英国“光合作用”一节实验教学中的文化特色

华激文

(江苏省天一中学 无锡 214101)

在江苏省教育厅组织的赴英生物学骨干教师培训期间，笔者有幸深入课堂观摩了一些中学科学课(主要是生物学)，零距离地体验了英国中学生物学实验教学过程，感触颇深。中国和英国在中学生物学教学方面存在着一定的思维和方法上的差异，一个侧重基础知识的积累及运用，传道解惑、教法灵活高效；一个以学生实践为主，注重个性培养，提倡应用能力，教法细致创新[1]。

本文以英国曼彻斯特一所私立中学“光合作用”一节课的生物学实验教学实录为例，从“科学中的语文能力、科学中的思维能力、科学中的创造能力和科学中的安全能力”4个方面阐述该校生物学教学的文化特色，期望对我国的中学生物学教学，特别是对资优学生的创新教育有所启发。

1 科学中的语文能力

英国科学(生物学，下同)教师极其重视学生科学教学中语文能力的培养。在光合作用实验课上，为了探究光合作用释放氧气，教师给每个小组的学生提供了教师自己制作的计划表格2份，让学生先自主讨论： 你的计划？

计划表格1中主要填空项目有(表格略)： ①计划；②我们在研究；③我们可以改变；④我们可以测量/观察；⑤我们将改变变量；⑥我们将测量/观察因变量。

计划表格2中主要填空项目有(表格略)： ①我们的问题是：；②我们应保持一致；③实验过程中，我们需要观察测量哪些指标？④当我们改变自变量时，因变量将会发生什么变化？⑤原因是：。

以上对光合作用实验课的教学设计可以清晰地展示该教师通过计划表格，培养学生阅读和表达交流的能力： 如何提出问题、作出假设、设计变量和排除无关变量的影响，从而一步步走向实验成功。实验教学的思路是： 首先，让学生明晰光合作用的原理、目的；其次，才是讨论与表达实验方案的设计、实验变量的控制、实验结果的测量与定量分析等。

对于目前缺少阅读时空、语言表达有待提高的中学生来说，这种科学中语文能力的培养方式，通过教师的讲解是无法替代的。在“大声”的表达中，“由声”入情、“以声”入境，这种良好的讨论交流模式，把话语权转给学生，培养学生用“说”的方式来进行实验设计： 讨论环节清晰、任务导向明确和实验操作高效，学生在交流讨论中触摸文字之美，思维碰撞中体验自然科学之美。

2 科学中的创造能力

英国实施小班教学，虽然有统一的国家教育纲领与课程说明。但是，教师对教材的处理有较大的自主性、灵活性。在“光合作用释放氧气”一节的探究实验课上，英国的教师给每个学生小组只提供了不同瓦数的若干灯泡、插座、直尺、夹子、试管、金鱼藻和天竺葵等实验器材，实验方案与步骤需要每个小组在交流讨论的基础上自行创造并设计实施。

明确任务后，教师首先引发学生思考。问题是： ①一些无关变量应保持一致(等量原则，请举例：)；②实验过程中，需要观察测量哪些指标？③当改变自变量时，光合作用结果将会发生什么变化？④实施金鱼藻光合作用实验时，自变量发生改变时，随之测到的因变量也发生变化，需要通过测量哪些因变量，来获得证据？

在实验方案的设计中，对于光照强度(自变量)的控制，学生讨论结果差异较大。有的小组用灯光和试管的距离来控制光照强度，有的则选择不同瓦数的灯泡来控制光照强度。导致每个小组对于无关变量的控制方式也不同。

另外，每个小组对于生物信号的采集与处理(因变量)的方式也有差异： 有的用单位时间内，释放气泡的个数表示光合作用强度，有的则用收集的气泡的量来表示光合作用强度。学生讨论想象的力量是巨大的，这样的探究实验课，生物学知识是生动鲜活的，是真正意义上的学生探究实验。

3 科学中的思维能力

英国中学科学的教室是固定的，由每位教师自己设计布置教室，因而学科特色浓厚。每位学生按照个性差异选课，走班上课。因而，每位学生的课表都是不同的。

在光合作用的实验课中，学生进行“影响光合作用强度的环境因素”一节的探究实验，教师在教室里摆放了天竺葵、金鱼藻等各类绿色植物，要求学生根据实验方案“选择自己的仪器设备及实验材料，确定回答一个科学问题的适当方法”，针对有限的实验器材(试管、直尺等)，学生经过思索，大都放弃了天竺葵，选择了金鱼藻。他们认为，金鱼藻体积小、可放在试管中培养观察，易于操作，实验现象容易观察。

接着，该教师要求学生，以自变量为横坐标(改变条件： 如光照强度)，因变量为纵坐标(测量结果： 单位时间气泡的产生数量等)，画出曲线图，呈现/展示实验结果。实验结果记录表中主要填空项目有(表格略)： ①呈现结果：；②测量的因变量；③标题；④改变的自变量。

这里，教师适时地抓住学生思维的“火花”： 是不是光照强度越强，光合作用释放的氧气越多呢？鼓励学生进行探索，通过实验探究比较，学生发现光合作用释放的氧气(气泡)并不是无限增多的，为什么呢？以此创设情境，激发学生强烈的好奇心，让学生进行深入地反思，影响光合作用强度的因素有哪些？光合作用释放的气体出现误差的原因是什么？教师鼓励学生大胆质疑、发表见解和展开讨论，在真实的问题情境中帮助学生主动建构光合作用的知识体系，学生在做中学、学中做，有效地培养了学生的科学思维。

随着实验的开展，实验材料的选择、方案的设计、结果的记录、学生主动参与、亲身体验、交流分享、理解与领悟了“光照强度对光合作用强度影响”的一些科学知识，这样的生物学实验探究课堂，对学生视野之开阔、思维之启迪和创新欲望之激发等各方面都产生了积极的影响，在学生的心灵深处留下了深深的烙印，为提升学生科学思维提供了台阶。

4 科学中的安全能力

生物学是一门以实验为基础的学科，科学研究从现象到本质、从定性到定量，如何在生物学实验教学中防微杜渐、未雨绸缪，培养学生在实验安全问题上“勿以患小而为之”的意识呢？

该校教师说，第一次走进生物学实验室，每位学生都会收到一张“实验室安全须知”的漫画(图1)，该漫画栩栩如生，惟妙惟肖，目的是告知学生： 在科学实验室里你会找到实验室安全须知，它们的存在是为了你们的安全。该漫画显示了一个没有安全须知的实验室，教师请每一位学生仔细观察，并指出实验室里存在的所有问题。

图1 实验室安全须知漫画

在实验课上，学生眉飞色舞地依次指出漫画中存在的一些安全问题，教师则在关键处适当地点拨，所花时间虽然不多，效果却出奇的好。漫画涉及的安全问题学生不仅一目了然，而且主动将其与相关知识融会贯通，此法可谓“四两拨千斤”。

拿着这张实验室安全漫画，亲眼目睹了英国教师对于实验室安全教育的趣味训练展示，对比国内学校生物学实验室墙角静静贴着的“生物学实验室安全守则”来说，深感英国科学教育中安全能力培养的魅力所在。

英国的科学教育特别重视细节，运用实际操作体验来完善学生知识结构，师生的实验安全防卫意识都比较强，他们严谨细致的教学风格给访学者留下了深刻的印象。该校实验室安全教育的方法灵活多样，教师除了绘制一些漫画来对实验室不该出现的现象作出解释外，还会录制一些安全教育的视频，来强调实验安全的一些细节问题。

如果我国的中学生物学教材内容以及实验课，也能关注每一个实验安全细节，并在教师的引导下落实实验安全要求，相信学生的实验安全能力会在潜移默化中得到较大的提升。