素养育人 教师先行

【摘要】本文论述提升初中生物教师实验教学技能的途径，从提升教师的实验操作能力、实验教学设计能力、实验说课能力三个方面提出一系列可行建议。

【关键词】初中生物 实验教学 技能提升 教师发展

实验教学是培养学生生物学科核心素养的重要途径，生物学科核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。中学生物教师的实验教学技能主要包括实验操作能力、实验教学设计能力和实验说课能力。教师实验操作水平直接影响着学生科学思维、科学探究能力的提高，教师的实验教学设计能力直接影响学生各项核心素养培养目标的达成，实验说课能力影响着教师个人的学科专业素养的发展，进而影响着素养育人工作。下面笔者从提升实验操作能力、实验设计能力以及实验说课能力三個方面详细论述提升初中生物教师实验教学技能的途径。

一、实验操作能力的提升

（一）实验操作规范

实验操作规范是指正确使用实验仪器设备，成功完成实验步骤等。实验操作规范是教师的基本功。初中生物实验主要是显微镜观察实验，要求规范操作单目光学显微镜和制作临时装片。广西各地市的初中生物教师大多数是非生物专业教师，尤其是在县级乡镇初中学校，各级教师培训的内容很少涉及实验操作的内容，教师在教学演示中难免会出现不规范的操作。实验操作不规范主要表现为如下几个方面：一是显微镜的安放和镜头使用不规范，如单手提取显微镜，单手握住镜头转动物镜，直接用高倍镜对光观察等[1];二是临时装片的制作过程不规范，如在取材这一环节，用手撕取洋葱鳞片叶的紫色外表皮，导致叶肉也被撕下而影响观察表皮细胞的效果，没有漱口就刮取口腔上皮细胞，导致视野杂质过多影响观察上皮细胞等。教师要想避免出现实验操作不规范的现象，首先要养成科学严谨的教学态度，要在理解生物学实验操作原理的基础上，多动手实践，逐步掌握实验操作要领和技巧。

（二）成功完成实验

成功完成实验是指实验结束时能看到预期的现象、获得有效的实验数据和结论。教师成功完成实验除了需要规范操作，还需要进行预实验（预实验是指在实验课前进行的预备性实验），通过预实验事先研究教材所提供的实验条件、实验操作的科学性与可行性，再进一步摸索更优于教材或更符合本地区、本校教学条件的实验教学设计。

例如人教版生物七年级上册实验“绿叶在光下制造有机物”，教材建议用盆栽天竺葵进行实验。天竺葵在广西的种植数量不多，价格高，植株大操作麻烦，教师通过预实验发现校园周围到处生长的多年生草本植物醡浆草的叶片脱色时间很短，脱色后叶片接近白色，脱色对比效果大大优于天竺葵，且采集成本低廉，叶片小易于学生操作。如此一来，实验的成本大大降低且实验现象依旧明显，运用学生熟悉的材料开展实验更有助于提升学生的积极性。

在教材中还有一些探究性实验，没有明确的实验假设和实验条件，更需要教师进行预实验。例如人教版生物八年级下册最后一个探究实验“探究烟草浸出液对水蚤心率的影响”，教师通过预实验发现学生既可以设计定性实验又可以设计定量实验、定量实验设计存在的主要问题、本节探究实验适用的酒精浓度范围等，因此，教师在实验教学中将引导学生设计定量实验作为教学重难点，组织全班讨论各组设计的定量实验存在的问题并修订，使学生进一步理解如何控制单一变量这一学习难点，然后再实施全班动手实验，使学生在初中生物最后一个实验中收获满满。教师通过预实验不仅可以提高自身的实验操作水平，还可以发现教学新素材，丰富教学资源，提高实验教学的有效性[2]。

二、实验教学设计能力的提升

（一）理解课标要求可减少实验教学设计的盲目性

《义务教育生物课程标准》（2011年版）指出，要使学生通过课程学习“初步具备生物学实验操作的基本技能、一定的科学探究和实践能力，养成科学思维的习惯”，在实施建议中提出“实验教学既是一类探究活动，也是生物学教学的基本形式之一”，“应鼓励学生参与实验设计”，“也应重视定量实验，让学生在量的变化中了解事物的本质”等。因此，实验教学不能缺失，无论是教师演示实验还是学生分组实验，学生都应是实验教学的主体，教师既要引导学生利用实验结果（实验现象和数据）构建核心概念形成生命观念，又要重点培养学生的科学思维和科学探究能力。

（二）实验教学的设计要符合课标对实验教学的要求

科学探究的一般过程为：提出问题——作出假设——设计实验——实施方案——观察记录——讨论得出结论——进一步深入实验，以帮助学生理解和发展科学探究能力为目标的教学流程应包括：教师创设问题情境，学生发现问题提出假设，小组合作设计实验，师生交流完善实验设计，学生动手实验，小组交流展示，师生、生生评价，教师设计实验导学案引导学生完成各环节的学习任务。例如在人教版生物八年级下册实验“探究酒精对水蚤心率的影响”教学中，由于教材没有明确给出具体的实验步骤以及探究实验试剂的条件等，于是本实验既可以设计成定性实验又可以设计成定量实验，是培养八年级学生实验探究能力的一个重要实验。但是有的教师为了便于管理，常常将其设计为统一实验：教师提出问题——教师讲解实验原理和目的——教师演示或播放实验步骤视频——学生按照模式分组操作实验——教师巡堂指导——教师小结、学生完成课堂练习。学生以模仿学习为主，以获得教师的预期结果为主要目标，自主探究能力和实验思维没有得到很好的训练。有的教师把实验步骤分解成片段动作，“牵着”学生一步一步地模仿教师动作直至完成实验规定的流程，这样更不利于培养学生的科学思维和科学探究的素养。教师应先引导学生分组讨论，对探究关于“酒精影响”的问题提出具体的假设，如“酒精可使心率加快”“酒精浓度大于××浓度时会导致心跳停止”“持续高浓度酒精作用××一段时间后心率不能回复正常”等，学生在假设的过程中，尝试进行定量实验设计，符合课标“在重视定性实验的同时，也应重视定量实验，让学生在量的变化中了解事物的本质”这一实验教学要求;接着，教师进一步引导学生小组合作设计对照实验，开展全班小组间相互质疑、答辩和完善实验步骤，如在选择清道夫替代水蚤的实验教学中，引导小组间讨论实验设计的关键问题：“一只清道夫的实验组如何实现实验重复性避免偶然性——以多个（次）小组的实验数据平均值作为实验结果。”“如何进行不同浓度的酒精处理——在老师预实验选定的范围，设计5个浓度梯度组进行对照实验。”“如何观察记录——将浸泡过酒精的棉花覆盖在清道夫背部，观察记录清道夫透明的腹部中心脏跳动的次数。”等等。在学生科学思维达到预期水平后，师生共同选择一个能在课堂上完成的探究实验进行分组实验操作。分组实验结束时，各小组交流实验操作中控制各种实验变量的技巧以及观察、记录、分析班级实验大数据（均值）的技巧，实验结果对健康生活的启示等。学生在这样的教学过程中，能全身心地参与设计实验和操作实验过程，会产生许多创新实验的点子，如提出用更简易材料做实验、优化教材的实验装置等，还学会将实验结论应用于生活生产实际，学生的生物学科核心素养得到了一定程度的提升。

（三）运用现代教育技术的优势提高实验教学的效率

将现代教育技术与实验教学有效整合，可优化学生自主探究实验，可引导学生进行实验数据的定量分析和模型建构等活动，使学生的科学思维和科学探究能力得到充分的训练。

例如在人教版生物七年级探究实验“二氧化碳是光合作用必需的原料吗？”教学设计中，教师运用氧气传感器测量并记录氧气（光合作用产物）浓度的变化数值，通过网络软件进行同步处理，形成不同浓度的二氧化碳对植物光合作用影响的数据模型——坐标曲线图，使学生初步掌握定量分析的研究方法。有的教师将希沃白板、希沃授课助手以及手机三合一使得学生实验结果可视化以促进全班经验交流分享。数码显微镜现已进入中小学实验装备目录中，各初中现用的单目光学显微镜将逐步地被数码显微镜取代，教师要将初中观察类实验教学重点从如何使用光学显微镜观察标本转移到如何利用数码显微镜开展数字化教学，从是否看到标本的低阶学习转移到对标本的观测、拍照、录像、构建模型等高阶学习活动。

三、实验说课能力的提升

说课是教师的专业技能之一，说课也是青年教师专业成长的一条重要途径。每年各级教学装备行政管理部门和教育学会都会举办实验说课比赛，为青年教师展示实验教学改革成果提供平台。笔者认为，提高实验说课水平要从三个要素入手。

（一）“有神”

“有神”是指说课要有教育教学理论依据。制订教学目标要站在生物学科核心素养的高度，侧重培养科学思维和科学探究两个方面，也要兼顾生命观念和社会责任的培养。要分别阐述教学活动创新设计的理论依据和实验内容方法创新设计的科学依据，可以以流程图的形式，整体与局部相结合依次阐述。重视阐述实验改革作品的科学依据及其使用的局限性。有的教师在展示设计的创新实验装置时常常因忽略其科学性而被质疑，如某教师展示用塑料瓶和注射管组装的血液循环模型，没有制作真实的结构所具有的防倒流装置，在演示血液流动时出现血液倒流而被质疑装置设计的科学性。

（二）“有新”

“有新”包括教学活动设计理念创新和实验内容方法创新两个方面，“有新”建立在科学合理的基础上，笔者曾在《创新实验设计 优化实验教学》一文中详细阐述如何进行创新实验教学设计。只有教学活动创新而无实验内容创新，或者有实验内容改进却仍是“老师一人堂实验”的教学设计，都不符合教学改革的要求，不会获得高分。说课“有新”不仅要阐述创新做法，还要利用课堂教学视频或图片，以及学生成功操作实验并展示、学生提出改进方案、改进前后的实验装置比较、改进前后的实验现象对比等内容生动形象地展示创新带来的教学效益。

（三）“有型”

实验说课的“有型”除了要求教师的课件设计、语言表达要简洁明了和亮点突出，还要求教师现场展示实验操作要“有型”。实验操作“有型”是指教师介绍创新装置简单明了、创新实验的关键步骤操作规范、实验现象明显等，这对教师的实驗操作基本功是一个考验。如果参加说课比赛教师平时没有深入实验教学研究，只为参赛而临时表演就很容易暴露问题，如紧张导致操作错误进而实验失败等。教师可以利用现代教育技术提高展示的效果，如利用希沃手机投屏展示实验结果等。

实验操作能力、实验教学设计能力和实验说课能力三者密切相关，共同影响着生物学科青年教师的成长，生物学科青年教师应注重提高自身的学科素养，在实验教学实践研究中点燃创新的火花，实验教学能力才会不断提高。

【参考文献】

[1]徐永强.浅谈生物实验教学中的规范操作[J].中学生物学，2009（9）

[2]崔鸿，张秀红，李娟.中学生物学教学设计[M].北京：高等教育出版社，2016

作者简介：曾哲（1971— ），女，广西玉林人，高级教师，教育硕士，南宁市学科带头人。研究方向：中学生物教育教学。

（责编 刘小瑗）