生物学科是一门实验学科,实验是研究生物科学的基本方法,运用好实验教学法,对于提高学生的学习兴趣,和学习的积极性、主动性、提高教学质量,培养学生理论联系实际和实事求是的科学态度,提高学生的素质都有十分重要的意义。而探索性实验教学方法是一种传授新知识的实验教学方法,学生通过观察和实验以及对实验结果的分析、讨论而获得知识。这种方式适用于实验材料容易得到,实验需要的基础知识较少,实验操作难度不大的教学内容。现行生物教材中的大部分实验和演示实验等教学内容都可以采用这种方法进行教学。由于这种教学方法适合学生的心理特点和认知规律,有利于调动学生的积极性和创造性,能够充分发挥学生的主体作用,教学效果良好。那么应该如何实施探索性实验教学法呢?

探索性实验教学法可以以如下三种形式进行实施:

1.边实验边分析讨论

这种形式的每一步都是由教师提出问题开始,教师启发、指导学生通过观察来寻找答案,并将答案叙述出来。

这种形式适合于以观察为主的实验,特别对于那些独立观察能力不强的学生,采用这种形式有助于督促学生进行有目的地观察和思考。由于在实验中学生的探索活动处在教师的严格控制之下,教学的管理比较容易。如在教授初中植物《茎的输导》这一节时,可将“水分和无机盐通过导管向上运输”的演示实验设计成边讨论、边分析、边实验的形式。选取白色花的玉兰枝条,下端插在盛有稀释的红墨水的瓶中,放在阳光下,待白色的花变红了,开始引导学生进行分析讨论及进一步观察。问:白色的花为什么变红?引导学生答出:墨水中的红色物质运输到了花中去了,说明了茎有输导作用。再问:茎的结构有好多部分组成,到底哪个部分有输导作用呢?指导学生观察茎的横切面,得出:茎的木质部被染红了,红墨水是由木质部运输的。继续问:木质部有导管和木纤维,红墨水是通过哪个部分运输的呢?指导学生用放大镜观察茎的纵切面,得出:木质部中只有导管染红了,红墨水是通过导管运输的。最后得出根吸收水分和无机盐是通过茎中的导管运输的结论。

这种教学形式要求教师提出的问题要简洁,逐步递进。在事先教师要对学生可能做出的回答有充分的估计,使问题和引导既朝着既定的目标进行,又避免问题中存在的暗示因素。再实验在实验操作方面,教师对学生可能出现的问题和困难要有预见性,特别是对于操作能力差的学生,教师应采取有效的措施帮助他们完成实验任务。

2.把实验分段并讨论

这种形式是把一个实验分成几段,教师分段讲解操作方法,提出本段要解决的问题,由学生分段独立完成实验,每段实验结束以后,在教师的引导下,学生分析、讨论,得出本段实验的结论,全部实验结束以后,再将各分段实验的结论进行分析和综合,得出整个实验的结论。

这种形式适于在学生已具有初步的实验技能和自制能力的情况下使用。在实验内容较多,学生的操作技能不够熟练,需分析的问题比较复杂,或者学生的自制力比较差一点时,分段应该多一些,随着学生的能力提高,分段可逐渐减少,并过渡到先实验后分析讨论的形式。这种形式既可以使学生的学习主动性和能力在一定范围内得到发展,有利于学生得出正确的实验结论,课堂纪律也比较容易控制。

在采用分段实验和讨论的组织形式时,教师首先要考虑如何分段,教师应根据实验内容各部分之间的相互关系、操作方法的变化和复杂程度不同,实验观察与分析难度不同及实验时间长短来进行分段。分段确定后,对教学中必需的旧知识,新的操作技术和观察的内容,步骤等,要根据分段的情况和教学的需要,安排在不同的时间讲授。有共性的问题放在整个实验前交待,与各分段有关的问题放到每一段实施之前。这样既有利于实验的进行,又节省时间。

3.先进行实验,后进行讨论

这种组织形式要求教师在实验前提出一系列与实验有关的问题,规定实验操作与观察记录的顺序,并交代清楚关键的操作技术和注意事项,以帮助学生明确实验目的、要求,然后由学生独立完成整个实验过程;最后在教师的组织下,通过讨论、分析得出正确的结论。这种教学方法有利于培养学生独立思考的能力和锻炼学生的实验技能,但教学难度较大,只适合已获得一些实验技能,自控力较强的学生。由于这种组织形式有一定的难度,所以,在实验前教师应组织学生做好复习,为学生的观察、思考提供必需的知识,同时复习已经学过的、课上要运用的操作技术,以保证实验的顺利进行。

在采用先实验后讨论的形式时,教师提出的问题必须十分细致明确,顺序清楚,这样学生的实验的观察才会具体,到位。例如,在观察水螅时,如果只笼统地提出要求观察体形、进食情况和刺激后的反应,而没有具体的内容,学生的观察就会很粗略,不能形成深刻、清晰的印象,既不利于对观察能力的培养,也使以后的讨论难以进行。

这种组织形式的一大优点是教师可以有时间去帮助个别有困难的学生解决实验中的难题,并检查学生完成实验的方法是否正确和质量如何。如发现学生中存在共性的问题时,可要求学生暂停实验,待说明和解决问题之后,再继续进行实验。

通过探索性实验教学法,可以从多方位培养学生的能力,例如,分析思考能力、自学能力、语言表达能力、动手动脑能力等,但在采用探索性实验教学法时,还应当注意以下三个问题:

第一:在实验观察时应以独立观察为主,同学之间可以互相帮助,但不允许学生翻看教科书,从书中寻找答案来代替观察。

第二:如果观察或操作的内容过多,较复杂,教师应用板书或板图给以提示,如果观察的内容是生物的结构,还应出示有各结构名称的挂图,有利于学生把实物与挂图对比,理解得更彻底。

第三:在分析讨论时,教师应对学生正确的结论适时肯定,并纠正不正确的结论。讨论时应让学生充分表达自己的意见,不要过早肯定正确的结论,而使错误的结论得不到表达,这样也不易发现不正确结论的原因。应通过引证实例或排除产生错误的原因来纠正错误的结论,不能简单地否定和压制学生的不同意见,以免挫伤学生的学习积极性。