谈课堂教学中生物学实验思想的建立

李红宇

摘 要：从认知规律入手利用经典实验中的思路，增强学生对实验的分析能力，学会从结果中找出结论，最终找到实验的一般

思路。

关键词：经典实验；认知规律；有效性

生物学是一门实验的科学，它在实验中建立，在实验中发展，也将在实验中不断完善。生物教师作为学生对于生物知识获取的启蒙者，应该不断渗透、强化学生的生物学实验思想，让学生真正意义上把握生物这一门学科。这就必须在符合学生的认知规律的前提下才有可能实现，认知规律告诉我们：学生在掌握知识的过程中包括了同化—顺化—平衡的一般模式。人的认知发展不是一种数量上简单累积的过程，而是一个能动的、连续的、不断建构的过程，同时这种建构是开放的，每一阶段都是前一阶段的延伸，而前一阶段的认知是后一阶段认知构建的先决条件。它的基本内容如下：

植物生长素的发现这一节内容介绍的生长素的发现历史中，有层层相扣的经典实验，有严密的逻辑关系，蕴含了深刻的科学道理，是运用认知规律来培养学生建立科学实验思路的好材料。在这一节课中我尝试了这样的教学思路，以引导学生去建立科学的实验思想。

一、从科学原则出发，增强学生的实验分析能力

当个体在感受到外部信息时，会对信息输入进行改变、过滤，按照自己的认知把它们纳入头脑中原有的认知结构之中，使之成为自身的一部分；同时，原有的认知结构内含得到了扩大。在这个实验过程的教学中，对于每一个科学家实验的设置和结果，书本无疑是讲的非常明确的，那么，教师的任务就绝不应该是照本宣读，把结论强灌给学生，这样的结果就像让他们喝了一杯淡而无味的白开水，你讲得东西一会儿就消散于他们的汗液中不见踪影。所以，我思考用他们已知的实验科学原理来引导他们来分析这些实验，从而加深对生物实验原则的把握。课堂的一开始我就设计回忆生物学实验的两大原则：对照原则和单因子变量原则，然后，让学生分析每一个实验是如何体现这些原则的？例如：

在实践这个想法后，我发现虽然每一个实验学生都能比较正确地分析变量，找出对照的思路，但是对于结论的描述没有头绪，不能很好地表达出来。而且学生对这些实验只停留在单纯地认识每一个独立实验的阶段，没有从整体上把握它们的联系，所以给出的结论有本末倒置的现象。例如，有的同学对达尔文实验一开始就得出结论，生长素能促进胚芽鞘尖端的生长。这促使我又开始了下一步的思考，怎样才能让学生逻辑地掌握这些实验连贯的本质呢？如何让学生正确地得出实验结论？

二、找出联系，从结果到结论

当个体遇到有些新的信息无法用原有的认知结构来同化时，就会对原有的认知结构加以修改，或者重建以适应环境，这就是顺化的过程。从学习的角度看，顺化也就是修改原来不完整、不全面，甚至是错误的概念、观点、方法，从而得到新的认识、解决新问题的过程。

1.找出“冲突点”

在设计前首先要弄清楚学生原有的认知结构是怎样的？这种认知与新知识和新问题发生冲突的地方可能会在哪里？帮助、引导学生找到这些“冲突点”，加以分析、解决，调整原来的认知结构。例如，在教学达尔文的实验后，教师可以设计提问“生长素有没有被发现”的问题来纠正学生所下的结论中出现生长素的错误。

2.创设新情境

在教学中创设出能够与学生原有的认知发生冲突的、新的问题情境，通过这种冲突，使学生发现自己的认知缺陷，加以分析和解决，从而使认知结构得到发展。例如，在拜尔实验前提问如果没有单侧光会不会出现弯曲生长的现象呢？引起大家对于向光性本质的思考，而不是仅仅停留在表层。

3.挖掘内在联系

在研究了实验解决的问题后不难发现，整组实验都是为了找到向光性的本质，都是在原有实验的基础上作的进一步的探究，所以，我用问题把每个实验没有探究的问题加以梳理，引导学生去设计下一环节和书本的经典实验进行比较。我设计的串联方法使学生把这组实验看成一个整体，而不再脱离开来，使这些实验的结果也呈现一定的推进关系，深化了学生的记忆。

4.从结果到结论

学生对于结论的描述总会出现一定的偏差，我将结果与单因子变量紧密联系，启发学生从中得出有逻辑的联系，那就是最简单的结论表达的方式。例如达尔文实验，学生总结单因子变量有单侧光，尖端的有无，感光部位（尖端）和弯曲部位（尖端以下伸长区），结果是向光弯曲生长（背光侧比向光侧生长快）。那么结论的构建就是单侧光刺激了（感光部位）尖端，使（弯曲部位）尖端以下伸长区（背光侧比向光侧生长快）出现了向光弯曲生长。由此让学生学会简单的串联的方法，帮助他们写出符合实际的结论。

了解这些东西之后，学生能不能应用其中的思路来解决实际的问题呢？我通过一些习题发现学生对于实验的结论印象深刻，但是用到具体题目中还没有想到这些实验中的具体方法。我想教师这时候的任务就很明确，帮助他们举一反三，找到实验的思想精髓。

三、借助经典题，强化思路

同化是认知结构数量的扩充，而顺化则是认知结构性质的改变。个体就是通过同化与顺化这两种形式来达到与周围环境的平衡：当个体能用现有认知结构去同化新信息时，他就处于一种平衡的认知状态。而如果现有的认知结构无法同化新信息时，平衡即被破坏，个体就会作出顺化，来修改原有的认知结构或创建新的认知结构，顺化的过程就是寻找新的平衡的过程。个体的认知结构就是通过同化与顺化过程逐步建构起来，并在“平衡—不平衡—新的平衡”的循环中得到不断的丰富、提高和发展。所以我把本节课最后部分的重点放在经典实验思路的应用，通过一些实验中体现出的上述思路，把经典思想以题目呈现出来，让学生把前面把握的科学实验原则，经典实验方法进行应用，从而掌握实验设计的一般方法，达到新的平衡的状态。这一节课我重点发掘出几个要点：①拜尔实验，荷兰学者Frits.Went的实验条件都在黑暗中，可排除单侧光对实验结果的影响。②当研究某种激素的作用时，要考虑是否需要排除已有激素的影响。如：胚芽鞘尖端该如何处理？③怎样处理相关数据使实验更准确？

上完这一节课以后，我觉得自己对于经典实验的教授课又有了新的认识，我们不能仅仅看到这些实验的表象，还要透过现象找到其本质：一种实验思想精华。从认知心理发展的角度来看，帮助学生通过同化和顺化来完成好自我调节使认知结构得到发展，是一切教学活动的中心任务。这个任务完成得好的教学应该就是有效教学，这个任务完成得不好的教学应该就是无效教学。学生的认知结构能得到有效的发展，学生必然会找到解决问题的正确方法，体验到学习的快乐。

同时我感觉到课堂上的不足是提问涉及的面较小，要把全体同学的积极性都调动起来，我的设想是利用分组进行具体实验的操作，然后从各组经典实验中再现结果，让同学们都参与其中，并结合同学的讲解来进行，这是我在以后课堂教学中具体要努力的方向。

实验思想是智慧的闪光，是经验的积累，是学生宝贵的财富。教师应该不遗余力地在日常课程中渗透这一思想，让它成为学生解决问题的一部分，这才是一个生物教师的重要职责。

参考文献：

皮亚杰.皮亚杰教育论著选.北京：人民教育出版社，1990.

（作者单位 江苏省常熟市中学）