张桂新
摘要从验证性实验的教学理念、教学模式、程序、作用、不足等方面对生物验证性实验进行再认识,并分析了验证性实验的现状,同时对让生物验证性实验继续焕发“生命活力”进行了思考和探究,并提出了一些具体的原则、方法和要求。
关键词生物学实验验证性实验实验教学教学策略
中图分类号G633.91文献标识码B
生物学是以生命现象、生命活动的特征及规律、生命系统与外界环境的动态联系为研究对象,也是一门以实验为基础的自然科学,而在各种实验中,验证性实验又是必不可少的,而且其作用也是其他实验所不可替代的。目前,验证性实验缺少探究性的问题引起了人们对验证性实验价值的怀疑,一些人认为“验证性实验”不具有“科学探究”的功能,在大力倡导以“科学探究”为显著标志的今天,验证性实验似乎已失去应有的生命力,于是,“改验证性实验为探究性实验”也就渐成时尚。其实,验证性实验不应受到责备,验证胜实验作为一种重要的实验形式,无论在科学研究中还是教育教学中都是不可缺的,其作用也是任何其他类型的实验所无法替代的。
1认识验证性实验
1.1验证性实验的教学理念
生物是一门以实验为基础的自然科学,实验教学能为学生正确认识生物的形态结构、生理机能提供实验事实,它具有目的性、探究性、现实性和易感知性。生物实验教学是生物教育的一种最有效的教学形式,它可以帮助学生建立和巩固生物学基本概念和基本理论,获取生物学知识,培养他们的生物科学素养。在生物各种实验中,验证性实验是必不可少的,而且是不可替代的。
验证性实验的特点是先有结论,这个结论就可以看作“本质”,然后用实验来验证结论,来验证某一事实或原理,也就是对前人的探究过程给以重现,这个探究过程的重现就可以称作“现象”。对前人的探究过程在最短的时间内给以重现,是一种从结果到现象的过程,也就是从“本质”到“现象”。验证性实验重在考查对实验设计和操作步骤的分析和理解能力,强调演示和证明科学内容的活动,注重探究的结果(事实、概念及理论),而不是探究的过程。
1.2验证性实验的教学模式
不同的教学程序是不同教学策略的反映。验证性实验通常采用“告诉——验证——应用”的教学模式,学生用实验验证已学过的生物学原理、生命规律,这种从“本质到现象”、从“结果到现象”的模式是高度固定化的。因为验证性实验的教学把实验步骤的设计列为已知条件,学生的任务是理解实验原理,分析操作步骤的合理性,他不用设计实验,他的任务是严格按照设定的实验完成操作,操作的质量决定实验的成败与否。
1.3验证性实验的程序
验证性实验采取“照方抓药”式的操作,如质壁分离与复原实验,“先制作洋葱鳞片叶表皮的临时装片,用高倍镜观察,加入0.3g/mL的蔗糖溶液……”按照指定的方法做实验,在实验中所有的学生都做同样的实验,学生被告知观察什么,如何得出结论。验证性实验往往是在已有的实验步骤设计框架上进行操作的过程,操作者的任务是严格按照设计步骤完成准确的操作要求,以求得预想中的实验结果,来达到重现的目的,验证的目的。
1.4验证性实验的作用
验证性实验作为一种重要的实验形式,无论在科学研究中还是教育教学中都是不可缺的,其作用也是任何其他类型的实验所无法替代的,尤其在生物等以理论和实践相结合的理科教学中更是十分重要。验证性实验目的重在使学生了解这个实验,以达到熟悉生物固有的现象。在操作过程中学生可以掌握操作要领、实验的一些基本技能。它可以帮助学生建立和巩固生物基本概念和基本理论,获取生物知识,培养生物科学素养。在生物各种实验中,验证性实验是必不可少的,而且是不可替代的。验证性实验有利于在较短的时间内获得更多的知识,重现所有过程——尤其是在进入复习阶段以后。
1.5验证性实验的不足
在“应试教育”的束缚下,大多数教师用大量的时间讲授教科书,将实验作为验证知识的工具,验证性实验中学生的思维、科学素质表现机会很少,教学评价基本上是根据学生操作要领掌握程度和结果的正误进行,难摆脱甄别性的评价轨道。若从发展评价的角度进行鼓励,则更多地只能从态度上加以表扬,有失实际能力上的帮助与提高。验证性实验教学的任务在于让学生的操作合乎标准,教师的作用是督促、纠正偏离正常操作的行为,课堂气氛是凝固的、严厉的。在规范好了的实验框架下的实验,一般不会有意外,学生的情绪不能调动起来,创新思维失去用武之地,教师对教学情景的设计只能在按部就班的方案里打转。验证性实验是一个传递接受或者是刺激反应的过程,学生往往处于被动的接收地位,在这种教学中学生探究生命世界的本能被抑制,易失去对这个世界存在的好奇心。同时,验证实验的内容有的偏重于技能的训练,有的则使学生的学习处于较被动的情形中,它不利于学生从实验中发现问题、解决问题,也不利于形成学生在学习活动中的主体地位。
2对验证性实验教学现状的认识
教师常常出于学生“实验能力不强”、“不会做实验”及“做不好实验”等方面的考虑,对实验的方方面面“管”得可谓面面俱到、周密细致。如在对验证性实验的安排方面,从实验方案到实验器材,从具体的操作步骤到实验现象的记录和处理都悉数列出,教师惟恐学生实验不顺或在实验中出错,在实验前还会不厌其烦地引导学生回顾需要验证的概念或科学结论,讨论实验步骤,提出注意事项以及进行示范性的实验操作。另外,当学生一旦在实验中遇到障碍的时候,教师就会及时地帮助其将问题解决于萌芽状态,从而使本来鲜活生动的生物实验过程,变为使实验报告“实物化”的过程。与此相联系的,学生实验的进展过于一帆风顺,学生在实验中毋须怎样思考也就是顺理成章的了。当学生通过一次又一次的实验证实了一条又一条的经验规律后,他们便以为,这些通过实验探究或者理论推导得出的生物经验规律其实总是对的,既然总是对的,那还有什么必要用实验去验证呢?所以随着验证性实验次数的逐渐增加,他们对实验的兴趣也就逐渐衰减了,对生命现象、生命规律尚需实验验证的意识也就更加淡薄了。
3对改进验证性实验教学的几点思考
而今,验证性实验教学的现状不尽如人意,也让验证性实验因此而背上了“黑锅”,由此还产生了一个人们不愿看到的情况:一些人对验证性实验还有元存在的必要以及还有多大程度上的必要性产生了怀疑。应当说;而今人们对验证性实验的责备,既与对验证性实验的价值缺少应有的认识相联系,更与人们对验证性实验教学缺乏应有的重视密切相关,同时亦可能还含有一定的对验证性实验存有偏见的成分。殊不知,科学重在讲究证据,从这个意义上说,“科学的本质是通过观察验证”,科学教育应当运用验证性实验
强化学生的实证意识。而面对人们对验证性实验的种种非议与责备,教师需要强调的是,应当责备的不应是验证性实验本身,而是某些验证性实验的设计环节,这就向教学提出了应如何加强和改进验证性实验教学的问题。
3.1将探究与验证性实验结合起来
在以倡导“科学探究”为显著标志的学生学习方式转变的今天,因传统的验证性实验教学所呈现的一些不良症状导致了人们对验证性实验的一些误解。有的人认为,只有“探究性实验”才是科学探究,“验证性实验”不是科学探究,因而,“改验证性实验为探究性实验”似乎也就渐成时尚。其实,验证性实验作为一种重要的实验形式,同时也是科学探究的一种有效方式。
验证性与探究性本来就是密切联系的,探究的过程离不开验证,验证的过程同样也可以充满探究。其实,实验过程是否具有探究性,这并不简单地取决于实验的类型,现实教学中探究性实验缺少探究性的情况也并不鲜见。因而,教师所面临的主要问题不应是“如何改验证性实验为探究性实验”的问题,而应是“怎样使验证性实验更多地蕴涵探究性”的问题。由于探究是学生主动地求索未知的过程,“瓮中捉鳖”不具有探究性,“轻车熟路”也缺少探究性,“一览无遗”更谈不上有探究性。事实上,只有那些过程与结果都具有一定未知性、不确定性及适当的疑难性的验证过程才有可能蕴涵探究性。当然,这又要看教师能否有效地把学生引入“问题情境”之中,进而引导和激励他们进行积极主动的探究了。
3.2贯穿开放性,增加学生主动性,
在验证性实验的教学中,教师要努力将开放性贯穿实验过程的始终,实验时设计与安排要着于为学生营造可以自由驰骋的空间,便于学生在实验过程中能够自由充分地展开想象的翅膀,进而效地实现对各种“陈规”及“俗套”的超越和突破。在实验中教师要给学生以充分的自由度,以促进学生主观能动性的充分发挥;要让学生舍弃以往用于“抓药”的“药方”和“索骥”的“地图”,提倡学生不带实验报告册进实验室,进而支持和鼓励学生围绕“实验课题”选择不同的实验方案、实验器材、操作方法以及分析论证与评价方法。
3.3融入设计性
无论是验证性实验还是探究性实验,对实验设计这一重要环节都缺乏应有的重视,在大力倡导科学探究的今天,理所当然地也应将实验设计其融入验证性实验的步骤之中。而且从操作层面看,与探究性实验相比,验证性实验的设计则更为容易、可行,但需要指出的是,在进行验证性实验的设计时,要考虑到实验验证的内容应有别于在得出经验规律时已考察、研究过的情况,进一步地说应超出得出经验规律时所依据的经验事实的范围和实验条件。譬如说,教科书中光合作用的得出是以阳光作为实验研究对象的,在设计验证性实验时就应注意要以其他光源为实验对象。
刚学生物的学生,对教师的依赖性较强,所以最初阶段教师应多采用此模式进行实验教学。这一阶段座着重抓好学生的实验基本技能和良好习惯的形成,并在教学中注意培养观察能力和思维能力。另外,对于课本中一些难度较大的实验,教师也可采用此模式进行教学,这样既便于操作实验,又便于知识掌握。验证性实验一般在对概念进行分析、讨论或者学习这单元内容后进行。
4一点体会
生物学实验的“验证性”和“探究性”有时是很难分清的,实验的规范、要求会因不同的学习对象而有不同的要求。对初学者,规范的操作要求也是必要的,能做好验证性实验就很不错了。教师作为群体的组织者、学生学习的咨询者和学生智力的协作者,应该唤起学生更活跃的思想。今后,教师应该在这一领域内开展更进一步的实践、探索,使之更加适应我国的教育环境和教学目的,更好地为生物教学服务,为教育服务。作为生物教师,应该不断实现观念更新、知识更新,全面提升自身素质,只有这样,才能跟上时代的步伐,培养出更多的适应社会、具有创新精神和实践能力的学生,为生物世纪的到来尽一份力。