齐鲁青未了非攻与慎站:重视实验过程和分析 培养学生的生物科学素养

重视实验过程和分析  培养学生的生物科学素养　　

摘  要：在生物实验教学中，重视学生实验的过程，认真引导学生分析实验的过程和实验成败的原因，了解科学知识的发现过程，领会科学的思维方式和方法，并在探究中学会合作与分享，有助于学生养成主动学习、积极探究的良好习惯，并懂得“任何知识都是无数科学工作者长期努力的结果，任何科学发现都是创造性劳动的成果”，同时使学生的生物科学素养得到训练和提高。　　

关键词： 重视    实验   过程和分析    培养    生物科学素养　　

新的生物课程标准，提出了新的课程理念，即强调以人为本，注重人的发展，提倡探究性学习，把教师的教育过程变成学生的学习过程。在这个学习过程中，更重要的是要让学生感受知识的产生和发展的过程，领悟科学方法，培养学生的观察能力、思维能力、分析能力、实践能力和合作能力，提高学生的科学素质。受此理念影响，笔者在生物教学中尤其是在生物实验教学中，进行了相关的实践尝试，旨在探究体现新课程理念的生物课教学的思路和方法，形成科学实效且具有个性化的教学思想和作风。　　

现以生物实验教学为例，谈谈实践新课程理念的几点做法和体会：　　

一、重视经典实验，分析实验过程，让学生理解实验设计的基本原理。　　

布鲁纳指出：“所谓知识，是过程而不是结果。”教学中，我们要使学习的过程而不是结果成为第一要务，而且更要重视科学的过程和知识发生、发展的过程，而不是记住知识的结论。　　

教学中，教师不能简单地让学生按照传统的教学方式，照猫画虎地完成实验，而应利用实验训练学生设计实验方案的技能。　　

例如，在学习“绿叶在光下制造有机物”这个实验之前，我先让学生分组尝试设计实验方案（包括实验材料的选择、实验装置的设计、对照实验的设置等），然后对照教科书上的实验指导，找出自己设计的实验方案中的不足。最后再引导学生讨论，注意引导学生思考每一个实验步骤中所包含的科学原理和方法。这样，让学生带着问题做实验，使学生逐渐认识到：在科学探索的过程中，要遵循一定的科学原理和科学方法，还需要掌握一定的操作技能。　　

又如，在学习“细菌”这一节时，我首先让学生阅读细菌的发现史，让学生了解科学家是怎样发现细菌的存在的，同时也了解到显微镜的出现加快了人类对微观世界认识的进程，进而认同科学的发展与技术的进步是密切相关的。然后我还向学生介绍了巴斯德的科学研究过程，即著名的“曲颈瓶实验”，让学生了解巴斯德实验的设计过程，并知道“细菌不是自然发生的，而是由原已存在的细菌产生的”，同时使学生认识到“科学的新发现是建立在缜密的思维和精细的实验基础上的”。最后我还组织学生讨论交流：“你对科学的发现有什么新的认识？”　　

通过对实验过程的层层分析，使学生明确实验目的，清晰实验思路，同时了解到实验过程往往是：提出问题、选择实验材料、设计对照实验、检测实验结果、得出科学结论。而这些步骤恰恰是生物科学探究的基本过程。从科学的角度看，这样的生物实验教学，加强训练了学生的观察能力、思维能力和分析能力，从而达到提高学生生物科学素养的目的。　　

二、重视科学理论的发现过程，揭示生物学家的思维过程，让学生领会科学的思维方式和方法。　　

科学家的科学研究主要是针对未知领域，通过他们的劳动发现新的规律，从而解决新的问题。而学生的探究性学习大多不具有严格意义上科学研究的严谨性和规范性，就学习和研究的成果来看，一般是已有科研超过的运用或“再发现”。但从教育价值的角度来看，学生通过对科学家科学研究的思维方式、研究方法的学习运用和探索问题的创造性解决，一方面可以体会到科学家研究过程的艰辛和其中的乐趣，同时还可以获得相应的知识，获得终身学习的本领。　　

科学理论的形成是人们不断观察自然、提出问题、建立假说、设计实验，并结合实验进行分析、概括和推理的结果。在探究性实验教学中，我非常注重科学理论的发现过程，经常结合生物学史引导学生去领悟科学家的各种思维方法和特点。　　

例如，光合作用的发现就是一个典型例子：从比利时科学家海乐蒙特到英国科学家普利斯特利，再到荷兰科学家英格·豪斯。特别是对普利斯特利进行的三个实验，我要求学生先分别进行分析，再将分析结果综合起来考虑，从而得出结论：光合作用不但能产生氧气，而且利用了二氧化碳。在此基础上，我还引导学生思维再上升一个层次，分析讨论：“普利斯特利为什么要设计三个实验，才能得出最终结论？”目的是帮助学生初步形成综合看问题的意识，领会科学家的思维方法。　　

再如，在学习“甲状腺功能”这一内容时，我首先向同学们介绍了科学家设计的3组实验：①破坏蝌蚪的甲状腺；②在饲养蝌蚪的水中放入甲状腺激素；③在饲养正常蝌蚪的水中放入甲状腺激素。然后让学生来分析科学家进行科学实验的思维过程，领会科学的思维方法，从而了解甲状腺激素与蝌蚪发育之间的关系，更好地理解甲状腺的功能之一 ━━ 能促进动物的生长发育，但激素的量不能过少，也不能过多。　　

由此可见，在生物实验教学中，仅仅给学生思维提供坚实的基础和激发他们思维的积极性是远远不够的，更重要的是教给学生进行思维的科学方法，培养他们的思维能力。这样，当面对新的情境和现象时，他们就会独立地运用所学的知识去解释现象、解决问题，成为敢于探索、敢于开拓的人才。　　

三、重视分组实验，提倡合作学习，让学生尝试失败，体会成功，从而提高素质。 　　

学会共处、学会合作是21世纪教育的新命题，具备积极合作的精神和有效的人际交往技能往往是现代人高素质的一个重要标志。　　

新课程理念要求教学要面向全体学生，设法促使每个学生都得到充分发展。让学生在实验中互帮互学，学会合作，正是体现了这一理念。所以，在教学过程中，教师应充分体现学生的主体地位，使学生参与这个发现过程，满足学生的好奇心和求知欲，并从中培养学生科学的思维过程，使他们品尝成功的喜悦。据此，我在进行“探究各种鱼鳍在游泳时所起作用”的实验时，把班级学生分成4大组（每大组分成2～3个小组），每大组按不同的要求去探究，即　　

第一大组：剪去尾鳍，然后观察其游泳情况，探究尾鳍的作用；　　

第二大组：剪去胸、腹鳍，然后观察其游泳状况，探究胸、腹鳍的作用；　　

第三大组：剪去背鳍和臀鳍，然后观察其游泳状况，分析背鳍、臀鳍在游泳时所起的作用；　　

第四大组：剪去所有鳍，观察其游泳情况，探究鱼鳍在游泳中所起的作用。　　

同时，要求每一小组成员要明确分工，各负其责，并互帮互助，相互配合，共同解决实验中所遇到的问题，最后得出结论，以此达到“学生人人有事干，人人都动手，个个有收获”的目的。　　

学生人人参与，不仅感受到了知识的形成，更为重要的是通过个体的积极参与，亲自体验到了获取知识的过程，并在不断尝试中学会了探究的方法，养成了探究的习惯，从而实现了促进学生全面发展的目标，这就为学生终身可持续性发展奠定了基础。同时，学生在探究活动中学会了合作与分享，培养了科学态度和科学道德，认识到了自然界中处处都有规律存在，只有做生活的热心人，发明创造并不是高不可攀的事。　　

总而言之，在生物实验教学中，重视学生实验的过程，认真引导学生分析实验的过程和实验成败的原因，了解科学知识的发现过程，领会科学的思维方式和方法，并在探究中学会合作与分享，有助于学生养成主动学习、积极探究的良好习惯，并懂得“任何知识都是无数科学工作者长期努力的结果，任何科学发现都是创造性劳动的成果”，同时也使学生的生物科学素养得到了训练和提高。　　

为此，我们不仅要在生物实验教学中，而且应在整个生物学科教学中围绕生物新课程理念来开展教学研究，深入地探讨，摸索出切实可行的方法和实施的措施，同时还应通过实践探索，不断地完善和发展这一新课程理念。　　

参考文献：　　

1、张富国   《生物学实验论》   广西教育出版社   　2001年4月1日　；

2、汪忠、刘恩山主编   《生物课程标准解读》  北京师范大学出版社   2002年5月；

3、刘惠军、张雅明主编  《新课程与学生发展》 北京师范大学出版社   2002年4月。