任翔

【摘要】 生物實驗不僅是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的重要途徑，更是激發(fā)學(xué)生探索興趣、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的切入點。本論文闡述實驗操作技能和探究式實驗教學(xué)模式的內(nèi)涵，對高中生物一個重要的驗證性實驗“葉綠體中色素的提取和分離”進行了改進，實施了探究式實驗教學(xué)設(shè)計并進行了教學(xué)實踐以及分析，旨在探討如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】 高中生物 實驗教學(xué)設(shè)計 探究式實驗 實驗操作技能

【中圖分類號】 G633.91 【文獻標(biāo)識碼】 A 【文章編號】 1992-7711（2016）08-001-02

在學(xué)校開展的高中生物課外活動興趣小組活動——“制作葉脈書簽”的實驗活動中，教師看著學(xué)生從學(xué)習(xí)如何制作葉脈書簽，到自主探究選擇什么樣的葉子最合適制作葉脈書簽，最后到用各種各樣的方法把普通的葉脈書簽加工成了藝術(shù)品！這一步一步的成功都凝結(jié)著學(xué)生自己的智慧，讓教師在欣喜的同時受到了啟發(fā)，更進一步地對生物探究式實驗教學(xué)進行了思考和研究，并對教材上的重要實驗進行了改進和實踐。

一、實驗操作技能的內(nèi)涵

探究式學(xué)習(xí)凸顯學(xué)生的自主性，強調(diào)自主建構(gòu)知識，期望通過探究活動， 使學(xué)生在基本知識、基本技能（不僅包括動作技能，更重要的是探究的基本過程技能）、基本態(tài)度、基本觀念、基本理解、基本經(jīng)驗這6方面都獲得發(fā)展。這就使得生物課將更多的是實驗、討論、交流活動。學(xué)生通過實驗進行探究活動，不僅能加深學(xué)生對知識的理解，更能使學(xué)生產(chǎn)生興趣，自覺探究，不斷實踐，反復(fù)訓(xùn)練并逐漸形成各種實驗操作技能和養(yǎng)成嚴(yán)謹?shù)目茖W(xué)實驗態(tài)度。可以說，生物學(xué)實驗教學(xué)在促進學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)中， 處于關(guān)鍵地位，發(fā)揮著重要作用。

在布魯姆教育目標(biāo)分類學(xué)里，把課程目標(biāo)合理地分成認知、操作、情感3個領(lǐng)域。在操作目標(biāo)領(lǐng)域中，技能是指“學(xué)習(xí)者在特定目標(biāo)指引下，通過對某一特定的操作程序反復(fù)訓(xùn)練，而形成的各種具有專門化、程序化、自動化特征的能力”。技能目標(biāo)可以分為“生物學(xué)基本實驗技能”和實驗過程中的“科學(xué)過程技能”。生物學(xué)基本實驗技能：是生物學(xué)實驗中常見的最基本的技能，它包括器具使用、實驗材料獲取、實驗材料處理、藥品試劑的配置使用和實驗結(jié)果記錄5種技能。這5種技能因為高中生物課程有明顯的時間限制，以往大多是由教師代替完成（一般教師只指導(dǎo)學(xué)生完成實驗結(jié)果記錄和實驗材料處理技能）。而在提倡素質(zhì)教育的今天，教師要有意識地指導(dǎo)并逐步培養(yǎng)學(xué)生這5種技能，使學(xué)生逐步具備完成完全探究式學(xué)習(xí)中的基本實驗?zāi)芰Α?/p>

科學(xué)的意義并不在于科學(xué)知識的本身，而在于獲取科學(xué)知識的過程。科學(xué)過程技能也可稱為終身學(xué)習(xí)技能。根據(jù)美國科學(xué)促進協(xié)會的觀點，探究式學(xué)習(xí)中的科學(xué)過程技能可分為兩大部分共13種具體技能：基本過程技能包括觀察技能、測量技能、應(yīng)用數(shù)值技能、分類技能、應(yīng)用時空技能、表達溝通技能、預(yù)測技能和推論技能這8個科學(xué)過程技能；而統(tǒng)合技能是建立在8個基本過程技能基礎(chǔ)上的較復(fù)雜、具統(tǒng)合性的科學(xué)過程技能。統(tǒng)合技能包含下操作型定義技能、形成假說技能、解釋資料技能、控制實驗因子技能及實驗技能。

科學(xué)過程技能中，基本過程技能是統(tǒng)和技能的基礎(chǔ)，而統(tǒng)和技能是基本過程技能的發(fā)展。在實踐中，教師應(yīng)該特別重視如下幾個方面的技能培養(yǎng)： 觀察技能、分類技能、表達交流技能、提出假說技能、下操作型定義技能、控制實驗因子技能等。論文的案例設(shè)計和實踐中，教師根據(jù)實際情況，著重就這6種技能對學(xué)生進行培養(yǎng)。

二、 探究式實驗教學(xué)模式的內(nèi)涵

教學(xué)模式是教學(xué)流程中各個基本要素定型化的特定操作程序。它是某種教學(xué)理論簡化的表達形式，在使教學(xué)理論具體的同時體現(xiàn)其內(nèi)在價值。依據(jù)學(xué)生認知途徑和試驗內(nèi)容，中學(xué)生物實驗可分為兩種基本類型：驗證性實驗和探究性實驗。而探究式實驗教學(xué)模式是通過開展探究性學(xué)生實驗來實現(xiàn)學(xué)生的主體性、創(chuàng)造性的發(fā)展和學(xué)生的實驗操作技能的培養(yǎng)，它將實驗和主動探究有機結(jié)合起來。在教師的鼓勵、啟發(fā)和引導(dǎo)下，學(xué)生自主選擇問題和發(fā)現(xiàn)問題，自主實驗，探索研究，歸納出概念和客觀規(guī)律。調(diào)動了學(xué)生的主動性和積極性，在探究過程中，獲取知識，發(fā)展技能，培養(yǎng)能力。

探究式實驗教學(xué)模式可以是一節(jié)課的全程教學(xué)模式，也可以是一個“探究點”的教學(xué)模式。這里所說的一個“探究點”，就是一個知識點，亦即一個概念、一條規(guī)律、一個具體運用。對“探究點”的探究是教學(xué)過程中學(xué)生的一個完整的認知過程。這個過程必然要經(jīng)過一個“探索—研究”過程，最終以學(xué)生獲得這個知識點并把它納入自己的認知結(jié)構(gòu)而結(jié)束。

三、探究式實驗教學(xué)設(shè)計及分析

（一）探究性實驗教學(xué)設(shè)計

1. 教學(xué)內(nèi)容分析。葉綠體中色素的提取和分離實驗在過去一直屬于驗證性實驗，是高中生物實驗中難度較大的實驗。一般說來，該實驗的重點是初步掌握提取和分離葉綠體中色素的方法，探究高等植物葉綠體中有幾種色素及其顏色。難點是葉綠體中色素提取中應(yīng)注意的問題。通過實驗培養(yǎng)學(xué)生實驗操作能力及合作精神，掌握探究實驗的方法。但是，學(xué)生很容易從教材中學(xué)到高等植物葉綠體中有幾種色素及其顏色，以此做實驗的探究點，容易使實驗留于形式，實驗的本質(zhì)不自覺中成了驗證性實驗。因此，論文將“是否還有其它比菠菜更合適的材料”做本實驗的探究點，以此引起學(xué)生對探究的興趣。

2. 教學(xué)目標(biāo)設(shè)計。初步學(xué)會用過濾方法提取葉綠體中的色素和用紙層析法分離色素。探究該實驗的最佳實驗材料，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新意識。如實觀察并記錄實驗現(xiàn)象和結(jié)果，提高學(xué)生的實驗操作技能。分析實驗過程中出現(xiàn)的問題，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。分析實驗結(jié)果，探究最佳實驗材料應(yīng)滿足什么要求。

3. 教學(xué)方法設(shè)計。以探究為核心對高中生物學(xué)的實驗進行分類，有助于準(zhǔn)確制定實驗教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計出最佳的實驗方案，也為實驗教學(xué)評價提供了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)?！疤崛『头蛛x葉綠體中的色素”屬于引導(dǎo)式探究實驗，即教師提出實驗結(jié)構(gòu)或程序，學(xué)生參與“干什么”和“發(fā)現(xiàn)什么”的探究過程。且該實驗的內(nèi)容多，時間緊，操作性技能要求高，教師不僅要做好實驗前的準(zhǔn)備工作，還要通過啟發(fā)式問題引導(dǎo)學(xué)生自主探究。對實驗中的關(guān)鍵性操作要熟練操作，并要知其所以然，因此， 講解、討論、談話等教學(xué)方法要靈活應(yīng)用，不要死套探究式學(xué)習(xí)的固定模式。

四、結(jié)語

本文通過對探究式學(xué)習(xí)實驗操作技能和探究式實驗教學(xué)模式的理論研究，對高中生物一個驗證性實驗實施探究式實驗教學(xué)設(shè)計及其案例分析，探討如何培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作技能。教師通過案例分析和實踐，認為：

對技能性實驗實施探究式實驗教學(xué)，既能通過規(guī)范的實驗操作，培養(yǎng)學(xué)生觀察、儀器的使用、數(shù)據(jù)處理等基本的實驗操作技能，又能使學(xué)生對“探究點”進行探究，達到培養(yǎng)綜合探究的能力和科學(xué)的實驗態(tài)度的目的。通過教師隨堂進行的他評與課后學(xué)生的自評相結(jié)合，能促進學(xué)生對關(guān)鍵步驟的思考和實驗原理的理解，并能自覺規(guī)范自己的實驗操作。

總之，對驗證性實驗實施探究式實驗教學(xué)，對培養(yǎng)實驗操作技能有重大意義。 但實驗教學(xué)中常見的實驗時間不足、實驗結(jié)構(gòu)不優(yōu)化、教學(xué)評價易留于形式等問題還需要進一步進行探討。

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