初中生物模擬實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵、價(jià)值及實(shí)施

1、.#:第7頁初中生物模擬實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵、價(jià)值及施行著名實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家丁肇中說過：“自然科學(xué)理論不能分開實(shí)驗(yàn)的根底。生物學(xué)是自然科學(xué)的一門根底學(xué)科。實(shí)驗(yàn)既是生物教學(xué)不可或缺的組成部分，也是一種有效的教學(xué)手段。2019年版的?生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)?以下簡稱“標(biāo)準(zhǔn)將實(shí)驗(yàn)教學(xué)提到了前所未有的高度。然而，由于受到多種條件限制，很多實(shí)驗(yàn)無法本質(zhì)性地開展。因此，模擬實(shí)驗(yàn)在初中生物教學(xué)中受到一定的重視。但根據(jù)筆者的課堂觀察發(fā)現(xiàn)以及問卷調(diào)查結(jié)果分析，初中生物模擬實(shí)驗(yàn)的施行狀況不容樂觀，甚至還存在著不少誤區(qū)，詳細(xì)表現(xiàn)為：實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)置不明晰，活動開展層次模糊，教學(xué)施行無視學(xué)生好奇的天性，模擬實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)不得當(dāng)，無視類比的重要性，

2、實(shí)驗(yàn)評價(jià)方式單一等。因此，厘清初中生物模擬實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵，挖掘模擬實(shí)驗(yàn)的教學(xué)價(jià)值，提出模擬實(shí)驗(yàn)的施行建議就顯得非常必要。一、模擬實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵關(guān)于模擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵的認(rèn)識，尚未有統(tǒng)一的說法。有的側(cè)重操作性1，有的側(cè)重方法性認(rèn)識2，雖然對模擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵認(rèn)識的視角不同，但都反映了模擬實(shí)驗(yàn)具有科學(xué)性、替代性、可視性、可操作性和類比性等五個(gè)特征。3筆者認(rèn)為初中生物模擬實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵理應(yīng)包含以下幾個(gè)方面：初中生物模擬實(shí)驗(yàn)原型包括生物學(xué)根本領(lǐng)實(shí)、概念、原理和規(guī)律等；實(shí)驗(yàn)以原型為根底設(shè)計(jì)模型，在與原型相似的條件下，通過對模型的實(shí)驗(yàn)和研究，間接地研究原型的性質(zhì)和規(guī)律性；模擬實(shí)驗(yàn)不是真實(shí)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的直接結(jié)論并不是模擬實(shí)驗(yàn)的最終結(jié)論

3、，以類比推理為邏輯根底，實(shí)現(xiàn)直接結(jié)論到原型的類推是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵；模擬實(shí)驗(yàn)的開展應(yīng)遵循科學(xué)原理，以提升學(xué)生的生物核心素養(yǎng)為最終目的。二、模擬實(shí)驗(yàn)的教學(xué)價(jià)值1.模擬實(shí)驗(yàn)以直觀為根底，利于學(xué)生理解概念。列寧在?哲學(xué)筆記?中有一個(gè)著名的論斷：“由生動的直觀到抽象的思維，再由抽象的思維到理論，這是認(rèn)識真理、認(rèn)識客觀實(shí)在的辯證的途徑。4模擬實(shí)驗(yàn)屬于生物直觀教學(xué)手段之一，它直觀地展示了生物學(xué)根本領(lǐng)實(shí)、概念、原理和規(guī)律等。學(xué)生通過操作、觀察實(shí)驗(yàn)積累了大量的感性認(rèn)知，而大量的感性認(rèn)知是形成觀念和理解概念的根底。2.模擬實(shí)驗(yàn)以類比為形式，利于學(xué)生建構(gòu)知識。學(xué)生在操作實(shí)驗(yàn)的根底上，通過比較、綜合、概括、假設(shè)、聯(lián)想

4、，把握模擬實(shí)驗(yàn)所傳達(dá)的本質(zhì)特征。模擬實(shí)驗(yàn)為學(xué)生創(chuàng)造了“做中學(xué)的契機(jī)，激發(fā)了學(xué)生的內(nèi)在興趣、認(rèn)知需求，以類比為形式，鍛煉了學(xué)生的高級思維力，有助于學(xué)生“手“腦結(jié)合主動建構(gòu)知識。3.模擬實(shí)驗(yàn)以發(fā)現(xiàn)為追求，利于學(xué)生素養(yǎng)提升。模擬實(shí)驗(yàn)是一種具有問題性、探究性和發(fā)現(xiàn)性的學(xué)習(xí)活動。模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)注重學(xué)生知識過程與方法的獲得，關(guān)注學(xué)生思維的生長，有助于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升。學(xué)生在操作模擬實(shí)驗(yàn)的過程中會主動發(fā)現(xiàn)、開展和求新，而素養(yǎng)的提升，必然離不開這一過程。例如，在“探究酸雨對種子萌發(fā)的影響的模擬實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生用不同濃度的醋酸替代pH值不同的酸雨，每天對不同編號的小麥種子噴灑相應(yīng)pH值的“酸雨，并對種子的萌發(fā)及生長

5、狀況進(jìn)展觀察、記錄和分析，最終得出結(jié)論。在觀察酸雨對自然界破壞的圖片或視頻中，學(xué)生提出探究問題“酸雨對種子萌發(fā)產(chǎn)生什么影響；在對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的嘗試中，開展探究；在觀察和對實(shí)驗(yàn)記錄的理性分析中得出結(jié)論。學(xué)生在操作模擬實(shí)驗(yàn)的過程中，經(jīng)歷“觀察探究發(fā)現(xiàn)的過程，習(xí)得了科學(xué)探究的技能，鍛煉了理性思維的才能，還產(chǎn)生了保護(hù)環(huán)境人人有責(zé)的環(huán)境意識，提升了生物學(xué)核心素養(yǎng)。三、初中生物教學(xué)中模擬實(shí)驗(yàn)的施行建議1.模擬實(shí)驗(yàn)的目的指向，要合理有度。具有明確、合理的教學(xué)目的既是完成模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)的前提，也是教學(xué)評價(jià)的根據(jù)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇_實(shí)立應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，從學(xué)生已有的根底和生物學(xué)知識原理出發(fā)，指向全體學(xué)生。只有確定了合理

6、、詳細(xì)、可行的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，才能?shí)現(xiàn)有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。模擬實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的也應(yīng)涉及三個(gè)維度：知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀。例如，在“模擬池塘生態(tài)系統(tǒng)的教學(xué)目的制定之前，筆者對標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)生和教材進(jìn)展了分析。標(biāo)準(zhǔn)要求，在本節(jié)課的教學(xué)中，老師應(yīng)幫助學(xué)生形成的重要概念有：一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)包括一定區(qū)域內(nèi)所有的植物、動物、微生物以及非生物環(huán)境；根據(jù)生物在生態(tài)系統(tǒng)中的不同作用，一般可分為消費(fèi)者、消費(fèi)者和分解者。5七年級的學(xué)生好奇心強(qiáng)、好表現(xiàn)，應(yīng)創(chuàng)設(shè)條件讓他們積極主動地參與學(xué)習(xí)。學(xué)生雖然有觀察池塘的生活經(jīng)歷，但是對于生態(tài)系統(tǒng)中各成分之間的關(guān)系理解較少，缺乏對生態(tài)系統(tǒng)概念的整體認(rèn)識。蘇科版生物學(xué)教材中本節(jié)內(nèi)容的安

7、排是讓學(xué)生在觀察池塘生態(tài)系統(tǒng)圖的根底上，說出生態(tài)系統(tǒng)的組成成分并分析各成分的作用?；谝陨系姆治?，實(shí)驗(yàn)?zāi)康目梢赃@樣確定：一是通過制作、觀察和分析模擬池塘生態(tài)系統(tǒng)，理解生態(tài)系統(tǒng)的成分及作用；二是通過分析、比較模擬池塘與現(xiàn)實(shí)池塘，建構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)概念；三是嘗試通過設(shè)計(jì)、開展實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生觀察分析才能、動手操作才能以及分工協(xié)作的才能；四是通過對模擬生態(tài)系統(tǒng)的嚴(yán)謹(jǐn)分析，形成嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。以上的目的設(shè)計(jì)詳細(xì)、合理且可達(dá)成。2.模擬實(shí)驗(yàn)的活動開展，要層次清楚。模擬實(shí)驗(yàn)活動的開展，應(yīng)符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，表達(dá)層次性原那么。實(shí)驗(yàn)活動的層次性指的是以學(xué)生的差異性為根底，由淺入深、循序漸進(jìn)地開展模擬實(shí)驗(yàn)。實(shí)

8、驗(yàn)活動一般分為實(shí)驗(yàn)前、實(shí)驗(yàn)中、實(shí)驗(yàn)后三個(gè)層次。實(shí)驗(yàn)前，老師應(yīng)先理解學(xué)生，找準(zhǔn)學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)的起點(diǎn)，包括才能起點(diǎn)、知識起點(diǎn)以及態(tài)度起點(diǎn)，然后對學(xué)生進(jìn)展合理的分組。實(shí)驗(yàn)中，首先要?jiǎng)?chuàng)設(shè)情境，模擬實(shí)驗(yàn)更需要老師創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生進(jìn)入到“真實(shí)的狀態(tài)。其次，建立或者認(rèn)識模型，模擬實(shí)驗(yàn)的模型可以由老師提供，也可以由學(xué)生自制，后者當(dāng)然更有利于學(xué)生認(rèn)識模型。再次，創(chuàng)造類似條件，開展實(shí)驗(yàn)，模擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)條件替代了現(xiàn)實(shí)環(huán)境，但實(shí)驗(yàn)仍需要在與現(xiàn)實(shí)環(huán)境相似的條件下開展。最后，與原型比較，進(jìn)展類推，在此根底上，學(xué)生進(jìn)展綜合、概括，這是學(xué)生從感性到理性思維的提升過程。實(shí)驗(yàn)后，老師應(yīng)要求學(xué)生認(rèn)真撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，對實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)展總結(jié)、

9、反思和交流。3.模擬實(shí)驗(yàn)的方法指導(dǎo)，要針對實(shí)際。模擬實(shí)驗(yàn)的順利開展，需要有針對性的方法指導(dǎo)。老師的有效指導(dǎo)方法包括有針對性的講授、傾聽、演示、提問等。按照指導(dǎo)對象的多少，指導(dǎo)可以分為群體指導(dǎo)與個(gè)體指導(dǎo)。對全體學(xué)生進(jìn)展方法指導(dǎo)時(shí)，老師應(yīng)圍繞模擬實(shí)驗(yàn)的操作重、難點(diǎn)開展有針對性的指導(dǎo)。對學(xué)生個(gè)體進(jìn)展指導(dǎo)時(shí)，老師要做好指導(dǎo)預(yù)案，讓學(xué)生揚(yáng)長“補(bǔ)短，比方對根底知識薄弱的學(xué)生開展知識輔導(dǎo)、對動手才能差的學(xué)生進(jìn)展操作示范、對觀察不細(xì)致的學(xué)生輔以觀察方法、對分析不到位的學(xué)生點(diǎn)撥思維等。4.模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)論獲取，要突出類比。模擬實(shí)驗(yàn)的直接結(jié)論并不是最終結(jié)論，實(shí)驗(yàn)的最終結(jié)論是通過類比實(shí)現(xiàn)的。類比思維是一種高級的思維方

10、式，如何能幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)類比呢？首先，老師應(yīng)盡可能提供原型的實(shí)物、圖片、視頻、動畫和學(xué)生親身感受的時(shí)機(jī)，便于學(xué)生直觀地進(jìn)展比較，通過比較實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的類推。其次，老師應(yīng)重視引導(dǎo)和點(diǎn)撥學(xué)生思維。引導(dǎo)和點(diǎn)撥的主要途徑是語言，語言包括口頭語言和體態(tài)語言。口頭語言要具有準(zhǔn)確性、啟發(fā)性、針對性等特征，體態(tài)語言那么有利于形象地展示原型的構(gòu)造特點(diǎn)及動態(tài)生理過程。最后，老師還應(yīng)幫助學(xué)生明確原型與模型的異同點(diǎn)。只有學(xué)生明確原型與模型的一樣點(diǎn)，才能有效地實(shí)現(xiàn)結(jié)果的類推；只有明晰不同，才能加深對于現(xiàn)象、概念和原理的理解，實(shí)現(xiàn)思維的提升。5.模擬實(shí)驗(yàn)的評價(jià)施行，要表達(dá)多元。評價(jià)具有診斷、導(dǎo)向、改進(jìn)等功能，是生物模擬實(shí)驗(yàn)

11、教學(xué)的重要組成部分。美國心理學(xué)家加德納認(rèn)為，每一個(gè)人的智力都有多種表現(xiàn)形式。因此，我們不可能找到一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來評價(jià)主體施行模擬實(shí)驗(yàn)的情況。模擬實(shí)驗(yàn)評價(jià)方式應(yīng)表達(dá)多元性，可以有評價(jià)目的的多元性，如應(yīng)兼顧知識、才能、情感態(tài)度價(jià)值觀的三維目的；評價(jià)主體的多元性，如老師、組長、組員、學(xué)習(xí)者、家長等都可以參與評價(jià)；評價(jià)方法的多元性，如安置性評價(jià)、過程性評價(jià)和總結(jié)性評價(jià)相結(jié)合。在教學(xué)初始，老師為了理解學(xué)生的已有根底，可以使用安置性評價(jià)獲取相關(guān)信息；在教學(xué)過程中，可以采用形成性評價(jià)，以便隨時(shí)調(diào)整課堂節(jié)奏、方向；在教學(xué)完畢時(shí)，可以采取總結(jié)性評價(jià)，如用學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告、模擬實(shí)驗(yàn)操作展示、試題、總結(jié)等方式，來檢測學(xué)生是否達(dá)成模擬實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的。模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)既是初中生物學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容，也是有效的教學(xué)手段。美國教育學(xué)家蘇娜丹