浅谈“实验设计”的教学，本文主要内容关键词为：浅谈论文，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。
通过对近几年高考试题的分析可以看出，实验设计的问题是当前高考的热点。这类问题要求学生通过设计实验程序，观察实验结果，来验证生物学事实。问题所需背景知识可依据课本知识，也可不涉及高中所学内容，由试题所提供的材料告知。在解答该类试题时，需要学生阅读材料，弄清问题的来龙去脉，再通过分析、推理、设计出严密的实验方案。由于高考的导向性，使得教师特别重视实验设计的教学，但教学的效果却往往不尽如人意。那么如何进行教学才能卓有成效呢？下面笔者通过两例教学实践比较，以期对同行有所借鉴与启示。
1 初教“实验设计”
【课前】教师进行了充分准备，既阅读了大量的相关材料，也做了很多的习题，从而归纳出解题的一般规则，如图1所示：
【课中】我安排了图2的教学流程：
在说明解题规则时，要求学生针对实验设计的基本框架做好审题与解题过程。审题时，要明确实验目的，了解已知条件，揣摩命题思路，搞清实验原理；解题时要注重规则的运用，具体为：(1)把握实验目的时，要明确验证的“生物学事实”是什么？或“生物学事实”的哪一方面？整个实验要围绕目的而展开。(2)策划实验方法时，要明确常见物质的检测方法有哪些？例如，①淀粉——碘液；②还原性糖——斐林试剂、班氏试剂等；实验结果的显示方法有哪些？例如，①光合速度——O[，2]释放量或CO[，2]吸收量或淀粉产生量；②呼吸速率——O[，2]吸收量或CO[，2]释放量或淀粉减少量等。实验条件的控制方法有哪些？如：①增加水中氧气——泵入空气或吹气、放入绿色植物；②除去叶中原有淀粉——置于黑暗环境等。对照实验的设置方法有哪些？例如，①单一变量控制；②等量的控制等。(3)设计操作步骤时，要注意基本思路及每一环节的关联性与延续性。(4)预测实验结果时，要根据实验情况，对可能的各种结果进行排列组合，注意预测的全面性。(5)得出实验结论时，要根据每一个预测结果，得出相应的结论。(6)规范文字表达时，要注意文字的流畅性与术语的准确性。解题规则讲授完后，我出示一道实验设计的例题，边讲解边演练，整个课堂很安静，学生都在认真听讲，并不时地做笔记，最后我出示题目，让学生练习，并附上参考答案以便学生进行自我评价。
【课后】教学3天后，我对学生进行单元测试，竟发现学生实验设计的得分大大出乎我的意料，15分的实验设计题，学生的平均得分只有4分左右，学生在答题时错误百出，少数学生答非所问，个别学生甚至就没做。这是为什么呢？
应该说这个班的原认知水平和学习基础在整个年级中是比较好的，我自认为自己的授课是精心准备的，该讲的都已经讲了，学生学得也挺认真，为什么结果却不尽人意呢？于是我对学生进行调查，调查的结果显示：学生普遍反映对实验设计题难以轻松解答，课堂上虽然老师已讲得够清楚了，自己也觉得已掌握了，但题目一变换，就不知道从何入手，即使勉强能做出来，究竟是对是错，自己心里也没底，只有看了参考答案才会知道错与对，但自己当时就是想不出来，也考虑不全面。由此可推知我的课堂教学是有问题的，而问题出在哪里呢？经过深刻的反思，终于找到了教学“失败”的主要原因：
1.1 实验设计的掌握与运用是学生学习中最难的部分，它要求学生在理解实验目的和原理的前提下，整体把握实验过程及思路，理解实验程序，分析实验中每一步骤的作用、每一个处理的意义以及各步骤之间的联系。既要知道怎么做，也应懂得为什么这样做。因此在解实验设计类题目时既需要学生能仔细审题，同时又要能随时、准确地提取原有的相关知识，还要会综合运用好有效信息，形成解题方案。在这一系列过程中，只要有一个环节存在着缺陷或差错，都会影响解题结果，而这些环节都需要学生拥有扎实的基础知识、缜密的思维能力与较好的解题智慧作保障。如果学生在这些方面本来就比较欠缺，那么即使教师将解题规则讲得很细，学生还是不会用、不会解的。所以在上实验设计课之前，应该对学生进行诊断，对学生存在的薄弱之处要有针对性地加以提高与弥补。
1.2 这节课的教学是采用常规性的灌输式教学模式，整节课容量大、节奏快，教师以讲述为主，始终处于主导地位，学生则疲于记述，显得很被动；虽然安排有学生练习阶段，但由于时间关系，只有在课堂余下的3min内让学生匆匆完成，然后就出示了参考答案。因此这节课的教学没有很好地发挥学生的主体性与主动性，过多地注重了教师的“教”而忽视了学生的“学”。
1.3 解答好实验设计类题目，需要相应的规则与策略，而对规则的掌握，却需要一个过程，即：“规则的了解→模仿运用→熟练运用→内化成相应的策略”。这一过程对大多数学生来说，是需要经过尝试、总结，慢慢体悟并不断生成的。在这堂课上，笔者却急功近利，教学不得法，将目标定得太高，形成“眼高手低”的现象。对学生的学习进行简单化处理，课堂上没有让学生进行充分的练习与体验，课后也没留适量的变式训练并进行辅导，导致学生的思维得不到发散，知识和能力也就无法迁移。
虽然这次授课是不成功的，但我经过深刻的反思，从中发现了存在的问题，悟出了许多道理。为了能弥补这次教学所带来的“重创”，我积极寻求对策，打算再上一次。
2 再教“实验设计”
【课前】我根据上次课堂的教训，作了精心的准备：既包括对学生学前诊断后的薄弱之处的弥补，也包括教师为这堂课的教学所做的充分的设计与预设。
【课中】教学过程如图3所示：
教师首先出示一道例题，让每位学生动脑思考，动笔设计，尝试进行解答，给学生一个试误的机会；然后教师公布参考答案，让学生进行分析，暴露自己的解题过程。暴露过程要求学生以小组的形式进行讨论，并做到：如果是做对的，要把解题思路公之于众，让其他学生学习借鉴；如果做错了，则必须分析做错的原因，找出犯错误的规律，给重要错误命名(命名的目的在于让师生记住这类错误，以免再犯)，如审题时不会筛选题目的有效信息，或不能挖掘题目中有效信息与设问之间的内在联系，或答题时语言描述不规范，等等。再让学生在小组讨论的基础上，总结出解题规则。由于上次课堂上教师已讲过一个规则，所以有些小组总结出的解题规则基本上与此相似，但有些小组却总结出一个规则如图4所示(教师适当地予以加工)：
他们认为解答实验设计类题目存在着审题与答题两个过程，而且这两个过程都涉及3个方面的要素。审题角度要捕捉有效信息、明确设问意向、利用相关知识；答题的角度要能够提取原有知识、构建解题思路、规范答题过程。这是在教师所说规则的基础上进行更上位的概括，在解题时只要各方面的要素都能做实，并能灵活变通，应该说这个规则更有用。于是教师再出示实验设计的好多变式习题，让学生运用自己得出的解题规则，并在使用过程中，不断地总结、修订、完善，逐渐地内化成自己的解题策略。
【课后】我布置了个性化的作业，针对学生不同情况作不同处理：如果已学会了，可以不做练习，但要加以复习与巩固；如果不熟练，可以继续做一些习题加以强化；如果还没学会，就要花时间向教师或同学请教，力争从不会到会。3天后进行教学单元测试，学生的得分率明显提高，对于同样难度的教学设计题(15分)，学生的平均得分约为11分，错误率明显降低。从调查中可知，大多数学生对解答实验设计类题目能做到心中有数，至少能答个八九不离十。
3 两次教学后的反思
3.1 从教育心理学的角度分析，第一次的教学属于规—例法，这种方法是先由教师给出所要学习的规则，再结合实例由学生练习掌握。在这种情形下，学生进行的是接受式学习。第二次的教学属于例—规法，这是一种教师呈现规则的若干例证，让学生从例证中概括出一般结论的学与教的方法。在这种情形下，学生进行的是发现式学习。在日常教学中，这两种教学方法都有它的适用性，但对实验设计的教学来说，用例—规法教学效果可能会更显著。
3.2 虽然从两次教学后的测试可发现学生成绩有显著的区别，第二次的成绩明显好于第一次，但从严格意义上来说，这样的比较是欠科学的。在第一次教学中教师阐述过规则，分析过例题，也让学生练习过，这种过程或多或少对学生掌握知识有好处。而且第一次教学后的测试，虽然学生考得不理想，但至少让他思考过，在与参考答案比较中也可能分析过，这种体验肯定有利于学生的认知发展；同时通过第一次教学后的测试也使学生明白实验设计的难度，从而增强了学习动力。因此对第二次教学所取得的成功，不能以偏概全，应实事求是地分析，不能抹杀第一次教学的作用。可以说第一次的教学为第二次的教学作好了铺垫，使得第二次的教学才能水到渠成。
3.3 第二次教学最大的特点就是让学生动起来，把激活思维的绣球抛给学生，把充分思考的时空留给学生，把动手解答的机会还给学生，把结果评价的权利让给学生，真正发挥了学生的主体作用，让学生试误、分析、表达、总结、运用、内化。在每一环节中学生都是主人，教师只是指导者与组织者。通过学生主动学习、自主探究的“学”的过程，使学生在解决问题中学习，在学习中生成问题，从而达到对知识的深刻领悟与综合运用，这种教学模式是目前教学改革的方向，也是实施新课程理念的重要手段。
通过这两次课堂实践，使我在教学中学会了反思，在反思中学会了更好的教学策略，有所收获的不仅仅是学生，还有我自己。