例谈提高实验教学中学生参与度的策略

顾莹莹

(广东省中山市中山纪念中学 528454)

在生物学教学中，学生基础知识的获取、科学方法的掌握、探究能力的培养和科学素质的形成都离不开实验教学。由于高中阶段没有对生物学实验操作的考查，师生普遍对实验操作的重视程度不够。许多教师用课件讲实验、视频播实验来代替做实验，没有提供机会让学生参与实验，从而导致学生对参与实验热情不高、兴趣缺失。笔者通过教学实践和反思，总结了有效提高学生实验参与度的三个策略。

1 实行分层教学，贴近学生“最近发展区”

实验教学时，要求学生完成超出其操作能力的实验，学生会“不知道怎么做”，只能看着教师做，没有真正参与实验，长期以往会影响学生的学习自信心；反之，简单实验步骤的重复性操作，不利于提高学生的实验能力，操作较为熟练的学生会“不想做”，难以调动学生的学习积极性。教师在实验教学的备课过程中，应该关注学生的个体差异，充分分析学生已有实验知识和实验操作水平，以及通过教师指导可能达到的水平，找到学生的“最近发展区”，实行因材施教的分层次教学。

1.1 根据实验内容分层教学 对步骤较少、操作简单的实验，可采用独立式教学[1]：学生根据教材和实验指导进行预习，教师简要提出要求和强调一些关键步骤后，学生独立进行操作完成实验。例如 “用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”实验、“检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质”实验。

对步骤较多、操作繁复的实验，可采用分段式教学[1]：将一个实验分成几个阶段，教师讲清一个阶段的实验方法和注意事项后让学生独立操作，接着教师再讲第二阶段内容，让学生再独立操作。例如，“叶绿体色素的提取和分离”实验可分为色素提取、制作滤纸条和画滤液细线、层析法分离3个阶段；“探究酵母菌的呼吸方式”实验可分为探究有氧呼吸方式和探究无氧呼吸方式两个阶段；“低温诱导染色体加倍”实验可分为低温诱导、固定、有丝分裂装片制作3个阶段。

1.2 根据学生差异分层教学 由于实验基础和自身动手能力的不同，同一个班学生的实验能力存在较大的差异。教师可以通过问卷调查、教学观察、试题测评等方式了解学生的已有实验知识和操作水平，再根据调查结果实行分层教学。

例如，教材中有多个实验需要用显微镜观察，显微镜的使用基础很重要。在高中阶段的第一个实验“用显微镜观察多种多样的细胞”教学时，对从未用过显微镜的学生，可采取示范式教学：教师边讲解边指导学生实验，教师示范一步，学生模仿一步，让学生能初步掌握显微镜的结构和操作步骤；对有一定基础但操作不熟练的学生，可采取协助式教学：先让学生尝试独立操作，教师在学生碰到困难时再给予指导，帮助学生顺利完成实验；对熟练掌握操作步骤、能很快完成实验的学生，可采取拓展式教学：在学生独立完成教材实验的基础上，布置新的观察任务，如观察口腔上皮细胞在浓盐水和蒸馏水中的形态、比较菠菜叶上下表皮的异同等，让学生有更多实验成功的体会。

1.3 根据能力要求分层教学 全国高考考试大纲中对生物学科的实验和探究能力提出了4个层次的要求：①能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验；②具备验证简单生物学事实的能力；③具有对一些生物学问题进行初步探究的能力；④能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订[2]。教师在实验教学设计时，应该充分体现考纲思想并结合学生实验水平差异，实行分层次的教学，使学生的实验和探究能力得到逐层的提高。

例如，“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验，参考考纲的能力要求，可设计出难度递进的如下实验任务：①独立完成教材实验；②设计实验验证细胞死活；③验证KNO3溶液中植物细胞的质壁分离和自动复原；④设计实验测定细胞液浓度。实施过程如下：教师根据学生的实验能力分组布置任务，小组课前预习并讨论设计出实验方案，课上教师协助学生完成实验，全班汇总并讨论分析实验结果。

2 设计微型实验，将实验引入常规课堂

微型实验较普通实验具有省试剂、少污染、快速安全、便于操作等优点，有些微型实验在教室常规课堂中就可以实施。教师应充分发掘教材实验设计成微型实验的可能性，在课堂上为学生提供人人动手操作实验的机会。以下是两个微型实验的实施案例。

2.1 叶绿体色素的提取与分离实验 该实验的目的是验证叶绿体中色素的种类和各种色素的颜色。学生对分离色素的过程和结果尤其感兴趣，但繁琐而复杂的提取色素和画滤液细线过程常让学生“望而生畏”。课堂上教师通过简化这两个过程，让学生重点操作层析分离，在短时间内能获得较好的实验效果。实施过程如下：①学生2人为一组，教师给各组分发材料用具：新鲜菠菜绿叶、1分面值硬币、滤纸条、装有层析液的带棉塞试管；②将滤纸条一端剪去两角，并在这一端1 cm处用铅笔画一条细的横线；③用硬币的锯齿状边缘稍加用力的在菠菜叶面上划线，硬币边缘的锯齿槽内就填满了破碎的叶肉细胞，再将硬币沿铅笔线画到滤纸条上，重复2～3次；④将滤纸条放入装有层析液的试管中层析；⑤观察并分析实验结果。这样的实验简化了操作步骤，在10 min内可完成整个实验。

2.2 果酒和果醋的制作 “果酒和果醋的制作”是密切联系生活，能激发学生参与热情的实验。该实验的发酵周期较长，无法在一节课内完成，而常规教学是教师先在课堂上讲解实验步骤和注意事项，再布置学生回家实践。如果能在课堂上教师边讲解、学生边操作，教学收效会更大。实施过程如下：①学生准备材料用具：1瓶未开封矿泉水、1小串葡萄、1个盛水的容器；②打开矿泉水瓶，用里面的矿泉水冲洗葡萄(教师在该步骤提出思考问题：应该先冲洗葡萄还是先去除枝梗？葡萄可以用洗洁精或浓盐水来清洗吗？为什么)；③将葡萄去除枝梗、徒手捏碎、装入矿泉水瓶至2/3容积(教师在该步骤提出思考问题：为什么所用的发酵容器矿泉水瓶不用清洗消毒？能否只取葡萄果肉而将果皮丢弃？为什么不将矿泉水瓶装满)；④课堂上的操作步骤完成后，教师说明后续步骤：每天定时将矿泉水瓶盖拧松放气2～3次，不要完全揭开瓶盖。果酒制成后，若加入适量醋酸菌，并适时通气，可继续发酵为果醋。如此以实验操作为主线，将实验细节和注意事项以问题的形式穿插其中，使学生的动手和思维能力都得到锻炼。

3 设立评价标准，激发学生探究积极性

高考中对实验知识的考查不仅局限于教材实验，新背景材料的探究性实验更能体现创新能力、实验设计能力和运用生物学知识和方法解决实际问题的能力。在探究实验教学中，由于条件和时间的限制，很多实验无法让学生动手操作，只能“纸上谈兵”，学生容易觉得枯燥乏味。如果教师在学生探究过程中适时给出评价，就能有效激励学生参与探究。根据实验探究题的常见考点可设计如下实验方案评价标准(表1)。课堂上，教师可以先布置学生以分组合作的形式完成实验方案的设计，再依次点评并按评价标准为每个小组评分。也可以由教师提供一份实验方案，师生共同讨论分析对该方案进行评分。如此用量化的评价标准来引导学生探究，能有效激发学生的探究积极性，并活跃课堂气氛。

表1 实验方案评价标准