陳琳
摘 要:高中生物作為學(xué)科教育的重要組成部分,其主要的教學(xué)方式包括知識教學(xué)與實驗教學(xué)。為更好的幫助學(xué)生建立生物學(xué)科的知識體系,將生物實踐與探究相結(jié)合成為當(dāng)前階段增強(qiáng)實驗教學(xué)課堂效果的重要途徑。為此,本文從生物實驗課程的重要性、科學(xué)探究模式的分層等方面出發(fā),對實驗課程的具體探究途徑進(jìn)行系統(tǒng)的講解。
關(guān)鍵詞:科學(xué)探究 開放性分層 案例設(shè)計
探究性的生物實驗作為高中生物課程的重要組成內(nèi)容,是提升學(xué)生生物水平,增強(qiáng)學(xué)生實驗探究深度的關(guān)鍵。為此,本文以實際的生物實驗案例作為設(shè)計高中生物學(xué)科科學(xué)探究的重要參考,對傳統(tǒng)實驗活動的改進(jìn)方式提出幾點有效的建議。[1]
一、通過科學(xué)探究,幫助學(xué)生更好的認(rèn)識生物學(xué)科
1.生物實驗課程的重要性
生物實驗的教學(xué)課程主要是指通過實驗儀器進(jìn)行實驗教學(xué)的一種情境教學(xué)形態(tài)。在高中的生物課程中開展實驗教學(xué),與理科類的其他教學(xué)實驗相同,都是將書本上的抽象知識轉(zhuǎn)化為更加直觀、具體、形象的課堂實踐。與此同時,生物實驗可以將某一原理高度濃縮,并展示給學(xué)生們,幫助高中階段的學(xué)生縮短對生物知識點認(rèn)識與理解的時間。但從教學(xué)論的角度出發(fā),這種通過實驗進(jìn)行知識學(xué)習(xí)的過程,實質(zhì)上屬于知識教學(xué)的輔助環(huán)節(jié),在具體的生物實驗教學(xué)中居從屬地位。因此,在進(jìn)行高中生物實踐課程中,有時達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)效果,無法實現(xiàn)預(yù)設(shè)的教學(xué)結(jié)論。雖然生物教師會在一定程度上注意對學(xué)生進(jìn)行實踐技能、實驗方法、自主探究等方面的系統(tǒng)訓(xùn)練,但從教學(xué)整體方案設(shè)計來看,實驗課程仍舊處于次要地位。[2]
2.運用科學(xué)探究的方式,提高學(xué)生對生物學(xué)科的理解
針對這種情況,課程標(biāo)準(zhǔn)中人提出科學(xué)探究的理念,幫助教育者通過全新的視角動態(tài)的對實驗教學(xué)進(jìn)行解讀。強(qiáng)調(diào)在高中階段的生物課程中,將反映“完整的畫面”作為生物科學(xué)探究的重點。具體來講,就是將科學(xué)探究作為學(xué)生進(jìn)行生物學(xué)習(xí)的基本途徑,幫助他們更好的認(rèn)識生物世界,并建立起系統(tǒng)的科學(xué)理解體系,從而對生物學(xué)科的基本規(guī)律產(chǎn)生自己的領(lǐng)悟。在此基礎(chǔ)上,教師應(yīng)該合理的運用科學(xué)探究的教學(xué)模式,提升生物實驗的實際教學(xué)效果,轉(zhuǎn)變實驗課程的傳統(tǒng)教學(xué)方式,進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的實踐操作能力、自主創(chuàng)新能力,提倡學(xué)生保持質(zhì)疑態(tài)度與實證精神。為此,營造開放、自由、個性的科學(xué)探究平臺、為學(xué)生提供更加多元的思維環(huán)境、破除生物學(xué)科的封閉性、引用現(xiàn)代化的教學(xué)模式等,是當(dāng)前階段提升高中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的有效途徑。[3]
二、在實驗中進(jìn)行科學(xué)探究的分層與面臨的問題
1.生物科學(xué)探究實驗的開放性分層
美國的學(xué)者施瓦布將科學(xué)實驗分為三個層次,相關(guān)專家根據(jù)多年的實踐基礎(chǔ)添加一個環(huán)節(jié),將實驗的開放層次分為提出問題、實驗方法、具體步驟以及答案四個層次,按照探究層次的不同,按步驟進(jìn)行試驗,驗證相關(guān)的成果。不同探究層次,生物實驗的難易程度也有所差別,零層次科學(xué)探究為學(xué)生提供問題、實驗器材、步驟以及答案四個方面的條件,一般被稱為驗證性的實驗。一般而言,除驗證性實驗之外,演示性實驗以及學(xué)生實驗也都可以歸納為零水平的探究層次,適合剛接觸生物實驗的學(xué)生。隨著學(xué)生學(xué)習(xí)程度的加深,對科學(xué)基本精神的領(lǐng)悟力加強(qiáng),實驗的問題確定、實驗程序以及相關(guān)結(jié)論等方面的開放性也在逐步加強(qiáng),直至完全開放的探究程度。
2.探究性生物實驗面臨的問題
新課程改革的生物實驗教學(xué)中,將這種開放式的分層探究引入到實際的課堂教學(xué)環(huán)節(jié),使得實驗的教學(xué)效果有了顯著的提高。與此同時,一個較為突出的問題是高中階段學(xué)科教學(xué)的時間與知識量都有著明確的規(guī)定,相較于知識性學(xué)習(xí),探究性學(xué)習(xí)占用的時間更多。部分教師為達(dá)成階段性教學(xué)任務(wù),在進(jìn)行生物實驗教學(xué)時,更傾向于選擇開放性較低的實驗探究層次。一方面部分教師為保證實驗課堂的教學(xué)紀(jì)律,實現(xiàn)對課堂的全面控制,通常會事先給出實驗結(jié)果,降低開放性探究性生物實驗的比重。另一方面,一些教師在生物實驗經(jīng)驗、技能水平等方面的限制,也會在一定程度上降低探究實驗的開放水平。
三、生物實驗科學(xué)探究的案例設(shè)計與分析
以高中階段生物課程的“酶的催化效率—過氧化氫分解”為實驗對象,進(jìn)行案例分析。
1.提出問題
通過知識遷移,引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想到已經(jīng)學(xué)習(xí)催化劑化學(xué)反應(yīng)的相關(guān)內(nèi)容,并提出“催化劑和化學(xué)反應(yīng)之間是否有對應(yīng)關(guān)系?”“催化劑改變化學(xué)反應(yīng)速率的方式?”等問題。
2.進(jìn)行假設(shè)
教師布置相應(yīng)的教學(xué)任務(wù),組織學(xué)生進(jìn)行資料收集、小組討論,并提出實驗的假設(shè)。
3.實驗準(zhǔn)備
(1)知識準(zhǔn)備
教師布置預(yù)習(xí)任務(wù)時需要有側(cè)重點,引導(dǎo)學(xué)生閱讀重點學(xué)習(xí)內(nèi)容,例如過氧化氫、二氧化錳以及三氧化鋁的性質(zhì),并聯(lián)系實際生活中的物品。
(2)器材準(zhǔn)備
試管,衛(wèi)生香,火柴,過氧化氫,二氧化錳,三氧化二鋁,雞肝勻漿(新鮮的和不新鮮的各一份),馬鈴薯勻漿(生的和熟的各一份)等。
4.生物探究實驗得出的結(jié)論
(1)二氧化錳,三氧化二鋁,雞肝勻漿,馬鈴薯勻漿,能加快過氧化氫的分解速率,故能作過氧化氫分解的催化劑。
(2)如果采用新鮮的雞肝勻漿或者是生的馬鈴薯勻漿放入到試驗過程中,得到的反應(yīng)速度要快于二氧化錳以及三氧化鋁的催化效果,因此得出結(jié)論前者的催化效率大于后者。
結(jié)語
以科學(xué)探究為基礎(chǔ)的實驗教學(xué)模式不僅能夠有效提升學(xué)生對生物實驗課程的參與度,培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力與自主探究的科學(xué)精神,還能在一定程度上夯實高中學(xué)生的生物基礎(chǔ),實現(xiàn)學(xué)以致用的教學(xué)目的。為此,教師在設(shè)計生物實驗教學(xué)方案時,應(yīng)以新課標(biāo)的指導(dǎo)為實驗教學(xué)改革標(biāo)準(zhǔn),深度挖掘科學(xué)探究的實質(zhì)內(nèi)涵、轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)實驗?zāi)J健⒗瞄_放性試驗的分層,為學(xué)生驗證精神、探究精神等全面發(fā)展提供更加廣闊的平臺。
參考文獻(xiàn)
[1] 朱慧.高中生物探究性實驗教學(xué)存在的問題及對策[J].內(nèi)蒙古教育,2017(8).
[2] 房佳.基于“學(xué)案導(dǎo)學(xué)式”視頻開發(fā)的高中生物實驗教學(xué)研究[D].南京師范大學(xué),2011.
[3] 何鳳榮.探究提升高中生物實驗教學(xué)的有效方法[J].儷人:教師,2015(23):125.