談?wù)n堂教學(xué)中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)思想的建立

李紅宇

摘 要：從認(rèn)知規(guī)律入手利用經(jīng)典實(shí)驗(yàn)中的思路，增強(qiáng)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的分析能力，學(xué)會從結(jié)果中找出結(jié)論，最終找到實(shí)驗(yàn)的一般

思路。

關(guān)鍵詞：經(jīng)典實(shí)驗(yàn)；認(rèn)知規(guī)律；有效性

生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)的科學(xué)，它在實(shí)驗(yàn)中建立，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)展，也將在實(shí)驗(yàn)中不斷完善。生物教師作為學(xué)生對于生物知識獲取的啟蒙者，應(yīng)該不斷滲透、強(qiáng)化學(xué)生的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)思想，讓學(xué)生真正意義上把握生物這一門學(xué)科。這就必須在符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律的前提下才有可能實(shí)現(xiàn)，認(rèn)知規(guī)律告訴我們：學(xué)生在掌握知識的過程中包括了同化—順化—平衡的一般模式。人的認(rèn)知發(fā)展不是一種數(shù)量上簡單累積的過程，而是一個能動的、連續(xù)的、不斷建構(gòu)的過程，同時這種建構(gòu)是開放的，每一階段都是前一階段的延伸，而前一階段的認(rèn)知是后一階段認(rèn)知構(gòu)建的先決條件。它的基本內(nèi)容如下：

植物生長素的發(fā)現(xiàn)這一節(jié)內(nèi)容介紹的生長素的發(fā)現(xiàn)歷史中，有層層相扣的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，有嚴(yán)密的邏輯關(guān)系，蘊(yùn)含了深刻的科學(xué)道理，是運(yùn)用認(rèn)知規(guī)律來培養(yǎng)學(xué)生建立科學(xué)實(shí)驗(yàn)思路的好材料。在這一節(jié)課中我嘗試了這樣的教學(xué)思路，以引導(dǎo)學(xué)生去建立科學(xué)的實(shí)驗(yàn)思想。

一、從科學(xué)原則出發(fā)，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)分析能力

當(dāng)個體在感受到外部信息時，會對信息輸入進(jìn)行改變、過濾，按照自己的認(rèn)知把它們納入頭腦中原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)之中，使之成為自身的一部分；同時，原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)內(nèi)含得到了擴(kuò)大。在這個實(shí)驗(yàn)過程的教學(xué)中，對于每一個科學(xué)家實(shí)驗(yàn)的設(shè)置和結(jié)果，書本無疑是講的非常明確的，那么，教師的任務(wù)就絕不應(yīng)該是照本宣讀，把結(jié)論強(qiáng)灌給學(xué)生，這樣的結(jié)果就像讓他們喝了一杯淡而無味的白開水，你講得東西一會兒就消散于他們的汗液中不見蹤影。所以，我思考用他們已知的實(shí)驗(yàn)科學(xué)原理來引導(dǎo)他們來分析這些實(shí)驗(yàn)，從而加深對生物實(shí)驗(yàn)原則的把握。課堂的一開始我就設(shè)計(jì)回憶生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的兩大原則：對照原則和單因子變量原則，然后，讓學(xué)生分析每一個實(shí)驗(yàn)是如何體現(xiàn)這些原則的？例如：

在實(shí)踐這個想法后，我發(fā)現(xiàn)雖然每一個實(shí)驗(yàn)學(xué)生都能比較正確地分析變量，找出對照的思路，但是對于結(jié)論的描述沒有頭緒，不能很好地表達(dá)出來。而且學(xué)生對這些實(shí)驗(yàn)只停留在單純地認(rèn)識每一個獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的階段，沒有從整體上把握它們的聯(lián)系，所以給出的結(jié)論有本末倒置的現(xiàn)象。例如，有的同學(xué)對達(dá)爾文實(shí)驗(yàn)一開始就得出結(jié)論，生長素能促進(jìn)胚芽鞘尖端的生長。這促使我又開始了下一步的思考，怎樣才能讓學(xué)生邏輯地掌握這些實(shí)驗(yàn)連貫的本質(zhì)呢？如何讓學(xué)生正確地得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論？

二、找出聯(lián)系，從結(jié)果到結(jié)論

當(dāng)個體遇到有些新的信息無法用原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)來同化時，就會對原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)加以修改，或者重建以適應(yīng)環(huán)境，這就是順化的過程。從學(xué)習(xí)的角度看，順化也就是修改原來不完整、不全面，甚至是錯誤的概念、觀點(diǎn)、方法，從而得到新的認(rèn)識、解決新問題的過程。

1.找出“沖突點(diǎn)”

在設(shè)計(jì)前首先要弄清楚學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)是怎樣的？這種認(rèn)知與新知識和新問題發(fā)生沖突的地方可能會在哪里？幫助、引導(dǎo)學(xué)生找到這些“沖突點(diǎn)”，加以分析、解決，調(diào)整原來的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。例如，在教學(xué)達(dá)爾文的實(shí)驗(yàn)后，教師可以設(shè)計(jì)提問“生長素有沒有被發(fā)現(xiàn)”的問題來糾正學(xué)生所下的結(jié)論中出現(xiàn)生長素的錯誤。

2.創(chuàng)設(shè)新情境

在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)出能夠與學(xué)生原有的認(rèn)知發(fā)生沖突的、新的問題情境，通過這種沖突，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的認(rèn)知缺陷，加以分析和解決，從而使認(rèn)知結(jié)構(gòu)得到發(fā)展。例如，在拜爾實(shí)驗(yàn)前提問如果沒有單側(cè)光會不會出現(xiàn)彎曲生長的現(xiàn)象呢？引起大家對于向光性本質(zhì)的思考，而不是僅僅停留在表層。

3.挖掘內(nèi)在聯(lián)系

在研究了實(shí)驗(yàn)解決的問題后不難發(fā)現(xiàn)，整組實(shí)驗(yàn)都是為了找到向光性的本質(zhì)，都是在原有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上作的進(jìn)一步的探究，所以，我用問題把每個實(shí)驗(yàn)沒有探究的問題加以梳理，引導(dǎo)學(xué)生去設(shè)計(jì)下一環(huán)節(jié)和書本的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較。我設(shè)計(jì)的串聯(lián)方法使學(xué)生把這組實(shí)驗(yàn)看成一個整體，而不再脫離開來，使這些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果也呈現(xiàn)一定的推進(jìn)關(guān)系，深化了學(xué)生的記憶。

4.從結(jié)果到結(jié)論

學(xué)生對于結(jié)論的描述總會出現(xiàn)一定的偏差，我將結(jié)果與單因子變量緊密聯(lián)系，啟發(fā)學(xué)生從中得出有邏輯的聯(lián)系，那就是最簡單的結(jié)論表達(dá)的方式。例如達(dá)爾文實(shí)驗(yàn)，學(xué)生總結(jié)單因子變量有單側(cè)光，尖端的有無，感光部位（尖端）和彎曲部位（尖端以下伸長區(qū)），結(jié)果是向光彎曲生長（背光側(cè)比向光側(cè)生長快）。那么結(jié)論的構(gòu)建就是單側(cè)光刺激了（感光部位）尖端，使（彎曲部位）尖端以下伸長區(qū)（背光側(cè)比向光側(cè)生長快）出現(xiàn)了向光彎曲生長。由此讓學(xué)生學(xué)會簡單的串聯(lián)的方法，幫助他們寫出符合實(shí)際的結(jié)論。

了解這些東西之后，學(xué)生能不能應(yīng)用其中的思路來解決實(shí)際的問題呢？我通過一些習(xí)題發(fā)現(xiàn)學(xué)生對于實(shí)驗(yàn)的結(jié)論印象深刻，但是用到具體題目中還沒有想到這些實(shí)驗(yàn)中的具體方法。我想教師這時候的任務(wù)就很明確，幫助他們舉一反三，找到實(shí)驗(yàn)的思想精髓。

三、借助經(jīng)典題，強(qiáng)化思路

同化是認(rèn)知結(jié)構(gòu)數(shù)量的擴(kuò)充，而順化則是認(rèn)知結(jié)構(gòu)性質(zhì)的改變。個體就是通過同化與順化這兩種形式來達(dá)到與周圍環(huán)境的平衡：當(dāng)個體能用現(xiàn)有認(rèn)知結(jié)構(gòu)去同化新信息時，他就處于一種平衡的認(rèn)知狀態(tài)。而如果現(xiàn)有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)無法同化新信息時，平衡即被破壞，個體就會作出順化，來修改原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)或創(chuàng)建新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，順化的過程就是尋找新的平衡的過程。個體的認(rèn)知結(jié)構(gòu)就是通過同化與順化過程逐步建構(gòu)起來，并在“平衡—不平衡—新的平衡”的循環(huán)中得到不斷的豐富、提高和發(fā)展。所以我把本節(jié)課最后部分的重點(diǎn)放在經(jīng)典實(shí)驗(yàn)思路的應(yīng)用，通過一些實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn)出的上述思路，把經(jīng)典思想以題目呈現(xiàn)出來，讓學(xué)生把前面把握的科學(xué)實(shí)驗(yàn)原則，經(jīng)典實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行應(yīng)用，從而掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般方法，達(dá)到新的平衡的狀態(tài)。這一節(jié)課我重點(diǎn)發(fā)掘出幾個要點(diǎn)：①拜爾實(shí)驗(yàn)，荷蘭學(xué)者Frits.Went的實(shí)驗(yàn)條件都在黑暗中，可排除單側(cè)光對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。②當(dāng)研究某種激素的作用時，要考慮是否需要排除已有激素的影響。如：胚芽鞘尖端該如何處理？③怎樣處理相關(guān)數(shù)據(jù)使實(shí)驗(yàn)更準(zhǔn)確？

上完這一節(jié)課以后，我覺得自己對于經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的教授課又有了新的認(rèn)識，我們不能僅僅看到這些實(shí)驗(yàn)的表象，還要透過現(xiàn)象找到其本質(zhì)：一種實(shí)驗(yàn)思想精華。從認(rèn)知心理發(fā)展的角度來看，幫助學(xué)生通過同化和順化來完成好自我調(diào)節(jié)使認(rèn)知結(jié)構(gòu)得到發(fā)展，是一切教學(xué)活動的中心任務(wù)。這個任務(wù)完成得好的教學(xué)應(yīng)該就是有效教學(xué)，這個任務(wù)完成得不好的教學(xué)應(yīng)該就是無效教學(xué)。學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)能得到有效的發(fā)展，學(xué)生必然會找到解決問題的正確方法，體驗(yàn)到學(xué)習(xí)的快樂。

同時我感覺到課堂上的不足是提問涉及的面較小，要把全體同學(xué)的積極性都調(diào)動起來，我的設(shè)想是利用分組進(jìn)行具體實(shí)驗(yàn)的操作，然后從各組經(jīng)典實(shí)驗(yàn)中再現(xiàn)結(jié)果，讓同學(xué)們都參與其中，并結(jié)合同學(xué)的講解來進(jìn)行，這是我在以后課堂教學(xué)中具體要努力的方向。

實(shí)驗(yàn)思想是智慧的閃光，是經(jīng)驗(yàn)的積累，是學(xué)生寶貴的財(cái)富。教師應(yīng)該不遺余力地在日常課程中滲透這一思想，讓它成為學(xué)生解決問題的一部分，這才是一個生物教師的重要職責(zé)。

參考文獻(xiàn)：

皮亞杰.皮亞杰教育論著選.北京：人民教育出版社，1990.

（作者單位 江蘇省常熟市中學(xué)）