材料,这是前人经过无数次实验探究总结出来的成果,如“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中,紫色洋葱是经典材料,它的优点是取材方便、撕取表皮容易、紫色液泡明显等.但这个年龄阶段的学生心理特征是对客观世界充满好奇,探究强,提供丰富的实验材料有利于学生开展探究性实验,通过对比总结规律,从而加深对实验原理、操作步骤、实验现象的理解.

“DNA的粗提取与鉴定”实验中,最常用的实验材料是鸡血,但每一种含有DNA的生物材料都可以用于实验,如花菜、辣椒、蒜黄、香蕉、鱼卵、猪肝等,不同材料的实验操作步骤和实验现象具有差异性,提供多种材料让学生进行选择,既可以比较哪种材料DNA含量更高,也可以探究生物材料与洗涤剂、食盐用量的最佳比例,或者不同的洗涤剂对DNA提取的效果差异,如果使用的材料需要进行研磨,教师提供二氧化硅,这种药品在“叶绿体中色素的提取和分离”实验中使用过,可以培养学生运用所学知识解决实际问题的能力.2010年江苏省生物高考试题第32题,就是运用多种实验材料,将“DNA的粗提取与鉴定”从验证性实验变成探究性实验,考查学生的科学探究能力.

3.4　及时反馈评价

在实验课上,教师要关注每一位学生的情绪状态、动手操作水平和实验结果,及时给予肯定或者指正.但一个教师面对全体学生,常常心有余而力不足,因此要实现评价主体的多元化,引导学生进行自评和同学互评,课堂上不能解决的问题写在实验报告册-中.教师课后要认真批阅,对学生的实验结果进行评价,对学生的问题进行解答,这种批阅是语言的交流而不是冰冷的分数或等级,这种批阅是尽快反馈到学生手中而不是拖到下一次实验前.

纸笔实验也是对学生实验能力的评价,常常在考试的时候出现,距离学生进行实验操作一般有相当长时间.如果在学生实验完成后,马上用形成性练习(学案)补充一些与本实验相关的试题,从原理、现象、应用等角度进行考查,这样实验操作与纸笔实验两者就有机结合起来,既培养了学生的动手操作能力和学习兴趣,又提高了学生的应试能力.

实验教学是学生获取知识的途径,在获取知识的过程中,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,提高分析问题和解决问题的能力,培养科学精神.“做实验不如做实验题”是当前生物教学的误区,不但要多开设实验课,而且积极鼓励教师和学生自行设计或者改进实验,有条件的学校还可以开展创新性实验活动,让学生直接参与科学研究,这样才能不做考试的奴隶,才能实现生物新课程的教学目标.