林紅英 肖巧玲

摘 要 實(shí)驗(yàn)在生物教學(xué)中有著重要的地位。在諸多因素的影響下，真正能夠開足全部實(shí)驗(yàn)的學(xué)校寥寥無幾。信息技術(shù)的大量介入為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了強(qiáng)有力地支持，帶來了生機(jī)和活力。但在兩者的整合過程中存在著一些“非生態(tài)”的現(xiàn)象。筆者通過教學(xué)實(shí)踐提出應(yīng)善于捕捉“整合點(diǎn)”，巧用信息技術(shù)的觀點(diǎn)，以期實(shí)現(xiàn)兩者的生態(tài)化整合，提升整合的有效性，實(shí)現(xiàn)生態(tài)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

關(guān)鍵詞 信息技術(shù) 整合點(diǎn) 生物實(shí)驗(yàn)教學(xué) 生態(tài)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

教育部頒布的《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》里明確提出：“大力推進(jìn)信息技術(shù)在教學(xué)過程中的普遍作用，促進(jìn)信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合，逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，教師的教學(xué)方式和師生互動(dòng)方式的變革，充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，為學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供豐富多彩的教育環(huán)境和有力的學(xué)習(xí)工具。”努力促成信息技術(shù)與生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的生態(tài)化整合，提高整合的有效性成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)中亟待解決的問題。而善于捕捉兩者的整合點(diǎn)成為解決此問題的有效途徑之一。筆者通過自身的教學(xué)實(shí)踐提出以下優(yōu)化措施，如圖1所示。

1 整合點(diǎn)

所謂“整合點(diǎn)”，可以理解為信息技術(shù)與教學(xué)內(nèi)容融合的切入點(diǎn)，是有效運(yùn)用信息技術(shù)的關(guān)鍵時(shí)機(jī)?！罢宵c(diǎn)”應(yīng)該服務(wù)于教學(xué)的三維目標(biāo)。根據(jù)課標(biāo)對(duì)“目標(biāo)”的要求，“整合點(diǎn)”可分為“知識(shí)整合點(diǎn)”、“技能整合點(diǎn)”和“情感整合點(diǎn)”。實(shí)際課堂教學(xué)預(yù)設(shè)的目標(biāo)往往有多個(gè)、多種。因此“整合點(diǎn)”可以是一個(gè)，也可以是多個(gè)。從觸發(fā)整合點(diǎn)的時(shí)機(jī)來考察，“整合點(diǎn)”可以發(fā)生在教學(xué)的某個(gè)環(huán)節(jié)，同時(shí)也可以貫穿教學(xué)的全過程。筆者根據(jù)其在教學(xué)過程中所起的功能把“整合點(diǎn)”粗略地劃分為三個(gè)層次：① 初級(jí)層次“導(dǎo)”，即創(chuàng)設(shè)一定的認(rèn)知情境，激發(fā)學(xué)生的求知欲和探索興趣;② 中級(jí)層次“破”，為突破重點(diǎn)以及化解難點(diǎn)提供支持;③ 高級(jí)層次“拓”，即用于改進(jìn)和創(chuàng)新教學(xué)方法，提高教學(xué)效率。當(dāng)然一節(jié)課中具體把“整合點(diǎn)”選在哪里才恰到好處，主要由教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容來決定。一般來說碰到僅僅使用常規(guī)教學(xué)有困難或通過常規(guī)教學(xué)無法達(dá)成預(yù)期目標(biāo)，比如說講授的內(nèi)容過于抽象或是無法開展的實(shí)驗(yàn)，而運(yùn)用信息技術(shù)可以很好地解決，能提高課堂實(shí)施的質(zhì)量和效率，那么教師就應(yīng)該毫不猶豫地進(jìn)行信息技術(shù)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整合。

2 生態(tài)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)

近年來越來越多的學(xué)者運(yùn)用生態(tài)學(xué)的原理來研究教育，提出了教育生態(tài)，教育生態(tài)化等概念。筆者比較贊同的是刁成海老師對(duì)生態(tài)課堂的定義：“生態(tài)課堂就是遵循教育教學(xué)規(guī)律，創(chuàng)設(shè)民主和諧的教學(xué)環(huán)境，以實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)效果的最大化、最優(yōu)化，促進(jìn)師生可持續(xù)發(fā)展的一種課堂形式”。因此筆者認(rèn)為生態(tài)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)是運(yùn)用生態(tài)學(xué)的原理，遵循規(guī)律，優(yōu)化各因子以及因子間的相互作用，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的最大化、最優(yōu)化，促進(jìn)師生協(xié)同發(fā)展的一種教學(xué)形式。

生態(tài)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)和普通的實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比具有一些特有的特征。首先生態(tài)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)具生命性，在生態(tài)化課堂中充滿尊重，是一種綠色安全的課堂。這里的安全主要指心理安全。根據(jù)馬斯洛的需要層次理論說明在有了安全和歸屬感下，學(xué)生才可能有求知的欲望。尊重每一位學(xué)習(xí)主體，重視他們的生命性，這是前提。其次生態(tài)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)具備開放性和動(dòng)態(tài)生成性。課堂具有開放性。每一位教師都不可能對(duì)整節(jié)課進(jìn)行完全的預(yù)設(shè)，通過師生之間、生生之間的互動(dòng)、對(duì)話往往會(huì)和預(yù)設(shè)不同，基于預(yù)設(shè)又高于預(yù)設(shè)，因此伴隨著動(dòng)態(tài)的生成。

3 信息技術(shù)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合點(diǎn)捕捉的具體案例

3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮斫虒W(xué)中的整合點(diǎn)捕捉

生物實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵包括顯性部分（儀器、材料、步驟、方法、現(xiàn)象、結(jié)果等）和隱性部分（實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮恚﹥蓚€(gè)層面，隱性部分對(duì)顯性部分起著指導(dǎo)作用。實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖钦麄€(gè)實(shí)驗(yàn)的出發(fā)點(diǎn)和歸宿，而實(shí)驗(yàn)原理則是實(shí)驗(yàn)的靈魂。實(shí)驗(yàn)原理是方法、手段、操作過程和結(jié)果分析等所依據(jù)的科學(xué)理論，包括物理、化學(xué)和生物原理。例如：“色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)”包括：生物學(xué)原理——葉綠體的結(jié)構(gòu)原理及其中的4種色素成分顯示不同顏色的原理;化學(xué)原理——有機(jī)溶劑對(duì)色素的溶解性原理及不同色素在同種溶劑中的不同溶解度原理;物理學(xué)原理——吸附和擴(kuò)散原理。

而學(xué)生往往對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮淼膶W(xué)習(xí)并不很重視，常等著看教師怎么操作，然后依葫蘆畫瓢。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師可以通過多媒體將實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)成問題的形式，引導(dǎo)學(xué)生分析解決，從而掌握實(shí)驗(yàn)原理和步驟。

例如：鑒定蛋白質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)原理是雙縮脲試劑和蛋白質(zhì)反應(yīng)生成紫色絡(luò)合物。雙縮脲試劑成分為0.1g /mL的NaOH和0.0lg /mL的CuSO4溶液。該試劑成分以及使用方法都很容易和用于鑒定還原糖的斐林試劑相混淆。斐林是需把NaOH和0.05 g/mL的CuSO4先混合，再加入待測(cè)液中，而雙縮脲則是先加NaOH，后加CuSO4。為了讓學(xué)生區(qū)分兩試劑使用順序的不同，在講述該原理時(shí)，筆者先運(yùn)用多媒體打出投影，不說出使用方法，而是給出鑒定蛋白質(zhì)的背景即蛋白質(zhì)只有在堿性條件下才會(huì)和Cu2+形成絡(luò)合物。學(xué)生看到后，會(huì)聯(lián)想到要鑒定蛋白質(zhì)應(yīng)先創(chuàng)設(shè)堿性環(huán)境，當(dāng)然應(yīng)先加NaOH，再加CuSO4。隨后再親自動(dòng)手操作包括分開加和先混合加，觀察到不一樣的結(jié)果，印象深刻。

3.2 實(shí)驗(yàn)本質(zhì)過程教學(xué)中的整合點(diǎn)捕捉

建構(gòu)主義理論指出教師應(yīng)努力創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，而這些情境應(yīng)在學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”內(nèi)，以原有的認(rèn)知作為“生長(zhǎng)點(diǎn)”。學(xué)生通過會(huì)話和協(xié)作實(shí)現(xiàn)新舊認(rèn)知間的同化、順應(yīng)和平衡，達(dá)成有意義學(xué)習(xí)。高中生物實(shí)驗(yàn)有些是微觀的、抽象的，通過傳統(tǒng)的課堂教學(xué)很難講清楚，學(xué)生理解起來比較吃力。通過多媒體可把微觀世界放大，化抽象為具體、變復(fù)雜為簡(jiǎn)單，給學(xué)生以直接的感官認(rèn)知，較好的達(dá)成實(shí)驗(yàn)要求和目標(biāo)。例如：在講述滲透系統(tǒng)時(shí)，學(xué)生不易理解半透膜的概念。借助Flash動(dòng)畫，學(xué)生容易明白半透膜就像篩子，直徑比半透膜小的分子可以通過，如水分子;直徑比半透膜大的分子不能通過，如蔗糖分子。在膜兩側(cè)如果存在濃度差，溶劑分子將從相對(duì)含量高的一側(cè)向相對(duì)含量低的一側(cè)的擴(kuò)散，即為滲透作用。把該原理運(yùn)用到“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”的實(shí)驗(yàn)中時(shí)，學(xué)生較難想象細(xì)胞如何吸、失水。教師通過多媒體，先動(dòng)態(tài)視頻展示動(dòng)物細(xì)胞在不同濃度的外界溶液中的吸、失水情況，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。接著展示植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)模式圖，提出系列情景問題，設(shè)計(jì)質(zhì)壁分離和復(fù)原的實(shí)驗(yàn)，有助于學(xué)生理解。

3.3 與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析的整合點(diǎn)捕捉

斯金納指出強(qiáng)化是伴隨于行為之后且有助于該行為重復(fù)出現(xiàn)的概率增加的事件。該事件作為一種外部強(qiáng)化物能給學(xué)生帶來愉悅的心情、成功的滿足感，可以增強(qiáng)學(xué)習(xí)者的自我強(qiáng)化和提高學(xué)習(xí)者的自我效能感。學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，在體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的過程中理解其中的原理、方法，同時(shí)也為了得到一份實(shí)驗(yàn)結(jié)果。好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以對(duì)做實(shí)驗(yàn)這一行為起到正強(qiáng)化的作用。因此教師在教學(xué)尤其是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)盡可能指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行規(guī)范性操作，以期得到理想的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從而增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)興趣。多媒體模擬實(shí)驗(yàn)則可以把抽象和復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)變成較簡(jiǎn)單和直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，幫助學(xué)生突破重點(diǎn)和化解難點(diǎn)。

例如：在“色素提取與分離實(shí)驗(yàn)”中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是比較容易獲得的。大部分學(xué)生在濾紙條上都可以得到清晰的三條色素帶，少數(shù)得到四條。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后用投影技術(shù)把較為理想的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象展示于大屏幕上。教師利用學(xué)生獨(dú)立完成的作品，通過對(duì)話，加以評(píng)價(jià)分析。這樣不僅增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)者的成就感和進(jìn)行榜樣學(xué)習(xí)教育，同時(shí)也能夠促進(jìn)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、方法，色素的種類、含量等相關(guān)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成，有著事半功倍的效果。這種做法也可以應(yīng)用于“洋蔥根尖有絲分裂的觀察實(shí)驗(yàn)”和“減數(shù)分裂”等較抽象的實(shí)驗(yàn)講解中。

信息技術(shù)應(yīng)用于生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中還有許多的形式和案例，筆者在此只是略舉一二來說明。教師應(yīng)善于捕捉兩者的“整合點(diǎn)”，在課標(biāo)的指導(dǎo)下結(jié)合相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，把信息技術(shù)和學(xué)科教學(xué)進(jìn)行有效整合，提高學(xué)生的生物學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。當(dāng)然信息技術(shù)和生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整合過程中，前者是為教學(xué)服務(wù)的，是教學(xué)的輔助手段。信息技術(shù)的運(yùn)用盡可能做到因地制宜，恰到好處，不喧賓奪主，發(fā)揮信息技術(shù)在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的特有魅力。