生物实验选材能力培养的教学策略研究

浙江 胡冬燕

一、问题的提出

生物科学是自然科学中的一门基础科学，其实践性很强。生物实验是中学生物教学的基础，也是教学的灵魂。实验材料是否正确选择和是否恰当处理，直接关系到实验的成功与否。

生物的实验与探究能力是高考的重点考查内容，包括对实验器具的使用，实验材料的选择和处理，实验目的、原理、方法和操作步骤等的考查，所以生物实验选材能力的培养对于提高学生的生物实验水平具有重大意义。

（一）教学误区促成典型错误，提高学生实验选材能力迫在眉睫

实验题主要考查学生如何选择合适的实验材料和相关试剂进行培养并完成实验设计。教师在阅卷中经常会看到这样的答案：“将细菌置于培养瓶中培养”，写出此答案的学生比例不小；还有学生回答“对细胞搅碎处理”“分离”“涨破”等（如图1）。学生重做高考题，错误答案相似，典型错误凸显。

图1 高考实验设计题典型错误展示

从学生的答案来看，以上示例中的选材、培养等操作形成错误看似只是一些细节性的小问题，其实不然，这是不同班级、不同学校的学生甚至有些教师都会出现的错误。从多年的阅卷反馈来看这个问题已经是一个不容忽视的典型错误。

从出现的典型错误反思日常实验教学，教师往往在实验教学开始之前就已经将实验材料准备好，不需要学生根据实验要求进行筛选。甚至有些时候教师迫于教学进度要求，为了节省时间，直接将培养好的材料提供给学生，学生只需要按照设计好的步骤加试剂，进行后续的实验流程。

这样“走流程式”的实验教学对于学生来说并没有起到实验探究的作用。教师的日常教学走不出这个误区，学生实验能力的培养就无法实现，因为实验的起点是实验材料的选择和培养，选材的正确是实验成功的第一步，若是实验的第一步错误，必然会影响接下来的实验设计，所以提高学生实验选材能力已经迫在眉睫。

（二）实验设计得分堪忧，提高学生实验选材能力很有必要

实验设计类型题得分率普遍较低，大部分学生对实验设计题已经逐步失去信心。实验设计题的得分率不高，高分段人数也少。实验设计题的高错误率让学生害怕去做实验题，而且平时做题的时候学生也多是为了完成任务，草草了事，这样下去将会出现恶性循环，解题有效性会越来越低。

二、教学策略研究路径

建构主义认为，知识不是通过教师传授得到的，而是学习者在一定的情境下，借助获取知识的过程，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式获得的。教师要以学生为中心，在整个教学过程中教师起到组织者、指导者、帮助者和促进者的作用，利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，最终达到有效地实现对当前所学知识进行意义建构的目的。

在“选考”生物教学中，开展生物实验选材能力培养的教学策略研究是十分必要的，笔者通过实践证明在班级开展实践活动是可行的。在教学策略研究过程中，笔者从引起学生重视、形成良好氛围、动手实践操作、应用拓展延伸等方面有策略地开展实践活动，并设计了以下研究路径（如图2），且在实际研究中加以补充和调整，形成具体的实践过程并获得了相应的实践成果。

图2 生物实验选材能力培养的教学策略研究路径

三、教学策略的实践过程

实践活动是一种很好的突破教学误区、矫正典型错误的有效方法。行为主义者认为，学习是刺激与反应之间的联结。将行为主义学习理论应用在学校教育实践上，就是要求教师掌握塑造和矫正学生行为的方法，为学生创设一种环境，在最大程度上强化学生的合适行为，消除不合适行为。

在教学实践中，应用行为主义理论指导教学，先通过展示介绍提高学生对实验选材的重视，再创设相应的教学环境，给予学生主动学习、探究的机会是提高学生实验选材能力的一种有效方法。

（一）关注经典实验的材料，感悟实验选材的重要

在日常课堂教学中，学生可以接触到很多成功的经典实验，一般会比较关注实验的结果以及实验结果带来的影响，往往忽略了科学家对实验材料的选择。因此在进行生物科学史的实验展示教学时，教师需要适当强调科学家对实验材料的选择（如图3），以及材料对实验的影响，关注选材正误与实验成败的关系。

图3 关注实验材料的正确选择对实验成败的重要性

通过关注这些伟大科学实验的成功离不开科学家合理地选择实验材料，学生可以感悟到实验选材的重要性，并在今后的学习中，能主动重视实验的选材。

案例：孟德尔杂交实验材料——豌豆；赫尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌实验材料——噬菌体

通过在课堂中分析实验材料与实验成败的关系，学生能深刻认识到一个实验的成功离不开实验材料的正确选择，同时感悟到实验选材能力提高的重要性，并表现出自我提高的强烈愿望。

（二）创立教室“生物角”，渗透自主选材的培养

情境教学理论认为良好课堂情境的创设，可以引发学生的新鲜感，使学生的大脑皮层兴奋，激发学习热情，培养学生的思维能力。创设观察、实践的平台，贴近生活，在潜移默化中起到学习的作用，学生可以近距离观察、接触，激发了他们的好奇心。

在班级教室创立“生物角”，当有人在教室的角落摆放了适当的植物，学生会主动承担培养责任，并观察植物生长变化。培养的植物，在不同时期可以作为不同实验探究的材料，在课堂教学中，可以让学生分组根据实验目的选择教室中的素材进行实验设计，并提供相应的仪器进行初步实验探究。

随着学习的深入、教材活动开展的增多，学生越来越善于观察日常生活中的生物，并发现问题。同时会习惯性地比较不同生物的特点，适合用于探究何种实验，利用教室里相关的材料进行探究，为进一步提高生物实验选材能力奠定了基础。

（三）制作开发实验模型，提高自我选材能力

在课堂实践中，许多经典实验无法重现，但实验设计的思路和实验探究的思想却是十分有价值的。在课堂教学中，可借助模型进行教学，模型具有直观教学的作用，模拟经典实验过程也是十分可取的做法。

指导学生制作实验模型，这将极大地提高学生的积极性和学习参与度。学生在制作模型的同时，会不断思考实验的目的需求和实验的可操作性，在这个过程中，学生的实验选材能力得到进一步提升（如图4）。随着实践的深入，学生开始尝试独立完成实验材料的制作，并开始创新，设计出许多富有创造力的实验材料模型，并将其应用于实验探究，这进一步有效地提高了学生的实验选材能力（如图5）。

图4 学生协助制作的细胞模型，并用于课堂实践

图5 学生自主制作的卡片模型及笔、笔芯模型

案例：自由组合定律/减数分裂—细胞、染色体模型（合作完成）

通过模型展示，模拟实验过程，学生普遍感觉更加能理解相关知识，而且深刻体验到实验的重要性，更可喜的是学生更加愿意以实验的方式来解释科学知识。在高参与度的实验过程中，学生的实验设计能力得到进一步内化和提升。

（四）融入选修课堂探究，拓展实验选材能力

在教学实践中，开设生物实验相关的选修课程，也是提高并完善实验选材能力的有效途径之一。在学生了解了一定的生物学相关知识后，组织学生进行实验探究，并进一步进行实验实践，学生动手操作之后，感悟和提升很大。

笔者所在学校开设了“微生物与桐庐民间发酵食品”综合实践类选修课，在课程中学生利用提供的实验材料进行发酵培养，并进一步制作相关食品（如图6）。学生通过发酵培养，领悟到实验材料培养的特殊要求以及环境因素改变会对培养结果造成影响，体会到实验材料选择的重要性。在不断强化训练的过程中，学生不仅提高了自身的动手能力，更能逐步完善实验选材能力。

图6 选修课程中利用发酵培养酿造米酒过程

四、教学策略的实践成果

经过一段时间的实践教学，实践班级的课堂表现和教学效果在平行班级中表现更加突出。从课后检测以及相关统测的成绩反馈来看，学生的选材能力有所提升，从而实验题的得分率也有相应提高，这更加激励师生继续开展实践研究，并向平行班级推广，希望能创新生物实验教学，更能进一步促进师生共同发展。

（一）营造浓厚的实验探究氛围，在日常学习中提升了选材能力

随着实践的开展，学生在日常学习中逐步养成了乐于观察、勇于探究的实验精神，且会根据发现的现象，提出相关实验问题，并寻找合适的实验材料进行研究。教师办公室（如图7）、校园花草区（如图8）都成了学生探究的场所，因此形成了良好的班级实验探究氛围，也进一步提升了学生的实验选材能力。

图7 教师办公室的百合花

图8 校园花草研究

案例：人工杂交实验（雄蕊、雌蕊区分）——对办公室里的百合花的研究、户外寻找并探究实验材料

（二）灵活完成选材类练习和检测，在各类考查中展示了自我水平

通过实践教学，在期中检测和周六限时检测中，实验班级选材类题型准确率高出很多，在抽查中也表现出了更高的理解水平。

（三）激发高涨的生物学习热情，在“7 选3”中体现了选考优势

经过教学实践，笔者发现学生对于生物学科的学习兴趣大幅度增大，为了更进一步有效开展教学实践，对实验班级学生开展了相应的问卷调查，结果显示：学生通过实践活动，认为自身的实验选材能力有了提高，并希望开展更多类似的实践活动。

五、反思

在教学实践过程中，教师也深刻认识到教学观念的转变和生物实验教学的策略研究十分重要，为此，教师也进行了自我反思。随着教育改革的不断深化，教学理念的不断更新，教改制度的变革，特别是新课程的改革，对教师提出了更高的要求。新课程改革为教师的课堂教学留下了较大的活动空间，教师可以充分地发挥特长，创造性地组织实施教学。

通过科学合理地渗透生物实验材料选择能力的培养，充分地利用它的优势更好地辅助生物实验教学，进一步提高生物实验教学质量，并最终提高学生对于生物学科的学习兴趣，更好地服务于高中生物教学。

教师还应在工作中不断学习和实践，努力提高自身的综合能力和整体素质，这样才能在课堂内外逐步渗透教学，以自我的生物实验创新和实践思想，引领学生寻找实验素材，进行实验探究，提升实验技能。