生物课堂中融入DIY实验辅助概念教学的尝试

浙江省绍兴市高级中学 陈卫良

生物课堂中融入DIY实验辅助概念教学的尝试

浙江省绍兴市高级中学 陈卫良

生物学概念是生物学知识的主要组成部分，也是生物学知识运用于实践的基础。概念教学是生物学教学过程的核心问题，它概念教学离不开事实，而事实性知识主要依靠实验手段获得。所以，我们在课堂教学中要重视实验教学，让学生在动手做的过程中获得直接经验。本文进行了生物课堂中融入DIY实验辅助概念教学的尝试，以改变现今生物实验教学存在的不能面向全体学生、课时多、不能动手做、难普及等问题。

生物学概念 核心概念 概念教学 DIY实验 反射弧

生物学是研究生命现象及其活动规律的一门自然科学，它通过一系列概念作为分析、判断、综合和推理等逻辑思维的依据揭示学科的基本规律。因此，生物学概念就是通过抽象、概括而形成的对生物学现象、本质特征或共同属性的反映。例如，“酶是活细胞产生的具有催化能力的有机物，大部分是蛋白质，少数是RNA”这个生物学概念，概括了所有酶在来源、生理功能和化学本质上的共同属性。生物学概念是生物学的基础，是思维的载体，是生物学科最基本的表达单位。

泰米尔Tamir（1989）曾经提出：科学课程最独特之处在于实验课程。美国著名教育家杜威（J.Dewey）1992提出“做中学learning by doing”的学习理念。教育家陶行知在《教育的新生》中写到“行动是老子，知识是儿子，创造是孙子。有行动之勇敢，才有真知的收获。”这就是他的“行——知——行”理论。陶行知反对教育理论与生活实际相脱离，他强调要通过行动实现知行合一。

现实中，由于受学校办学条件、课时安排、师资、现行高考制度和教师等多种因素的制约，生物实验教学出现了非常尴尬的实验“打折”现象，能够用来建构概念的事实性知识更多采取讲授告知的策略进行教学。虽然大家都在积极开展生物实验有效教学的实践研究，但在生物实验教学不常态化的情况下，生物实验教学占用大量课时，上述实践研究仍旧是纸上谈兵，仍旧不能面向全体学生，仍旧会出现实验效果打折的尴尬现象。例如，很多学校的生物实验室建设得比较好，但由于教师观念、课时、实验人员等多种因素，仍然会被荒弃。再如“兴趣小组”“家庭小实验”等活动，只有感兴趣的学生或学有余力的学生会去做，不能面向全体学生，无法保证实验的质量，无法进行有效评价。“课堂探究活动”“融入科学史”等活动也只是在公开课、优质课、示范课中运用，在常态课中很难普及，而且以讲解、实验背景、例题为主，学生真正动手体验很少。由此，笔者有了在生物课堂中融入DIY实验辅助概念教学的想法。

什么是DIY？Do It Yourself！这不是一句简单的英文，他代表的是一种精神。什么精神？自己去做，自己体验，挑战自我，享受其中的快乐，这就是DIY。简而言之，就是“亲历亲为”。DIY实验就是依据教材内容、教材实验及科学史，以取材方便、制作容易、思路简洁明了、时间短、操作简单、容易成功为原则，人人都会做，人人都可以做的课堂实验。

下面就以反射的概念为例，谈谈生物课堂中融入DIY实验辅助教学的一些尝试。反射教学过程（案例）：

多媒体呈现DIY实验1：比比谁反应快？

师：请大家把事先做好的尺子拿出来，两人一组，请你的朋友用一只手拿住尺子，使尺子的红色一端的边缘处位于你的大拇指和食指之间。在不告诉你的情况下，你的朋友放开尺子。请你迅速抓住它，你抓住的颜色显示你的反应速度。为什么有的学生捏在黄色部位？有些学生捏在红色部位？

生：这跟一个人的反应快慢有关。

师：这种反应快慢是建立在怎样的结构基础上的呢？

生：反射弧。

师：对，就因为我们身体里有反射弧，我们才能做出刚才的反应。那么对于反射弧，你们想要知道些什么呢？

学生兴趣高涨，议论纷纷。笔者要求学生举手回答并归纳学生的语句，把学生想要知道的内容写在黑板上。

生1：什么是反射？

生2：什么是反射弧？它包括哪些结构？

生3：反射弧某个部位断掉了会怎样？

DIY实验激发了学生的学习兴趣，通过自己想要知道什么的思考，学生明确了本节课的学习目标，存疑学习，有了学习的内驱力。学生的提问中包含的核心概念有反射、反射弧、反射弧中断，这也是教材的核心概念。

师：那什么是反射呢？其实刚才你们抓尺子的反应过程就是反射。这个过程是你看到尺子下落后大脑发布命令，你才做出反应抓住尺子，包含刺激、中枢神经处理、做出反应的过程，请大家归纳反射的概念。

生：反射是指机体接受刺激，在中枢神经系统的参与下做出一定反应的过程。

师：我们的生活离不开反射。一问一答就是反射，听到广播就上课或下课就是反射，吃东西分泌唾液就是反射，膝跳反射等。这些反射有共同的结构基础，那就是反射弧。什么是反射弧？它包括哪些结构？

有些学生记得初中的知识，有些学生忘了，教师要引导学生回忆初中知识。

师：反射的过程是一个接受刺激产生兴奋→传入兴奋→处理信息→传出信息→作出反应的连续过程。每一个过程都是有相应的神经结构来完成。请大家结合反射弧示意图说出反射弧的组成部分。

多媒体呈现反射弧示意图。

生：产生兴奋——感受器；传入兴奋——传入神经元；处理信息——反射中枢；传出兴奋——传出神经元；作出反应——效应器。

师：请归纳反射弧概念。

生：反射弧是进行反射的神经结构基础，包括感受器、传入神经元、反射中枢、传出神经元和效应器。

师：那么其他反射弧的结构是否都像反射弧示意图中所示的那样吗？

多媒体呈现教材第25页膝反射示意图。

师：请学生描述膝反射（伸肌反射）和屈肌反射过程。

生1：膝反射：感受器（伸肌肌梭）接受刺激，产生兴奋→神经冲动沿传入神经元传导→反射中枢（传入神经元与传出神经元之间的突触）处理信息→神经冲动沿传出神经元传导→效应器（伸肌）收缩。

生2：屈肌反射：感受器（伸肌肌梭）接受刺激，产生兴奋→神经冲动沿传入神经元传导→反射中枢（抑制性中间神经元）处理信息，释放抑制性递质→传出神经元没有产生神经冲动→效应器（屈肌）舒张。

师：膝反射的反射弧中包含了几个神经元？屈肌反射的反射弧中包含了几个神经元？

生：膝反射的反射弧中包含了传入神经元和传出神经元2个神经元。屈肌反射的反射弧中包含了传入神经元、中间神经元和传出神经元3个神经元。

师：有的运动只涉及最简单的反射弧，该反射弧只含有两个神经元，我们称它为二元反射弧。膝反射只经过由一个感觉神经元和一个运动神经元所组成的二元反射弧，可引起股四头肌收缩。有的运动涉及三个神经元所组成的反射弧，我们称它为三元反射弧，如同侧屈反射，由传入神经元、中间神经元、传出神经元组成。有的运动涉及三个以上神经元所组成的反射弧，我们称它为多元反射弧。中枢神经系统包括脑和脊髓，反射中枢位于脑和脊髓中。那么膝反射中的反射中枢到底在脊髓还是在大脑？

学生有的说在脊髓，有的说在大脑，众说纷纭。

多媒体呈现膝跳反射DIY实验2：你能控制膝跳反射吗？

师：坐在椅子上，使你的小腿能自由地摇摆，腿不能碰到地面上。让你的同学用手的侧面轻轻敲打膝盖骨下面的地方。观察你的腿有什么反应，注意你是否能控制你的反应？你有感觉吗？和你的同学交换位置，然后重复以上步骤。

生：我想控制小腿不踢起来，但做不到。我还感觉到朋友的手在敲打我的膝盖。

师：根据大家的感受说明膝反射中的反射中枢在脊髓，并且与大脑发生联系。确实，很多反射的反射中枢在脊髓，并且通过脊髓白质中的上下行传导束与大脑联系。

这堂课通过简短的DIY实验激起了学生极大的好奇心和学习兴趣，用鲜明和深刻的物质形式再现了生物学概念的某种本质特征，丰富了学生的感性认识，使学生有了直接认知，获得了相关的事实性知识，变抽象为具体。更重要的是让学生通过事实抽提出生物学本质的东西，经过归纳、推理和逻辑加工，构建生物学概念，让生物学概念“活起来”。

本堂课注重DIY实验，衔接自然流畅，在前一个生物学概念形成的基础上再进行下一个生物学概念的建构，生物学概念逐一突破，符合认知规律。

根据生物课堂中融入DIY实验辅助概念教学的实践尝试，笔者认为要做好以下几点：

1.在概念教学中坚持“做中学”理念。生物学是一门实验科学，生物学概念的获得常常建立在实验基础上，是对生物学事实的总结与提升。因此，我们要改变以往讲授式的教学模式，生物学概念的引入一定要建立在学生做的基础上。

2.确定一节课的核心概念。有很多因素都会影响我们对核心概念的确定，如教师本身的生物学科专业素养、教师对生物学科知识框架的理解与认识、教师的教学经验、教师对科学本质的理解等。要确定生物学核心概念，仅靠个人是远远不够的，要利用备课组教研组甚至整个地区、整个市的教研力量来做。这是一个持之以恒的工作，教师们一定要坚持下去。

3.分析生物学概念，获得事实性知识，创设DIY实验。创设DIY实验是为了学生自己去做、自己体验，在享受快乐的同时获得事实性知识。然后通过对这些事实性知识分析推理归纳，从“是什么”到“为什么”，最终构建生物学概念。所以，教师可以引导学生通过分析生物学概念，获得事实性知识，然后依据事实创设DIY实验。

4.不要刻意地设计DIY实验。DIY实验应该符合学生的学习特点，结合教材中的概念性知识框架，选择简单易懂且与学生生活实际密切相关的事实设计研发。有些事实性知识很难用DIY实验呈现，如植物生长素的产生、分布、运输等一系列事实性知识可以通过科学史分析让学生获得；胚胎发育各个时期的发育特征这一系列事实性知识可以通过信息技术辅助让学生获得。

总之，为了面向全体学生，引导学生主动参与实验，培养学生的创新精神和实践能力，从而使其主动构建核心概念，教师必须做好生物实验教学工作。生物课堂中融入DIY实验辅助概念教学，做到“教学做”合一，这不仅可以解决实验室建设上的不足，而且制作DIY实验中的材料也是对实验能力的一个重要补充。更重要的是优化了教学资源和教学环境，使自主、合作、探究的教学模式逐渐完善，培养了学生的实践操作能力和科学探究能力，积累了做的经验，有利于生物学概念的建构。

[1]罗锡明.生物学概念教学模式的建构探析[J].新课程研究(基础教育版)，2011.03

[2]中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准（实验）[S].北京:人民教育出版社，2003.04

[3]陶行知.教育的新生[M].北京:教育科学出版社，1934.01

[4]马立新，夏 耘.引入DIY理念创建新的实验教学体系[J].中国校外教育理论，2008.08

[5]胡玉华.对生物学核心概念及其内涵的研究[J].生物学通报，2012.02

ISSN2095-6711/Z01-2015-06-0159