“菜单式” 实验教学的探索

“菜单式”实验教学的探索潘向红（江苏省张家港高级中学 215600）摘要：从设计目的、流程和实施体会介绍了本人根据研究性学习和创新教育理论构建的“菜单”式实验教学方法，这是由基础型课程向研究型课程转化的一种尝试。关键词：“菜单”式实验教学 研究型课程 创新能力美国教育家布卢纳指出，教育不应该“奉送真理”，而应该“教人发现真理”。根据这个教育理念构建的生物学“菜单式”实验教学，是指学生在教师提供的或学生自行设计的实验“菜单”基础上选做、设计实验，大胆构思，通过实验验证，从而获得知识和技能的一种开放式教学方法。在教学过程中，教师不只是知识的灌输者，而是学生获取知识的激励者和指导者，因此，整个教学活动强调了师生互动和双向交流，强调了教师对学生的尊重和指导。1 “菜单”式实验教学的设计目的 实验是学生获取生物学知识和能力的重要手段，随着素质教育的逐步推进，生物学实验教学在中学生物学教学中所占比重也越来越大，目前高考改革变知识立意为能力立意，注重考查学生创新能力及继续学习的能力，2000、2001年普通高等学校招生全国统一考试（山西、浙江、江苏、吉林）理科综合能力测试，都有生物实验设计题出现，这些试题充分体现了“既遵循教学大纲又不拘泥大纲”的原则，对它们的研究分析有助于我们的实验教学,如2000年的第二卷25题，要求验证钙离子在血液凝固中的作用，并回答问题。从考生答题情况看，学生实验方面确实存在着不足:实验思路不清晰，有些考生将实验对象选择为家兔，在家兔身上做实验，违背了实验的科学性；缺乏足够的实验常识和日常生活常识，许多考生把生理盐水用来给家兔洗澡；对日常生活常识的观察不仔细，在用注射器取兔血之前不知道要用酒精棉消毒，至于取血部位，就更搞不清楚了。我校学生来自全市各初级中学，有些初中对生物实验不够重视，或限于学校条件，初中生物实验开出率很低，有的学生甚至连显微镜都没使用过，为了更好地培养学生的实验技能和创新能力，以适应时代的要求，我们尝试采用“菜单式”实验教学法。“菜单”分为两种，（1）自定课题的菜单，实验选自初中、高二新教材中涉及的课内外实验（略），让学生逐步认识中学生物实验，并且在此基础上，设计和选做其它实验（2）规定课题的菜单（见附表1）2 “菜单式”实验教学的流程设计菜 单分组选 题查找资料设计实 验教师指导意 见实验实施过程课堂小 结全班讨论， 教师指导意见课外充 实 反馈 反馈 3 关于教学过程的说明 3.1 第一阶段课前准备阶段 根据学生的具体情况，教师和学生查阅资料（见附表2），设计“菜单”，实验的选择由自定课题 规定课题 自定课题,全班分成若干小组，每4人为一组，推荐一位学生为组长，从实验“菜单”中选出本组想做的实验，小组共同讨论，查阅资料，设计实验，由组长填写实验通知单，教师对学生的实验设计提出指导意见。 根据学生的具体情况，由教师和学生设计“菜单”。附表1 生物实验规定课题菜单实验名称研 究 项 目选 择 意 见 叶 绿 体 中 色 素 的 提 取 和 分 离实验材料代用品的研究药品丙酮用量的研究色素提取液的研究层析液的研究研磨剂的研究仪 器和 实验 装置划线工具的研究色素提取装置的研究滤纸条长度的研究过滤装置的研究操 作方 法划线要细、齐的研究实验步骤增减的研究其 它实验创新附表2 生物实验常用资料来源类 别名 称书 籍美国BSCS教材 绿色版 北京出版社牛津原版 基础生物学 上海远东出版社、牛津大学出版社生物学实验指导与仪器管理南京大学出版社生物学实验技术 上海科学技术文献出版社中学生物学课外活动手册 上海教育出版社 全日制普通高级中学（试验修订本.必修）生物第一、二册教师教学用书 人民教育出版社 刊 物生物学通报、生物学杂志、生物学文摘、中学生物学生物学教学、中学生物教学、科学教育、生物教学和实验实验教学和仪器等类 别网 络名 称 和 网址名 称生物通中国生命科学第一网 生物技术专栏 /xm/sw中国生物医药网 中华基因网 cedar-生物教学网 生物科技在线 中国生物信息 中国生物器材网 中国中小学教育教学网 中国教育信息网 中国基础教育网 中国园丁网 等3.2 第二阶段实验实施阶段 先为验证性实验阶段，从实验“菜单”中选出实验，后为探索性实验阶段，在验证性实验阶段的基础上选择实验或选做“菜单”以外的实验，学生进行操作、观察、记录、讨论和修改等。3.3 第三阶段课后充实阶段 各组通过各种媒体查找资料， 完成实验报告或课题研究报告，由组内派一位代表全班交流（见附表3），教师和学生提出意见，学生对实验进行补充和完善。附表3 学生交流情况汇总简表组别研 究 课 题研 究 结 果（简 要） 1材料代用品的研究在校园内外附近取绿色、新鲜的其它大叶植物的叶片代替菠菜，既方便又节约成本。实验前，叶片放入恒温箱内烘干，色素带更明显。 2丙酮用量的研究2ml不易全部提取色素，无法得到滤液，5-8ml效果较好 3色素提取液的研究用酒精代替丙酮，无毒性。或加入2-3ml丙酮后，再加入2ml石油醚（可提高类胡萝卜素的提取效果） 4层析液的研究用CCl4代替石油醚、丙酮、苯的混合物，无刺激性气味，无毒性。苯、甲苯、汽油、四氯化碳、甲酸甲酯等都能达到层析效果，同时加少许无水硫酸钠。 5研磨剂的研究SiO2较细，摩擦力较小，研磨效果并不算好，以洗净、无杂质的细河砂代替SiO2，则研磨更加充分、迅速 6划线工具的研究用毛笔划滤液细线或用细棉线弹出滤液细线，不会划破滤纸，易操作，划（弹）出的滤液细线细、齐、均匀。可用去珠的空心圆珠笔芯代替毛细吸管 7色素提取装置的研究用直径大于1cm的试管，口上装好胶塞，既方便，又节约层析液 8滤纸条长度的研究6cm长度太短，应根据烧杯的高度制备滤纸条，让滤纸条长度高出烧杯1cm,高出的部分做直角弯折 9过滤装置的研究漏斗基部放纱布、少许脱脂棉、尼龙布均可。将研磨液倒在纱布里，经纱布过滤后再用脱脂棉过滤，可加快速度。 10划线要细、齐的研究滤液线过细，分离不明显，可用钢皮尺作标准，沿着划线。吸滤液12滴于洁净的载玻片中央，再用另一洁净的载玻片将滤液推成一薄层，使之成为滤液涂片。然后，将剪去两角制备好的滤纸条的去角端1处对折，用折线轻蘸滤液涂片上的滤液，待滤纸条上滤液干燥后，再重复2次3次，便可获得一条匀、细、齐的滤液细线。 11实验步骤增减的研究可减去过滤这一步骤，直接将毛笔或细棉线蘸取研磨液均匀在滤纸条上划（弹）细线，也可用盖玻片（或塑胶薄片）的一个边缘蘸取研钵中的匀浆，在滤纸条铅笔线位置上划横线。4“菜单”式实验教学的实施体会41 遵循学生学习规律，尊重学生，以学生为本 传统的实验教学往往在讲完有关理论知识后，教师布置实验，并且大多是验证性的实验，每个学生都必须按教师的要求去做，学生在整个教学过程中处于从属的、被动的地位，现在教师为学生创造条件，学生自己去探索实施想要做的实验，包括书上没有的实验，这体现了学生是学习的主体。探索性实验更能培养学生的能力，但完全摒弃验证性实验也是不妥的，根据学生的实际情况，在验证性实验的基础上，再进行探索性实验的尝试，让学生循序渐进地掌握实验技能。以往的实验，学生成了机械操作者，甚至没有留下完整的印象，现在是由学生自己设计实验，他们会去主动查找资料，弄清实验原理，选择合适的实验材料和实验方法，这会让学生获得某种程度上的成就感，对过于简单、有错误的实验计划，学生不愿更改，也应同意他们去做，这是对学生的尊重，也是对学生创新意识的尊重。“菜单式”实验教学可把基础型课程中规定的实验改造成创造设计型实验，在做“叶绿体中色素提取和分离”实验时，学生从“菜单”中选择出自己感兴趣的实验，设计实施，课堂上主动参与，充分满足了学生自我探索、自我思考、自我创造、自我表现的心理需求。42 开放式的实验，通过研究性的学习，培养学生创新思维能力和综合能力 “菜单式”实验教学，让学生根据实验目的，运用已有的知识和经验，或借助多种媒体获取资料，自己设计实验原理、实验步骤、分析可能得到的合理的实验结论，这样的训练更能发展学生的创新思维、提高学生的综合能力。学生带着问题去观察和研究，使他们产生主动的求知欲望。学生按照“目的原理方法步骤现象结论”的思维顺序研究实验，通过实验教学中的理论分析和实验具体过程的操作，培养了学生思维的逻辑性。通过实验，加深了学生对相关问题的理解，步步设疑，发展了学生思维的深刻性。我们要求学生分析讨论自己真实的实验结果，有的学生实验做得不太成功，但他们都能分析实验失败的原因，及时调整思路，使学生逐步形成批判性的思维习惯，同学之间可以彼此合作、讨论，形成互相比较分析、共同讨论的合作局面，知识的运用能力得到更大程度的发展，并从中尝试到了探究的乐趣。通过“菜单式”实验教学，学生的求异发散思维能力和联想思维能力得到提高，使学生的知识左右逢源，思维收发自如。通过写实验报告、交流研究成果，对实验进行总结和回顾，培养了学生语言表达能力和写作能力。 5 “菜单”式实验教学的效果“菜单式”实验教学可以认为是由基础型课程向研究型课程转化的一种尝试，从上学年本人执教的高三（1）班和这学年执教的高二（1）班学生反馈的情况来看，效果令人振奋，与平行班级相比，学生的主体地位确立了，他们的学习主动性和积极性都有所提高，更可贵的是逐步培养了可持续发展的学力，教师在整个教学过程中通过对学生实验设计方案、实验操作、结果分析的指导，加强指导的针对性和实效性，提高教学效果。通过该教学方法的尝试，我们觉得在基础型课程教学中完全可以对学生进行创新精神和实践能力的培养，然而，要使“菜单式”实验教学法真正得到顺利的开展，光靠一二次是远远不够的。这需要经过教师对学生的了解过程和学生对教师的适应过程，需要教师付出艰辛的劳动和不懈的努力，但是，只要能坚持下去，必然会赢来生动活泼的教学场