高中生物教学论文 图表教学法与生物学生实验教学

图表教学法与生物学生实验教学——高中生物新课程(必修)

实验教学初探

【摘要】：实验不仅是锻炼学生实践能力的重要途径，更是激发学生探索兴趣，培养学生创新精神的切入点。图表教学法是面向全体、提高教学时效、培养学生科学素质的重要措施之一。基于形象思维的图表教学运用于实验教学，有利于抽象思维的发展，有助于脑开发。

【关键词】：生物新课程实验教学图表教学法脑开发

一．问题的提出

高中生物新大纲课程目标明确提出：“生物科学素养是公民科学素养构成中重要的组成部分。生物科学素养是指公民参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学知识、探究能力以及相关的情感态度与价值观，它反映了一个人对生物科学领域中核心的基础内容的掌握和应用水平，以及在已有基础上不断提高自身科学素养的能力。提高每个高中学生的生物科学素养是本课程标准实施中的核心任务。”

新大纲还明确提出了“能够正确使用解剖器、显微镜等常用工具和仪器，掌握采集和处理实验材料、进行生物学实验的操作、生物绘图等操作技能。……发展科学探究能力,初步学会：⑴客观地观察和描述生物现象；⑵通过观察或从现实生活中提出与生物学相关的、可以探究的问题；⑶分析问题，阐明与研究该问题相关的知识；⑷确认变量；⑸作出假设和预期；⑹设计可行的实验方案；⑺实施实验方案，收集证据；⑻利用数学方法处理、解释数据；

⑼根据证据作出合理判断；⑽用准确的术语、图表介绍研究方法和结果，阐明观点；⑾听取他人的意见，利用证据和逻辑对自己的结论进行辩护以及作必要的反思和修改。”的课程能力目标。课程具体目标中的知识、情感态度与价值观、能力三个维度在课程实施过程中是一个有机的整体。

操作是一种技能，操作强调动手，行为心理学告诉我们，一种技能需要足够的刺激——反应才能形成，要让学生多动手，从操作的角度培养学生的科学技能。科学知识与技能是构成科学素质的基础要素。实验不仅是锻炼学生实践能力的重要途径，更是激发学生探索兴趣，培养学生创新精神的切入点。

摆在我们面前的社会现实和客观条件容不得我们“从容不迫”地进行“大刀阔斧”，高中学生的时间和精力各位同行也是“心知肚明”。真正分配到生物学科的课堂教学用时和课外用时比例能占有多少？有限的实验教学用时和实验条件下怎样面向全体，提高实验课的教学效率？

二．理论依据和认识

当代脑高级功能模块理论已极大地改变了简单脑机能定位和两半球分工的理论，正以大量新科学事实不断丰富、完善着脑功能模块组装和动态变化规律。“认知神经科学”虽然尚不能描述人脑功能模块的具体细节，但“脑认知功能模块论”正影响和着支持“认知心理学”的发展。

科学事实说明：人脑中的无意识活动的容量是无限的，而意识活动是容量有限的。无意识心理过程在一定条件下自动投射到意识中来，是心理活动的一个重要规律。智力潜能正蕴藏在这些无意识过程之中。自发的创造活动即灵感油然而生、豁然开朗的境界正是源于大量无意识活动，源于头脑中存储的长期经验和经历。脑功能开发正是要创造条件充分利用无意识过程的宝藏使其在必要时投射到意识中来。

脑功能开发的科学内涵是开发无意识心理过程，多接触新事物，浏览新知识，提高无意识过程的蕴藏量，再创造条件充分利用无意识过程的宝藏，使其在必要时迅速映射到意识中

来。脑开发的含义也在于创造条件促进内隐与外显心理活动的相互促进和相互转化。那些能提高两类心理活动间转化效率的教育或训练方法，就是最佳的教育手段。再次，脑功能开发的含义在于创造身心健康发展的良好环境，形成美好情操，促进情感活动对认知过程的激励作用以及认知过程对情感的调节作用，以便高效率地实现目的行为。

从大量教育实践总结出培养学生创造性的必由之路，在于使学生综合运用形象思维与抽象思维能力。形象和抽象思维能力，都是意识活动的能力。

夸美纽斯曾经说过：“可以为教师们找出一条金科玉律。在可能范围以内，一切事物都应该尽量地放到感官跟前”布鲁纳也提出了一个著名的论点：“任何学科都可以用理智上忠实的形式教给任何年龄阶段的任何儿童”。这里，所谓“理智上忠实的形式”，主要是指适合学生认知发展特点的形象直观的思维方式。虽然我们还不能把形象直观视为能够解决一切教学难题的万灵丹，然而它的的确确是提高教学质量的一个重要手段，一个不可忽视的法宝。

沙塔洛夫认为：“既然人们能借助于各种新的生产工具减轻体力劳动的负担，作为教师就应该创立一种科学的教学方法，以减轻学生的负担。”提高教学质量的“纲要信号”图表教学法正是基于这一观点建立起来。

图表教学法，是以图解或制表为主要教学手段的教与学的方式和方法。一般由图形、符号、指示线或箭头和说明文字等用实虚线条组合而成。制表具有归纳,比较的效能。图表教学法的基本环节是选编、传达和掌握,基本方式是据文设图和以图析文。

图表的选编必须遵守科学性原则、逻辑性原则、形象性原则和简明性原则。

图表有助于促进学生的形象思维。第一，图表中图文结合，这利于实现脑功能模块的预感和直觉理解功能与脑功能模块的逻辑分析功能相匹配。第二，形象思维以图形为基础，思维形式有表象、意象、示象、想象等。想象是高级思维形式，而且有创造性。

从李吉林的“情境教学”理论的角度来说，图表可以起到创设情境的作用，实验课本身也是一种教学情境。

三．图表教学法在实验教学中的操作

㈠.动机阶段：

于课前印发以图表

．．为基础的“实验课学案”或“实验预习提纲”(较多采用填空式)。

其目的在于使学习者明确实验目的、原理和操作步骤，有准备地进入实验室。同时有助于“学有困难”的学生较好地预习实验。教师在学生进入实验室时进行有意识的抽查，以促成学生养成良好的预习习惯。

【案例1】——实验：《生物组织中可溶性糖、脂肪、蛋白质的鉴定》(学案)

实验目的：初步学会鉴定生物组织中可溶性糖、脂肪、蛋白质的基本方法。

实验原理：某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物，产生特定的颜色反应。糖中的还原糖(如葡萄糖、果糖)，与发生作用，可以生成沉淀。脂肪可以被溶液染成色。蛋白质与试剂发生作用，可以产生色反应。因此，可以根据与某些化学试剂所产生的颜色反应，鉴定生物组织中有糖、脂肪和蛋白质的存在。

材料用具

Ⅰ．实验材料

1.做可溶性糖的鉴定实验，应该选择含糖量较高、颜色为色或近于色的植物组织，

以为最好。

2.做脂肪的鉴定实验，应该选择富含脂肪的种子，以种子为最好，实验前需浸

泡3h(小时)～4h。

3.做蛋白质的鉴定实验，可用浸泡1d(天)～2d的黄豆种子(或用豆浆)，或用。Ⅱ．仪器和试剂

1.仪器：

。

2.试剂：，，。

Ⅲ．方法步骤

1．溶性糖的鉴定

2．脂肪的鉴定色→色

色(或被苏丹Ⅳ染液染成红色

低倍

观察

3．蛋白质的鉴定

Ⅳ．实验结果分析：

某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物,产生特定的颜色反应。糖中的还原糖(如葡萄糖、果糖),与试剂发生作用,可以生成色沉淀。脂肪可以被染液染成色(或被苏丹Ⅳ染液染成色)。蛋白质与试剂发生作用,可以产生色反应。

因此，可以根据与某些化学试剂所产生的反应，鉴定生物组织中有还原糖、脂肪和蛋白质的存在。

仔细观察，找出处于细胞分裂期的细胞，注意观察前期、中期、后期、末

注：分离)

性染料。

：用镊子取出已染色的根尖，放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，在盖玻片上再加一片载玻片，然后用拇指轻轻地压盖玻片。

【案例3】——实验：《DNA的粗提取与鉴定》

(“图表式实验预习提纲”——注：表中实验解析、实验现象、实验结论项留空由学习者完成。)

●目的要求:学会DNA的粗提取和鉴定的方法，观察提取出来的DNA物质。

●实验原理:

1.DNA在氯化钠溶液中的溶解度，是随着氯化钠的的变化而改变的。当氯化钠

的物质的量浓度为mol/L时，DNA的溶解度最低。利用这一原理，可以使溶解在氯化钠溶液中的DNA析出。

2.DNA不溶于溶液，但是细胞中的某些物质则可以溶于溶液。利

用这一原理，可以进一步提取出含杂质较少的DNA。

3.DNA遇(沸水浴)会染成蓝色，因此，可以作为鉴定DNA的试剂。

●材料用具:

1.材料:鸡血细胞液 (5mL～10mL)。

2.用具:载玻片，玻璃棒，滤纸，滴管，试管(20mL，2个)，漏斗，试管夹，量筒(100mL，

㈡.输入阶段：

“实验操作步骤图解”以填空式板书预留,按给出的图表(板书与学案),以提问和谈话式等讲解实验操作步骤及技巧,突出重点,突破难点,指出可能出现的问题和解决办法。

【案例5】——实验：《比较过氧化氢酶和Fe 3＋

的催化效率》(操作步骤预留板书)

【案例

6】——实验：《观察植物细胞的质壁分离与复原》(操作步骤预留板书)

【㈡鉴定与观察：肝脏研磨液2滴㈠制备肝脏研磨液新鲜肝脏

剪碎

⑴低倍观察

⑵高倍观察

“实验操作步骤图表”的板书预留和围绕图表进行的讲解,使学习者对实验步骤有较深的形象感受。步骤明确,实验秩序也就井然了。即使少数忘带实验用书或讲义,也不会茫然。图表教学的方式还可以结合多媒体来讲授和演示实验的操作步骤。

㈢.操作阶段：

要求学生按步骤操作，并认真观察、记录。教师在图表式学案或预习提纲中有意设置绘图并要求学生完成，以掌握生物绘图和实验装置绘图技能，为“实验设计”这一更高层次的学习打下基础。教师应挖掘素材，尽可能激发学生的实验兴趣和增加实验体验。

【案例7】——实验：《探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用》

(填空式学案＋实验课堂预留板书) 注：鉴于不能购到α-淀粉酶，固以唾液淀粉酶替代。

4～5滴斐林乙液

( 0.05g/ml CuSO4 )

2ml斐林甲液

虚线框内留空由学生在实验操作的空隙时间完成。

【案例8】——实验：《叶绿体中色素的提取和分离》(实验课堂预留板书——实验步骤图，其余略)

㈣.反馈阶段：

㈤.巩固阶段：

通过“图表式学案”在完成预习、实验操作和实验报告后，实验板书图表自然成为教师进行课堂小结的材料。“图表实验学案”也就自然成了学生手头的复习资料。

【案例10】——实验《显微镜的结构及其使用》

注：原表以“填空式学案”印发学生，篇幅所限本文将表进行了压缩

基本操作步骤：

⑴.安放→⑵.对光→

表实验学案”的内容体验较为深刻。

㈥.提高阶段：

实验设计是较高的能力要求，《生物课程标准》倡导“探究性学习”的理念，必修教材中增加了“植物向性运动的实验设计和观察”实验，该实验是新课程教材作为“实验设计”的一个典型范例，教师也常以此实验作为学生“研究性学习”的课题。笔者归纳此表谨做为学生完成设计方案后之示例，目的在于让学生自我检查对照，发现自己的薄弱环节。

实验设计能力的提高是多方面的，必修课程所规定的必做实验也同样蕴含科学研究的一般方法。在以上“实验图表学案”和实验教学中本人以“明确实验目的—理解实验原理和方法—分析材料步骤，猜想实验设计的意图—实验操作观察—结果记录分析”教学线路来组织教学，其目的就在于把培养学生的实验设计能力落实在循序渐进的日常教学中。

四．新课程实验教学中“图表教学法”运用的体会

高中生物新课程提出了“面向全体学生、提高生物科学素养、倡导探究性学习、注重与现实生活的联系”的理念。

高中阶段是公民科普教育较高级阶段，在实验教学中，教师当以“引导学生正确、认真地完成规定实验，客观、细致地观察和描述实验现象，根据实验现象和证据进行合理地判断和分析处理，准确地总结和表达实验过程并阐明观点”的能力目标为己任，树立实验的规范意识和求是意识，倡导和培养学生的质疑意识、探究意识和创新意识。

不注重基础知识和基本技能的“创新、探究”，无疑是在建造一座“空中楼阁”。我们的教育观念刚从一个“极端”迈出第一步，切不要又步入另一个“极端”。

“图表教学法”的载体是图解和表格，图解有图形，有助于培养学生的观察力和想象力；制表有较强的概括性和对比性，有助于培养学生的归纳、对比的逻辑思维能力；图文结合，有助于大脑预感和直觉理解功能与大脑逻辑分析功能相配合；“图表教学法”与实验教学的结合有利于大脑各高级功能模块的协同。

“图表教学法”的简明性，有利于教学面向全体。普通高中学校学生，“学有困难的学生”比例较大，学习主动性较为欠缺，采用“图表式学案”在一定程度上较好地调动了他们学习的积极性和主动性。对于程度较好的学生来说，“图表式学案”，减轻了他们学习的负担，提高了学习的效率。

“图表教学法”以基础知识为出发点结合图、表编排教学的主线和教学的基调，从实验课的教学组织来看，较好地提高了实验课的时效问题。

“图表教学法”不仅能用于“演视、讲听、组谈、引做、启思”等各种教学形式的课堂教学活动，而且还能推广运用到自学阅读、自习练习作业和其他课外学习活动以及学业成绩的测验和评定中。