在“大班额”教学中开展探究实验的实践与思考，本文主要内容关键词为：大班论文,教学中论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
课改至今，笔者通过到一些学校听课、参加调研活动和对学生在会考中探究实验题目的答题情况分析发现，生物学新教材中的探究实验完成情况并不理想，部分学校只安排了个别探究实验，对于那些相对来说准备工作繁琐、持续时间较长、材料或用具的配置花费较大、培养材料占用空间大、操作难度大、课堂组织困难等类型的探究实验，开齐的学校甚少。究其原因，主要集中在：①班额过大(部分初中学校每个教学班60多人)，探究实验需要的材料用具量过多，配备困难；实验课组织教学困难，课堂秩序难以调控。②初中生物学科的会考成绩对学生升学影响不大，学校不够重视，主要表现在：实验教学经费投入不足、缺少实验仪器设备；没有配备专职实验员或兼职实验员，导致任课教师的工作量额外增加；随意缩减课时，导致授课内容和实验内容的被动压缩。③部分教师本身重视程度不够，认为少做或不做某些实验对学生的会考成绩影响不大，不愿意准备费时、费力的实验。
我校生物学科教师以积极的态度，在大班额(教学班60人左右)现状暂时无法得到解决的情况下，集思广益，创造条件组织各种类型的探究活动，克服困难、开齐探究实验，引导学生参与部分或完整的探究过程，为培养学生的自主探究能力和创新实践能力提供了充足的机会和广阔的空间。教师以优质的教学质量、以提高学生多种能力和学科素养的优秀教育教学成果，赢得了学校、家长、学生对生物学科的重视和支持。
1 开展探究实验的策略和方法
人教版义务教育课程标准实验教科书《生物》的四册中，共有“探究”21个，“模拟探究”2个。如何在“大班额”教学中贯彻课程标准要求，并结合学校的实际情况，创造性开展探究实验，尤其是实验设计能力要求高、实验难度大、材料或用具的配置花费较大、课堂组织困难、材料培养占用空间大、持续时间较长、准备工作繁琐等类型的探究实验，我校进行了以下的探索与实践。
1.1 实验用具的配置花费较大、组织难度较大类型的探究实验探究“植物对空气湿度的影响”，是人教版七年级上册第一单元第二章第三节的内容。教参中提供了探究实验的三步建议，其中“第二步，学生课下测量，分析数据，得出结论。”这对“大班额”来说落实起来较难，主要原因：①购买大量的干湿计需要较多的资金，需要解决合理分配、循环使用的问题。②若课下测量，学生的安全问题以及干湿计的保管等问题需妥善解决。③在有限的课时内既要训练学生的测量方法，又要培养学生收集和处理数据的能力。根据学校的实际情况，我们采取了以下做法：
(1)2名任课教师任12个班级的生物课，每个班级60人为计，2人一组，购买62个干湿计(损耗除外)就可以满足2名教师同时在2个班级上探究实验课的需要。为便于管理，同位两个学生用一个干湿计，作为一个探究小组(A组)，前后位各为一个探究小组(B组和C组)，6人作为一个单元组。照此全班可以分为10个单元组，活动期间由学生自选单元组组长负责纪律管理、制定小组计划、确定收集数据和处理数据的方法。
(2)每节课(45分钟)，上课时，教师引导学生思考和讨论教材中6道思考题，指导学生学会使用干湿计，约15分钟。然后由各单元组长带领A、B、C三个小组在校园内分别测定裸地、草地、灌丛的空气湿度。在有限的时间内，每组至少可以测得三处的空气湿度数据各一个。将小组获得的数据在单元组共享，作为重复实验。10个单元组共享数据的平均值可以作为该班一天中某时间段(早或中或晚)测得的裸地、草地、灌丛的空气湿度。通过合作，每个学生既学会了运用干湿计测量的方法，也培养了学生收集和处理数据的能力。下课后由组长将干湿计收回，既避免了干湿计的损坏丢失，又不影响后面班级的循环使用。
(3)班级上课时间不一样，可将上午1、2节上课的班级测得的数据作为早晨数据，将第4、5节课测得的数据作为中午数据，将下午第7、8节课测得的数据作为傍晚数据。教师记录下同一天在不同时间段上课的班级测得的数据，提供给各班学生，帮助每个班的学生都能获得一天中不同时间段(早、中、晚)的裸地、湿地、灌丛空气湿度数据。教师也可以自己利用课余时间收集不同时间段的测量数据，作为补充完善数据的重要参考。通过数据共享，为学生提供了丰富的数据资料。
(4)第二课时，指导学生用不同的方法处理相同的数据。学生对数据的处理方式独特新颖：有的用柱状图表示同一时间内裸地、草地、灌丛中湿度的差异，有的用曲线图表示某处早、中、晚湿度的变化，有的把三处一天的变化曲线画在同一个坐标图中，比较三处一天内的湿度变化的异同……课上安排时间让学生交流实验结果、结论，展示对数据的处理方式。通过交流以及自评、互评、教师评价，学生们能够正确分析实验中出现的问题，同时也掌握了多种收集和处理数据的方法。
以上做法的优点主要体现在：①小组组合方式简单有效，干湿计分配使用合理。小组合作也便于组织管理和对数据的收集、统计。在活动中小组成员团结互助，合作意识增强。②由于将干湿计课内用完收回保管，既降低了损坏率，也节约了资金(干湿计可以多年循环使用)。③探究实验在校内有序完成，消除了在校外进行的安全隐患。当堂解决问题，活动效率高，减轻了学生的课外负担。④班级内、班级间的数据共享，为学生收集和处理数据提供了丰富的资料，也节省了时间。
1.2 材料用具需要量较大，培养材料占用空间较大、持续时间较长类型的探究实验“探究种子萌发的环境条件”是人教版第三单元第二章第一节的内容。教材提供了探究实验的背景资料、探究提示、实验装置参考等。“大班额”情况下在校内完成探究实验存在的主要问题：①实验需要较多的材料用具，材料用具的准备既要因陋就简，又要符合对照实验的基本要求。培养材料需要较大的空间，这就需要教师创造条件，合理设计、利用实验室的有限的空间，同时争取学校在资金等方面的支持和帮助。②培养材料的过程持续时间较长，探究活动需在课外延伸，利用课外一定的时间并坚持数天才能完成，需要教师参与活动并给予适当的指导等。根据学校的实际情况，我们采取了以下做法：
(1)赢得学校的支持，设计并制作了了12×8个格子的木质玻璃门立式橱子置于实验室后方，作为分组实验培养生物材料的“生物角”，充分利用了实验室的立体空间，橱子可以供给多届学生循环使用。为了有序管理，每个班级安排1列8个格子，每个格子供2个4人小组合作使用，贴上班级和小组标签。
(2)在如何节省培养空间的问题上，学生们提出了很多有创意的方案。最终采纳的是：用一次性透明口杯代替教材参考装置中的瓶子，用透明小塑料袋、橡皮筋封口，4人为一个探究小组，12个班级的实验装置可以有序地摆放在“生物角”，便于培养、管理、观察、记录。探究温度变量的装置有序放到实验室的冰箱中。
(3)学生每天中午到“生物角”观察、记录种子的萌发情况，教师对学生在探究活动中表现出来的积极性、创造性、合作意识予以赞赏，对出现的问题适时点拨。
(4)探究活动全部结束后，教师及时为学生搭建交流平台，组织学生汇报交流本组的探究过程、结果、结论，对不同于其他组的结果和结论，鼓励学生共同分析原因。
在师生的共同努力下，课内探究和课外探究得到有机的结合，取得了很好的实验效果。
1.3 要求学生自己设计一个完整的探究实验并实施，难度较大的实验类型 模拟探究“酸雨对生物的影响”、探究“废电池对生物的影响”是人教版七年级下第四单元第七章第二节中的内容。为了在有限的教学资源条件下实现“面向全体学生”的课程理念，达到课程目标的要求，根据学校的实际情况，进行了以下尝试：
(1)在每个班级采取了自愿报名、随机抓阄抽取5个同学的方法，抽取了12个班级的60名同学参与探究的全过程，主要意图是在现有的条件下最大限度地让每个班级的同学直接或间接地参与该探究全过程，公平对待学生和班级。
(2)为满足不同层次的学生的探究愿望，为学生准备了多种供选用的材料用具，如多种植物(小麦、菜豆、黄豆、黄瓜等)的种子、小麦幼苗，以及足够数量的培养皿、塑料喷壶。将教材建议“配制pH为4的模拟酸雨、配制某浓度的废电池浸出液”拓展为配制不同pH(pH=3、4、5)的模拟酸雨、不同浓度的废电池浸出液。将各种溶液分装在贴有标签的塑料喷壶内，便于学生做对照实验时对“喷洒等量溶液”的控制，使实验更加严谨。
(3)与学生合作，将每次活动的过程、实验材料的生长变化情况以及最终对实验结果的分析、展示和汇报交流场面等，用数码相机、录像机详细记录下来，精选图片和片段制作成课件，作为共享的学习资源。
(4)实验结束后及时举行报告会。报告会先在参与实验的60个学生之间举行，然后在每个班级举行。组织学生通过课件展示的方式进行实验过程回放、实验全过程的介绍。通过师生互动、生生互动答疑解惑，较好地实现了学习资源的共享。通过报告会，使没有亲历实验的每位学生对科学探究的一般过程和方法也有了比较全面的了解。
1.4 准备工作繁琐，操作步骤复杂、条件要求较高类型的探究实验探究“检测不同环境中的细菌和真菌”是人教版八年级上册第五单元第四章第一节的内容。初中学校现有条件下难以做到让全体学生参与探究实验的全过程。主要原因：①完成本实验需要配制大量的适于细菌和真菌生活的培养基。配制培养基的材料(如牛肉膏、蛋白胨等)价格较贵。配制过程步骤复杂。②需要多种试剂和用具(如氯化钠、牛皮纸、烧杯、培养皿、扭力天平、灭菌箱、恒温箱等)。本探究实验侧重于让学生学会检测不同环境中的细菌和真菌的方法。根据学校的实际情况，我们采取了以下做法：
(1)教师创设丰富的问题情景引导学生进行探究，鼓励学生设计多种不同的探究方案，并对方案实施过程中应该注意的问题进行充分讨论，尤其明确接种时应当注意的问题，完善探究方案。
(2)教师承担培养基的配制工作，并将培养基的配制过程用数码相机、录像机详细记录下来，制作成真实直观的课件，上课时给学生介绍，便于学生了解、掌握培养基的配制原理和一般方法步骤。
(3)由于培养基的配制条件有限，每个班级提供8套盛有培养基的扣合密封的培养皿。全班分成4个组，每组2套培养皿。
(4)在课堂上让学生自主选择采集细菌和真菌的环境并进行接种。同时建议各组选择的环境尽可能不同，以保证探究实验的结论更接近事实。尽管每个班级只能接种选自4种环境的细菌和真菌，但12个班级48个培养皿的接种环境基本上涵盖了学生们想探究的多种环境。学生采集细菌、真菌的环境包括：口腔内部、手指、衣服、头发、硬币、大桶水、课桌、课本、笔杆、讲台、鼠标、窗台、门把、教室空气等。接种完毕，贴好标签(班级、小组、接种地点、日期)。
(5)如果实验时温度适宜，可以将培养皿集中放在实验台上。如果温度较低，可以借助实验室的恒温箱培养。各小组成员每天对本组培养的菌落进行观察记录，也可以与其他小组的同学进行合作交流。
(6)当培养皿中的细菌和真菌的菌落特征明显，清晰可辨时，教师安排上课时间组织学生交流对细菌和真菌分布特点的探究成果。教师从各个班级的实验结果中，挑选出采集不同环境中的细菌和真菌培养出的菌落，展示给各班学生。通过资源共享，拓展了学生视野。
本探究活动除了达到预期的教学目标外，还有意外的收获：由于学生们亲眼目睹了在手指、硬币、大桶水、课本、笔杆、鼠标、门把等处采集的细菌和真菌培养出的菌落，对搞好个人卫生和环境卫生的重要性有了更加深刻的认识。如有些学生改掉了将手指或笔杆放到口中含着的习惯，部分学生改掉了下课不洗手就餐的习惯。学生们还给学校提议，定期清洗饮水机，保障饮水安全等等。
2 收获与思考
2.1 探究实验激发的浓厚学习兴趣转化为学生热爱生物学科的素质和志向 兴趣是人类认识客观世界的一种心理表现，是一个人获得知识，开阔视野、努力学习的一种强有力的内部驱动力。探究实验具有真实、直观、形象、生动、目的性操作等特点，学生在实验操作过程中，克服困难，通过各种感官，动口、动手、动脑，获得了实验的成功，由成功的喜悦而产生的间接兴趣和学习愿望转化为热爱生物学科的素质和志向，对生物学科的学习热情大大提高。这种实验教学的结果得到了体现：我校生物学科会考成绩历年全市领先；多年来多人次在全国生物奥赛获奖，学校屡屡夺得奥赛“优胜学校”奖牌；学生们踊跃参加生物选修课，从事生命科学研究已成为许多学生未来的梦想……
2.2 探究实验提供的丰富学习情境使学生得到科学方法的训练和多种能力的提高在探究实验中学生们得到了科学方法的训练，如如何运用技术手段从客观世界中获得第一手资料，并对这些资料进行整理、加工和分析，得出规律性的结论。尤其是如何设置对照、控制实验变量、设置重复组等。学生通过实验前的准备工作、实验操作过程中的观察和思维活动、实验后的总结和报告等实践活动，他们的观察能力、思维能力、实验能力、自学能力、研究能力和创造能力等都得到了不同层次的提高。
2.3 探究实验的形式多样化发展了学生的主体性、培养了学生的优良品质 在教师的引导下，学生们积极参与探究实验的各项活动，并在活动中培养和发展了主体性。其中，学生自己设计实验，是主体性的突出表现。他们在设计过程中，既要综合运用所学的知识和技能，又要考虑实验方案的科学性、可行性和简约性等原则，最终完成合理的实验方案。不少学生设计出的探究实验方案颇具创造性。
探究实验还培养了学生实事求是的科学态度、严谨细致的工作作风、坚韧不拔的意志品质、团结互助的合作精神、爱护公物的优良品德。
2.4 探究实验的创造性体现了师生开发、建设、完善新课程的主体意识并促进了教师的专业发展在探索“大班额”教学中创造性开展探究实验的实践中，师生们表现出来的睿智和创造性，充分体现了师生开发、建设、完善新课程的主体意识，体现了教师创造性地把课程理念、课程目标、课程体系及内容渗透到教学中，以实际行动填补着教材留有的空间。
在探究性实验中，如何让学生在教师的指导下围绕某个问题进行探究、观察现象、分析结果、发现科学概念或原理。
如何让学生体验能动认识客观世界的经历，以获得知识、培养技能；如何突出学生的主体作用、运用好小组的基本组织形式等，需要教师不断积累经验并形成规律性认识，在此过程中，教师的专业素养也得到发展。