黃曉冰

生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)是以生物科學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的方式展開教學(xué)，在教師的指導(dǎo)下學(xué)生選擇某種生命系統(tǒng)為研究對象，并將生命系統(tǒng)置于可控制的或特定的條件下加以觀測以研究生命活動規(guī)律。

一、高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的類型

根據(jù)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容與學(xué)生的認(rèn)知關(guān)系，生物實(shí)驗(yàn)可以分為：（1）探索性實(shí)驗(yàn)，就是探索研究對象的未知屬性、特征及與其他因素關(guān)系的實(shí)驗(yàn)方法。如探究不同溫度和pH對過氧化氫酶活性的影響、植物的向性運(yùn)動;（2）驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，是指對研究對象有一定了解，并形成一定認(rèn)識或提出某種假說，為驗(yàn)證這種認(rèn)識或假說是否正確而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，如觀察植物的有絲分裂實(shí)驗(yàn)、觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)手段、質(zhì)與量的關(guān)系，生物實(shí)驗(yàn)可以分為：（1）定性觀察實(shí)驗(yàn)，是指判斷研究對象具有哪些性質(zhì)，并判定某種物質(zhì)的成分、結(jié)構(gòu)或者鑒別某種因素是否存在。如觀察細(xì)胞質(zhì)的流動，檢測生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)。（2）定量分析實(shí)驗(yàn)，是指為了對研究對象的性質(zhì)、組成及影響因素有更深入的認(rèn)識，而對它們之間的數(shù)量關(guān)系進(jìn)行的探究，如探究培養(yǎng)液中酵母種群數(shù)量的動態(tài)變化。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)手段與實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，生物?shí)驗(yàn)可分為：（1）析因?qū)嶒?yàn)，指為了尋找、探索影響某事物的發(fā)生和變化過程的主要原因而安排的一種實(shí)驗(yàn)。如“探索群落演替的原因”、“引起變異的原因”就是析因?qū)嶒?yàn)。（2）對照實(shí)驗(yàn)，也叫對比實(shí)驗(yàn)，它是通過對照或比較研究和揭示研究對象某種屬性或某種原因的一種實(shí)驗(yàn)方法，如驗(yàn)證鈣離子在血液凝固中的作用，不同濃度香煙浸出液對水蚤的影響。（3）模擬實(shí)驗(yàn)，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中遇到因受客觀條件限制而無法對某些自然現(xiàn)象進(jìn)行直接試驗(yàn)時(shí)，人們便尋求間接試驗(yàn)的方法，如制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，模擬探究細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系等。

此外根據(jù)教學(xué)組織形式與教學(xué)目的，生物實(shí)驗(yàn)還可分為演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)和課外實(shí)驗(yàn)三種類型。

二、高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的組織與實(shí)施

（一）實(shí)驗(yàn)規(guī)劃要充分

生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的起始應(yīng)對實(shí)驗(yàn)作好規(guī)劃。材料、儀器及方案是實(shí)驗(yàn)規(guī)劃的主要內(nèi)容，其中材料、儀器是在課前準(zhǔn)備，而方案設(shè)計(jì)往往在教學(xué)中形成。

首先，實(shí)驗(yàn)的課前準(zhǔn)備要充分。實(shí)驗(yàn)的課前準(zhǔn)備就是預(yù)實(shí)驗(yàn)，從教學(xué)設(shè)計(jì)角度可稱為“備實(shí)驗(yàn)”。課前對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行充分的研究與準(zhǔn)備，認(rèn)真做好預(yù)實(shí)驗(yàn)，才能保證教學(xué)中的指導(dǎo)到位、科學(xué)處理生成，從而保障實(shí)驗(yàn)成效。在預(yù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)著力關(guān)注實(shí)驗(yàn)器材的選擇、實(shí)驗(yàn)方法的探索、實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的發(fā)現(xiàn)，其中每個(gè)實(shí)驗(yàn)要用什么材料、材料是否要多樣、要多少數(shù)量、材料準(zhǔn)備是否方便、材料是否具有能夠揭示科學(xué)內(nèi)涵的典型性，是否具有操作的可行性均得認(rèn)真分析。例如質(zhì)壁分離的實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇什么植物材料，才能縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)程短且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，要不要準(zhǔn)備不同的材料，怎樣處理材料;葉綠素分離實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇哪種植物，選擇哪種類型的層析紙、哪些展開劑等。

其次，實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)要充分。以學(xué)生實(shí)驗(yàn)為例，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)教師首先應(yīng)該讓學(xué)生學(xué)會判斷該實(shí)驗(yàn)的類型，特別是判定是屬于探究型實(shí)驗(yàn)還是驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，從而讓學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的過程與目的有方向性的認(rèn)識與科學(xué)性的把握;在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)應(yīng)運(yùn)用討論、質(zhì)疑的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生遵循實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的對照性、重復(fù)性、隨機(jī)性、單一變量原則，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)原理或已有知識對方案進(jìn)行科學(xué)性、周密性、嚴(yán)謹(jǐn)性的考量與確定，并引導(dǎo)學(xué)生自己談?wù)剬?shí)驗(yàn)的關(guān)鍵、困難與安全事項(xiàng)，該環(huán)節(jié)教師可結(jié)合課前的預(yù)實(shí)驗(yàn)交代細(xì)節(jié)、講解技巧，從而形成一個(gè)經(jīng)得起質(zhì)疑、可行的科學(xué)實(shí)驗(yàn)方案，然后才進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這其實(shí)就是動手之前應(yīng)充分動腦，因而這個(gè)過程應(yīng)保證有充分的時(shí)間。

（二）實(shí)驗(yàn)過程要調(diào)控

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師要精心創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，并認(rèn)真調(diào)控好學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒。首先必須創(chuàng)設(shè)能夠維持學(xué)習(xí)興趣點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)情境。一般來講從生活現(xiàn)象、差異性情境或讓學(xué)生充分活動后才能有效地提出科學(xué)問題，才能有效激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，喚起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，并將情緒轉(zhuǎn)為學(xué)習(xí)的能量，驅(qū)動學(xué)習(xí)的進(jìn)程，例如，聯(lián)系生活中葉片的吐水現(xiàn)象，植物的“燒苗”現(xiàn)象，“萎蔫”現(xiàn)象引出問題與質(zhì)壁分離的實(shí)驗(yàn)。其次是要?jiǎng)?chuàng)設(shè)一個(gè)能集中學(xué)生注意力的實(shí)驗(yàn)情境，這就要求教師熟悉學(xué)生的已有世界，在實(shí)驗(yàn)中不斷判斷學(xué)生學(xué)習(xí)情緒的狀態(tài)與水平，適時(shí)以挑戰(zhàn)性、導(dǎo)思性的發(fā)問調(diào)控學(xué)習(xí)的注意力。例如“使用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的流動”的實(shí)驗(yàn)，課本只要求學(xué)生能在高倍顯微鏡下能觀察到葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的流動，如果教師進(jìn)一步提出：“在植物的不同部位細(xì)胞內(nèi)葉綠體分布和細(xì)胞質(zhì)的流動是否一樣？什么條件會影響細(xì)胞質(zhì)的流動速度？”這就激起學(xué)生進(jìn)一步探究的欲望、導(dǎo)向深度的學(xué)習(xí)。最后必須提供有支持的實(shí)驗(yàn)情境。由于動手能力、實(shí)驗(yàn)條件等多種因素的影響，實(shí)驗(yàn)過程往往不是順暢的，當(dāng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)迷失方向、難以推進(jìn)時(shí)，教師應(yīng)該以一個(gè)支持者的角色出現(xiàn)，幫助學(xué)生分析問題、解決困難、重樹信心，通過告示、強(qiáng)調(diào)、示范、激勵(lì)等方法給學(xué)生以能力、知識、心理等多方面的支持。

（三）實(shí)驗(yàn)結(jié)束要反思

實(shí)驗(yàn)所獲得的現(xiàn)象與數(shù)據(jù)本身并不是科學(xué)，只有對現(xiàn)象與數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)抽象后才能具有科學(xué)的知識屬性，對現(xiàn)象與數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)抽象的過程就是實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析、作出結(jié)論的過程，也就是科學(xué)解釋的過程。但是得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論，并不是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的終結(jié)。一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)教學(xué)還要有“回頭看”的環(huán)節(jié)，這就是實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要有反思，在反思教學(xué)中教師通過設(shè)計(jì)與提出反思性問題評價(jià)與完善學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展，科學(xué)能力的發(fā)展，科學(xué)理解與表達(dá)能力的發(fā)展及科學(xué)態(tài)度的發(fā)展，并增強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的自信心。由于一個(gè)實(shí)驗(yàn)包括規(guī)劃、證據(jù)、解釋三個(gè)階段，因而反思主要緊扣這三個(gè)階段進(jìn)行，其中反思實(shí)驗(yàn)規(guī)劃是否做到“明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒚鞔_變量間關(guān)系”，是否采用科學(xué)的、可重復(fù)的實(shí)驗(yàn)方法，是否列出重要的步驟和材料器具;反思實(shí)驗(yàn)實(shí)施是否按實(shí)驗(yàn)計(jì)劃執(zhí)行規(guī)定的步驟，是否及時(shí)如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，是否重復(fù)收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、是否科學(xué)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);反思結(jié)論階段是否根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)得出結(jié)論，是否科學(xué)表達(dá)結(jié)論，是否應(yīng)用有關(guān)的科學(xué)知識解釋結(jié)論，是否將假設(shè)與解釋進(jìn)行比較，是否完成規(guī)范的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。