新课改形势下中学生物学实验的发展趋势

张亚丽

[摘 要]:基础教育课程改革正在全国各地如火如荼地进行着,生物学科亦然。作为支撑生物学科的生物学实验较之以前已有很大变化,我们需要认清现状,把握好发展趋势,以便更好地开展实验教学,自觉服务于新课程改革。

[关键词]:实验 生物学 课程改革

一、实验数量增加,形式呈现多样化

课程改革中出现了多种版本的生物学教材,各个版本的实验数量都明显增加。实验数量的增加,极大地丰富了学生的实践活动,增强了学生的能力锻炼,真正体现“实验室是素质教育的最好切入点”。

在数量增加的同时,实验形式已呈现多样化,表现在: 1.实验设计的多样化。过去的实验几乎都是规范性实验,现行教材不仅如此,还增加了一些模拟实验:即不用生命材料本体,而是采用被研究对象的模型,模拟生命现象和环境来进行的实验。由于信息技术的迅猛发展,还出现了一些利用多媒体计算机设计制作的虚拟实验,其强大的交互性和不受时空的影响在实验教学中有独到应用。此外,教科书还鼓励学生自行设计实验。2.实验形式的多样化。翻开课程标准实验教科书,上面不再是过去单一的“演示实验”和“分组实验”,而是变成了“观察与思考”、“探究”、“实验”、“演示实验”、“分组实验”、“设计”、“模拟制作”、“课外实践”等形式,实验的触角已延伸到有利于学生身心发展的“实践活动”,生物学教师用书也称之为“科学探究活动”。

实验向着低成本、新技术的方向发展。提倡实验的低成本和简单易行是必然趋势。现行初中生物学实验,除了显微镜外,材料和用具都非常低廉,这便是很好的例证。另一方面,生物技术的突飞猛进及广泛普及,都会逐渐列入到生物学实验中来。贴近时代,反映生物技术的新运用,必将成为实验发展的一种趋势。

二、由验证性实验向探究性实验转变

生物学实验不应成为知识的简单验证和再现过程,而应成为探究真理的一种创造性活动。由验证向探究转变是课程改革的一种趋势,这可从实验的“编排位置”和“叙述方式”上初见端倪。

1.编排位置。20世纪90年代的植物学、动物学、生理卫生、高中生物学,都是把寥寥的几个实验安排在教材末尾的附录上,生理卫生实验则是安排在每章的末尾,不难看出,过去的教学是把实验当作了知识的附庸,实验不过是知识的简单验证而已。2000~2001年的生物学教材则把实验安排在相应的章节上,体现了一种过渡。新课改下的许多版本的教材,则把实验安排在知识内容之前,学生往往是先做实验,后得出结论,最后形成知识。这种编排位置的改变体现了由验证向探究的转变。

2.叙述方式。验证性实验总是把实验目的、实验原理、方法步骤、实验结果等明明白白地写在实验内容里,学生一般只能按固定步骤循规蹈矩地操作,学生的创造性思维被禁锢了,实验兴趣荡然无存。新课改后的实验则带有很大的探究性,实验目的固然有,但实验方法和实验步骤却没有了,一般给出方法建议、推荐器材,学生可遵循“提出问题→作出假设→制定计划→实施步骤得出结论→表达和交流”进行科学探究,寻求正确结果。正是由于探究性实验在结果上的不确定性,学生的求知欲被激发,实验热情和兴趣陡然高涨,思维自由发挥的空间展开了,创新精神和实践能力同时得到很好的锻炼,这也许就是探究性实验的魅力所在,也是验证性实验向探究性实验转变的重要原因。

验证性实验向探究性实验转变,并不意味探究性实验完全取代验证性实验。验证性实验仍有自身优势,如学习的高效性等,因此它们将长期存在。

三、由重视实验结果向重视实验过程转变

课改强调培养学生的实践能力和创新精神,实践能力只有在过程中才能得到锻炼,创新意识也只有在过程中才能得到萌芽,而结果却是短暂的。

正如教师教学用书所说:“组织好探究活动,要特别重视探究的过程,而不是结论。因为提供给中学生进行探究性学习的题目,其结论是早有的,即科学上已有定论的。之所以还要学生去探究、去发现,是要让他们去体验和领悟科学的思想观念、科学家研究自然界所用的方法,同时获取知识。因此,其过程富含教育意义。在探究过程中要尊重其他同学的不同意见,鼓励学生的新发现、新见解或提出新一轮的探究问题。所有这些都是非常重要的,千万不要只关注结论的正确与否,甚至急于求得结论。”

重视实验结果,实质上注重是知识的传授。重视实验过程,注重的是对学生实践能力和创新精神的培养。在当今社会,重知识传承、轻能力培养的做法已明显不能适应时代的需要,因而,重视实验结果向重视实验过程转变是新课改的又一种趋势。

四、定量实验与定性实验并存

生物课程标准中明确写道:“在重视生物定性实验的同时,也应重视生物定量实验,让学生在量的变化过程中掌握事物的本质。”课程标准是编写教材的依据,它明确规定反映了课改的需要。同时,生物学的发展经历了一个由描述到实验、再到DNA分子水平的阶段,随着人类对生命现象和生命本质的不断深入研究,使得生物学实验决不可能停留在定性基础之上,定量实验会越来越显示出其重要性,因此,定量实验也是生物学自身发展的需要。此外,由于定量实验在测量上的准确性、思维上的严密性,使得学生在这种严谨的操作过程中能养成一丝不苟的实验态度和精益求精的实验风格,这对全面培养学生的科学实验素质大有裨益,所以,定量实验也是全面提高学生实验素质的需要。

基于以上三个需要,定量实验在各个版本的教材中悄然出现。尽管定量实验在数量上还不算多,但定性实验中也不乏定量操作的成分。“星星之火”有着强大的生命力,定量实验一经出现就将与定性实验长期并存,共同构筑完整的生物学实验。

五、注重实验的生态环保

新课改提倡“关爱生命、尊重自然、保护环境”,这在生物学实验中表现得淋离尽致,体现在: (1)明确要求学生爱护生物,保护动植物及其生存环境。(2)取消了伤害动植物和破坏生态环境的实验。包括采集和制作植物(动物)标本。(3)将实验后的生物放归大自然,强调了人与自然的和谐相处。如“探究鼠妇的生活环境”实验中有个醒目的框图:“做完实验后,别忘了把鼠妇放回适合它们生存的自然环境中”。以上这些,充分反映了人类对动植物的关爱和对生态环境的保护,注重了实验的生态环保。

六、注重实验的安全教育

教育部、公安部等十部门联合发布了《中小学幼儿园安全管理办法》。这种安全意识已渗透到教材的实验环节里,主要反映在以下几点:(1)实验器具的安全。现行初中生物实验,凡涉及利器,如刀片、解剖器材;危险品,如酸、碱等的地方都作了醒目的警示符号,提醒学生注意安全,防止意外事故的发生。(2)实验方法的安全。如加热方法中有直接加热和水浴加热,但水浴加热比直接加热安全,因此中学生物学实验全部采用水浴加热,避免直接加热带来的不安全因素。(3)实验过程的安全。特别是课外实验,各个环节都要充分考虑到学生的安全。青少年学生是未成年人,在实验室这样特殊的环境里,我们一定要把安全放在第一位,加强对学生的安全教育,防患于未然。