例谈生物学实验创新设计的体会

　　摘 要：实验教学要注意领会实验的意义，不能背离课程理念，否则会出现各种疏误。结合新课程理念，提出了生物学实验创新的几点体会。
　　关键词：生物实验；创新设计；课程理念；实验分析；疏误
　　
　　湖南省郴州市教育装备处2010年下学期举行了第二届中学生物学教师实验技能比赛，鼓励参赛者进行创新设计或对教材实验进行改进。多数参赛者在实验的创新设计或改进方面有良好的表现，也有部分教师由于对课程理念、课程标准和实验目的认识不足而在创新设计方面出现疏误。对参赛者的疏误进行反思，笔者总结出生物学实验创新设计的几点体会。
　　一、对实验的改进要符合课程理念
　　教材安排的“探究馒头在口腔中的变化”实验，有利于学生获得真实的生活体验。有位教师将此改为“探究α-淀粉酶对馒头的消化”并陈述了改变的理由，理由是“学生取唾液感觉恶心”和“唾液因人而异增加了一个无关变量”。但这一“改进”及其理由未得到评委的认同。评委点评时坚持这个实验应该使用唾液，并提出同一小组学生的唾液混合后再使用可以避免“因人而异”的可能差异，还建议教师应该设法消除学生取唾液感到恶心这一可能的心理障碍，培养学生的科学态度，使学生获得真实的体验。
　　把“探究馒头在口腔中的变化”改为“探究α-淀粉酶对馒头的消化”、把“同样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度”改为在实验室进行的模拟实验。这类“改进”都忽视了探究的真实，背离了新课程理念。本来容易做的实验或实习，遇到一点本可以克服的困难，就对实验目标与实验操作大打折扣，课程标准“倡导探究性学习”的基本理念将如何落实？
　　二、领会原实验操作程序的含义，才能设计出好的实验教学方案
　　教材安排的绝大多数实验有其科学含义，如“探究鼠妇对光的反应”。因为鼠妇受惊可能会假死，实验中容易受到声音的干扰。故教材建议每班分6～8组、每组测10次，全班一共测60～80次，得到的实验结果是能够排除干扰而可信的。“多次测试”这一环节是统计学基本方法，承载有探究实验方法训练的目标。有的教师用“探究鲫鱼对氧气的反应”替代“探究鼠妇对光的反应”，这一替换忽视了原实验训练学习排除干扰的实验方法的目的。因此，教师对教材安排的实验进行改变，要先进行教学研究，只有掌握实验原理、方法，理解实验的目的与意义，才能设计出好的改进实验的教学方案。
　　三、严谨的实验分析是增强实验课教学有效性的保障
　　实验教学的实验分析环节，是培养学生科学思维能力的重要途径，教师应该以适当的方法引导学生严谨地进行实验分析。
　　新教材对“探究种子萌发的外界条件”实验做了改进，但部分教师仍然采用类似旧教材的装置图进行演示讲解。在演示过程中仅对实验条件和结果作简单陈述后就轻率地下结论：“只有A烧杯中间的种子萌发，这个实验说明种子的萌发要同时满足3个外界条件：一定的水分、充足的空气和适宜的温度”，这犯了笼统作出结论的错误。
　　有的实验，其总结论由几个分结论组成。分析这类实验时，要先逐项条件分析得出一一对应的分结论，再推导出总结论。如果对种子萌发条件的实验简单分析为“A1缺水、A3缺少空气、A1～A3温度适宜，所以，种子萌发所需外界条件为水分、空气和适宜的温度”是粗浅的，应该引导学生对比分析，即：A1与A2对比后导出水分条件，A3与A2对比后导出空气条件，B2与A2对比后导出温度条件，最后小结。引导学生对比分析，可使学生既理解实验结果又了解对比实验原理。严格的对比分析导出的结论才最可靠，若将B1与A2对比，就不能肯定B1不萌发是水分的影响还是温度的影响。由此可见，在做实验分析时，笼统地作出实验结论有失严谨，是不利于培养学生科学思维方法的。如果将七年级上册“植物呼吸作用的演示实验”3个相关小实验合为一套装置，不要忘了分步设问或提问引导讨论分析结果。其实，初一学生的科学分析能力较低，采取逐项分析、逐步推进的方法有助于低年级学生认识科学事实和科学原理。
　　在教学中，实验分析是教学方法、思维方法和科学知识的综合运用，是启发学生思维与发展学生能力的重要途径，实验分析的任何疏忽与失误，都是同素质教育的原则与目标背道而驰的。因此，教师应认真、科学、有效地引导学生进行实验分析，还应设置新颖的实验情境训练学生，使实验分析成为实验教学过程中的点睛之笔。
　　四、学生分组实验的可操作性是针对全体学生而言的
　　有位教师做“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，为了在实验创新设计方面有所作为，改用排水法比较产生氧气的速度。原实验操作方便，只需观察气泡的产生情况即可，实验现象明显可靠。如果非要追求完美的量化，就只会越弄越复杂。虽然设计是科学的，但自身在演示操作过程中因气密性问题出错而未成功，繁琐的操作怎么面向全体学生？由简到繁的“实验改进”是不可取的。
　　总而言之，成功的实验教学，应该是在课程理念与教育教学原则的指导下，在掌握实验原理、方法，理解实验目的与意义的基础上，才能够实现的。
　　（作者单位 湖南省郴州市）