初中生物学实验教学的创新策略

刘艳红

(广东省广州市黄埔区教育研究中心 510700)

创新是推动一个国家、一个民族向前发展的重要力量，《义务教育生物学课程标准(2011年版)》(以下简称“课标”)指出，初中生物学“要突出创新精神和实践能力的培养”。生物学实验教学是中学生物学教学的重要组成部分，需要进行目标明确、有助于提高教学实效的创新实践。本文从实验教学的类型、实验材料、实验装置和实验方法四个方面阐述初中生物实验教学的创新策略。

1 巧用虚拟实验使示范教学更加形式多样

虚拟实验是用多媒体手段对真实实验进行再现或模拟，再由学生进行观看或参与操作的一种实验方式。一项调查指出：学生最喜欢的学习方式排在前三位的是：实验(25.9%)、用电脑(21.2%)、读课外书(12.3%)，虚拟实验能很好地将用电脑和实验结合起来，不仅可以提高学生的学习兴趣，也能通过信息技术的引进，增多实验教学的途径。

1.1 免费虚拟仿真实验平台 例如，“同步实验室”网络平台，是较好的社会学习资源。以人教版七年级生物为例，平台上有16个活动，除教材上的实验、探究外，还有调查、演示实验、设计等活动。每个活动包含目的要求、实验原理、材料器具、方法步骤、开始实验(即实验的过程)、实验结果与讨论等栏目，点击“开始实验”就进入了虚拟实验。

1.2 虚拟实验小课件 现有的可以用于初中生物学实验教学的虚拟小课件不多，大多为动画，主要是为了将教材实验中难于理解的内容可视化、直观化，如溶解、细胞膜控制物质的进出、尿的形成、膝跳反射、肺泡与血液的气体交换、发酵实验等。

1.3 初中生物实验虚拟实验程序 现在有许多的科学应用程序(App)，适用于Ios和Android设备，覆盖实验的方方面面，但是适用于初中虚拟生物实验的不多。目前比较典型的有4类。①工具类：以生物学示意图App为代表。生物学示意图App是一款供教师和学生使用的生物学示意图软件。软件内置了超过 200 多张生物学素材图片，虽然不算多，但是常用的都有，涉及实验仪器、分子生物学、细胞生物学等。②说明类：以初中生物实验App为代表。此应用程序精选了26个生物实验，每个实验都包含文字和图片说明，而且附有整个实验的视频，生动具体地演示了每个实验的操作过程。包括实验目的+实验原理+实验器材+实验装置+实验步骤+问题讨论+实验现象+实验结论+注意事项。非常可惜的是，此App涉及的实验是以初中生物学旧教材为主的，只能作为教学参考。③3D模型类：以iCell、Essential Skeleton(基本框架)为代表。iCell给学生、教师和任何对生物感兴趣的人提供了一个细胞的3D视图。包括有3种类型的细胞的例子：动物、植物和细菌。可以通过观察细胞结构和各部分组成了解细胞的内部组成部分。Essential Skeleton(基本框架)是系列App中的一个，主要是说明骨骼的，针对每一块骨骼都有名称，有英文的说明和读音。④操作体验类：以人体探秘、build a body为代表。人体探秘是一款深度解剖骨骼、肌肉、神经、循环、呼吸和消化系统的教育游戏，通过这款App可以了解到人体构成和人体机能，包括骨骼、大脑、细胞和血管。

初中生物学教学中使用虚拟实验可在实验教学中的示范方面创新。在实验教学中，示范的作用是不可替代的，也可以是多种多样的。既可以是教师、学生的亲自操作示范，也可以是虚拟实验的演示。作为真实实验的补充，开展虚拟实验不仅是课标的要求，也是实验教学发展的大势所趋，虚拟实验在初中生物实验教学中的作用将会逐渐显现。

2 开发本土化实验材料，提高实验的开出率

在教学实践中，由于教材推荐的活体实验材料常常难于取得，使得许多实验不能开展，为了提高实验的开出率，需要寻找本地常见、容易取得的实验材料替代教材建议的材料，即本土化实验材料。

以下是笔者所在区域对人教版教材实验材料本土化的几个实例。

表1 部分实验材料本土化实例

3 改进实验装置与器具，使实验教学更加简单易行

实验装置与器具创新的主要目的是避免实验装置过于复杂，倡导实验装置的简约性、环保性、安全性，以及改善实验现象，提高实验效果。人教版教材中，使用比较复杂的实验装置的实验不是很多，现有教材实验装置的改进，主要集中在七上 实验“种子萌发的环境条件”、七下探究“测定某种食物中的能量”、七下演示实验“模拟肺与外界气体的交换”等几个实验上。

实验装置与器具的改进一方面可以从教材实验入手，另一方面更重要的是自制原创性实验装置与器具，以帮助实验教学突出重点、突破难点。例如，模拟实验“精子与卵细胞随机结合”，黄埔区一位教师用签字笔盖封口矿泉水瓶，模拟雌性和雄性生殖器官；用不同颜色的小弹珠模拟精子和卵细胞，利用摇晃矿泉水瓶后，矿泉水瓶签字笔盖封口处只能出现一个小弹珠，模拟随机产生的精子和卵细胞种类，很好地模拟了精子与卵细胞的随机结合。

4 创新实验设计，使实验教学更加具有价值

实验方法创新的目标在于培养学生的科学探究能力和科学思维习惯。教师和学生不仅仅是依照教材上提供的实验方法进行实验，而且是敢于在其基础上不断改进，设计出更好的方法。

广州市教育局教育研究院已经组织过4次全市大规模的学生发酵技术创新实验大赛，立足于教材上一个小小的发酵实验，广州市的教师、学生不仅制作出了自己的发酵产品，诸如茶、酒、酸奶、面包、泡菜、酵素等，而且有自己产品的包装、宣传与推介，有学校、家庭和社会成员参与的试吃与评价，有自己产品的成本核算。一个实验方法的创新比赛，可能已经造就了一大批热衷于创新与改革的未来人才。

实验方法的创新同实验装置与器具的改进、创新一样，对于实验教学的意义是非常重大的，它最突出的价值在于发展了学生的工程、技术及科学思维，将学生带进了更广阔的天地，为高中生物核心素养中所要倡导的科学探究、理性思维、社会责任等的培养奠定了基础。工匠精神可能在某个学生参与的创新实验中就此萌芽。