初中生物学实验与概念整合的教学

曹 娟 （淮南市龙湖中学民生校区 安徽淮南 232001）

《义务教育生物学课程标准》（2011年版）要求初中生物学教学要充分重视学生的差异化发展，在教学过程中要紧贴生活实际，使课程内容能较好地反映当代生物技术与科学的最新发展状况，教师要注重对中学生实践能力与创新能力的培育，促进中学生全面综合地发展。苏联学者维果斯基的相关理论指出，在对中学生的教育中应充分重视学生的最近发展区，教师首先要充分了解学生的知识水平，然后用科学的方式激发其潜能，使其通过学习超出最近发展区的水平，达到下一个发展区进行学习。多年的一线教育实践表明：将初中生物学实验教学与概念教学进行科学整合是达到该教学目标的有效途径之一。

1 研究初中生物学实验教学与概念教学整合的意义

初中阶段的生物学课程是开启学生自然科学探索的基础课程，其教学的主要目的是向中学生展示生命科学的基本特征，帮助中学生理解生物学概念，培育中学生的生物科学素养。初中生物学的概念主要涉及生命基本规律、理论与现象，对于学生未来学习生物科学及相关领域学科奠定坚实的基础与重要的支撑。而将概念教学整合到实验教学过程中，能有效改变学生掌握知识的方式，促使学生重视实验，并在实验过程中积极主动地将新、旧知识相整合，从而加深对生物学概念的理解和掌握。这样既能培养学生的观察、动手能力，又能提升学生的创新能力，拓展其思维方式，帮助其构建生物学科的知识体系。

由于种种原因，目前仍然有很多生物学实验课流于表面形式，部分学校、教师及学生只重视具体的实验操作步骤与既定的实验结果，通过实验课学生仅能收获一些散碎的知识及有限的实验操作技能，构建完整的生物学科知识体系也就无从谈起，严重影响到学生未来的发展。基于这种情况，思考如何将概念教学与生物学实验教学进行有机整合是非常有必要的。

2 实现实验教学与概念教学有机整合的方法

2.1 充分认识学生已有的认知水平 前概念是了解学生已有认知水平的最佳方式，通过对学生认知水平的了解，教师能更加有针对性地进行教学设计，以便于有效帮助学生构建相关概念。概念图是一种有效的可直观显示知识表征与结构的工具，它可将学生的思考过程与关联的知识合理地呈现，并帮助学生有效构建相关概念，促进学生提升知识水平；同时，也能促使教师更加清晰地认识学生的认知水平，为进行实验设计与建立相应的教学策略提供依据。

2.2 合理设计实验，帮助学生超越最近发展区

2.2.1 优化教学实验促进核心概念的理解 生物学核心概念的教学，要围绕概念设计运用贴近生活的各种典型事例为相应的生物学概念提供支撑，通过对生活实例的讲解和概括帮助学生建立相关概念，而实验教学能对概念的构建与理解起到非常关键的支撑作用。在实际教学过程中，教师对于不同的核心概念要采用不同的教学方法，可根据实际情况合理改进原有的实验方法，或创设新的实验操作方式，根据学生已有的认知水平编制相应的教学计划及目标，帮助学生超越最近发展区。

例如：“植物的生长需要无机盐”这一概念的教学，在教材已有演示实验的基础上，设计了简单、易懂的一个演示实验，帮助学生理解概念。

演示实验1：土壤浸出液与蒸馏水培养的幼苗长势比较（教材实验）。

问题1：幼苗的生长状况有什么不同？

问题2：幼苗的生长状况不同说明了什么？

演示实验2：（课堂延伸设计的演示实验）。将3滴土壤浸出液及3滴蒸馏水分别滴加在2个玻片上。

质疑1：滴加土壤浸出液的玻片上灰白色物质是什么？

质疑2：土壤浸出液与蒸馏水的区别是什么？

演示实验1为教材实验，为帮助学生更好地理解无机盐与水的区别，在课堂教学中又设计了演示实验2，学生通过对比、观察，总结土壤浸出液与蒸馏水的不同：玻片上的灰白色物质为无机盐，土壤浸出液含有无机盐，蒸馏水中不含有。

构建模型对于生物学核心概念的教学，也是一种行之有效的方法。“模型”是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性描述，这种描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具体的实物或其他形象化的手段，有的通过抽象的形式表达，模型的形式很多，在实践教学中主要有物理模型、概念模型、数学模型等。

例如在进行“肾单位的结构和功能”的教学时，将教材中平面的肾单位结构图，优化为立体的物理模型（图1）。教学过程中，组织学生紧扣自制的肾单位结构模型进行观察，借助多媒体演示尿液形成过程的演示，思考：1）肾小球、肾小囊具有哪些结构特点有利于滤过作用的完成？2）肾小管具有哪些结构特点有利于重吸收作用的完成？3）你能利用学过的知识对肾单位模型再加以改进吗？在了解肾单位的结构和功能的同时，学生强化了“生物体结构与功能相适应”的观点。

图1 “肾单位”物理模型

自制的“肾单位”物理模型，一方面能丰富学生的感性认识，激起学生极大的好奇心和兴趣感，另一方面化抽象为具体，让概念“活起来”，过程化、直观化地展示了肾单位的结构特征，鲜明、深刻地再现结构与功能相适应的本质特征。

2.2.2 运用概念优化实验教学过程 初中生物学教师在设计实验时可运用概念教学设置问题的教学模式，鼓励学生开展自主性研究实验，通过实验学生加深对生物学知识和概念的理解。教学前，在充分认识学生认知水平的前提下，教师可按照学生知识库的盲点和考点采用设疑的方式在实验中设立关键点，逐步对学生进行提示，引导学生一边操作一边思考，鼓励学生进行大胆尝试，提升其学习主观能动性。采用这种模式为学生营造出快乐、和谐的学习氛围，在提升学生积极性与主动性的同时，也拓展了其思维空间，有助于创新能力的培养。

此外，教师也可让学生预习生物学教材中的实验内容，由学生提出相应的盲点和疑问，并在实验操作中逐步验证和解答。这种实验教学方式可充分协调学生的动手、动脑、动口能力，提升学生在实验过程中发现问题、解决问题的能力，培养学生的实践能力与创新能力，全面提升初中学生的综合素养。对于某些理解性较强的生物学概念，教师可让学生自主进行实验设计，帮助学生对过程的探究，培育学生的理解性思维。

3 典型案例解析

本文以“开花与结果”作为典型案例，解析如何在教学过程中实现概念教学与实验教学的有机整合。

3.1 实验设计思路 本案例要解决的主要问题是：花是怎样形成果实的？被子植物如何进行受精作用是学生认识该问题的关键环节。对被子植物是如何进行受精过程的认识，不但是初中学生了解花是如何变成果实的重要前提，同时也能让学生更加清楚地理解这种仅有被子植物拥有的“经过花粉管传递精子并进入卵细胞的受精形式”，是目前被子植物可以在地球上广泛分布的主要原因之一。为了使抽象的受精概念直观形象地呈现给学生，促进其对核心问题的认识，笔者对实验进行了细微调整，增添了显微镜观察环节——用显微镜观察月季花花粉粒与花粉管。该实验环节的材料简单易得，一支玫瑰花完全满足整个年级的学生使用，且操作简便、易行。

3.2 教学片断 实验前，教师设置问题：当玫瑰花的花粉落到其柱头上之后，精子和位于雌蕊基部子房内的卵细胞还有一些距离，最终它们是怎样相遇结合形成受精卵的？让学生通过对实验的仔细观察验证自己的猜测。

3.3 实验操作过程

实验1：观察玫瑰花的花粉粒。步骤：首先取一支处于盛花期的玫瑰，将其花粉粒至于培养皿中并用蒸馏水或清水进行稀释。然后用滴管汲取经稀释之后的花粉液滴到载玻片上，并盖好盖玻片。将制作好的临时装片置于显微镜下进行观察。观查玫瑰花花粉粒的状态。注意，观察时要先用低倍镜，再用高倍镜。

实验2：观察萌发状态玫瑰花花粉粒的花粉管（实验前，教师要提前培养玫瑰花的花粉粒，使其产生接触雌蕊柱头时相似的变化）。

1）步骤：将单凹槽形载玻片洗净擦干，在其凹槽内用吸管滴上玫瑰花粉的培养液，盖好盖玻片进行观察，依然是先用低倍镜，后用高倍镜。

2）实验效果：通过实验，学生在高倍显微镜下清晰地看到花粉粒萌发的花粉管，清晰地认识到被子植物的受精过程是花粉粒内部的精子通过花粉管才能与卵细胞结合最终形成受精卵的。通过该实验，学生对“花是怎样形成果实的”这一概念有了更加清晰的认识。

4 结论

概念教学与实验教学皆是现代初中生物学教学的重要组成部分，将二者进行有机整合，可改良教学模式，帮助学生更容易地掌握抽象的生物学概念，增强学生的实验操作能力、实践能力与创新能力，提升教学质量与教学效果。但同时，这种模式的运用要求生物学教师拥有较高的专业素养水平。针对不同的生物学实验要采用差异化的概念教学方式，促进初中学生主动构建生物学知识体系，为其将来在生物学领域的发展奠定坚实基础。