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隨著新課改的深入實(shí)施,實(shí)驗(yàn)教學(xué)越來(lái)越成為生物教學(xué)中的重中之重,實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的情感態(tài)度和價(jià)值觀的有效方法,能有效落實(shí)新課程改革。古語(yǔ)云“知己知彼,百戰(zhàn)不殆”,想在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中取得較高的實(shí)效,就必須了解高考中實(shí)驗(yàn)考查的命題趨勢(shì)和題型,經(jīng)過(guò)多年對(duì)高考試題的研究,發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)題型主要有以下幾種:①找出所給材料中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的描述性錯(cuò)誤,并加以改正;②給出一篇不完整的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案,根據(jù)上下文補(bǔ)充和完善相關(guān)步驟設(shè)計(jì);③通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析,得出結(jié)果、結(jié)論;④根據(jù)所給的實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)原理等,簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案;⑤綜合和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的考查主要體現(xiàn)高考命題原則——變知識(shí)立意為技能立意。從歷年的高考試題來(lái)看,實(shí)驗(yàn)往往是學(xué)生答題的一個(gè)瓶頸,是決定學(xué)生得分高低的關(guān)鍵,因此,教師加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究,不但有利于培養(yǎng)學(xué)生掌握知識(shí)的能力,更有利于應(yīng)對(duì)高考。
生物學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,新課改強(qiáng)調(diào)展示知識(shí)的產(chǎn)生、形成、創(chuàng)新發(fā)展的過(guò)程,生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)將肩負(fù)著重要的責(zé)任,同時(shí)也面臨著新的挑戰(zhàn)。目前,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面,生物教師普遍存在著以下問(wèn)題:
①教師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)重視不夠,如許多教師認(rèn)為“做實(shí)驗(yàn)不如講實(shí)驗(yàn)”,反正高考對(duì)實(shí)驗(yàn)的考查是“紙上談兵”;講實(shí)驗(yàn)既節(jié)省時(shí)間,又便于突出和促進(jìn)學(xué)生把握有關(guān)實(shí)驗(yàn)知識(shí)要點(diǎn),繼而“提高”教學(xué)效率。
②班級(jí)多,實(shí)驗(yàn)課無(wú)法安排,絕大多數(shù)學(xué)校缺乏專(zhuān)職實(shí)驗(yàn)員,教師工作量太大,沒(méi)有充足的時(shí)間準(zhǔn)備生物實(shí)驗(yàn)。
③生物實(shí)驗(yàn)室的設(shè)施以及實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)是否充足也都直接影響著生物實(shí)驗(yàn)的開(kāi)出率,由于近幾年高中生物教材的幾次大的變動(dòng),實(shí)驗(yàn)教學(xué)必備的硬件條件有些已落后于現(xiàn)行的教材對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的要求,有些儀器設(shè)備老化損壞等也影響實(shí)驗(yàn)效果。
④教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織能力和操作技能差。
因此,要真正促進(jìn)和改善生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀,優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué),需采取如下的教學(xué)策略。
1教師要不斷提高自身的實(shí)驗(yàn)素質(zhì)
“百聞不如一見(jiàn),百看不如一做”。作為合格的生物教師必須要有較強(qiáng)的動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)技能和一定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理水平,要有較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)意識(shí),愛(ài)崗敬業(yè),肯吃苦、肯鉆研。高中生物實(shí)驗(yàn),雖然不像高等院校的實(shí)驗(yàn)?zāi)菢蛹夹g(shù)含量高、難度大,但很難想象,一個(gè)連實(shí)驗(yàn)基本儀器都不能很好使用、簡(jiǎn)單的維護(hù)都不懂的人,怎么能夠獨(dú)立完成好高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的工作。生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的取材非常關(guān)鍵,材料合適會(huì)使實(shí)驗(yàn)成功率大大提高,生物教師要幫助實(shí)驗(yàn)員準(zhǔn)備合適的實(shí)驗(yàn)材料。
比如觀察細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)的實(shí)驗(yàn),許多地區(qū)都采不到書(shū)上提到的黑藻,用一般材料觀察,常看不到現(xiàn)象,是不是就給學(xué)生交代一下應(yīng)該有什么現(xiàn)象就算了?如果實(shí)驗(yàn)經(jīng)常得不到正確的結(jié)果,或所觀察到的現(xiàn)象常與教材上的結(jié)論不一致,學(xué)生就會(huì)覺(jué)得生物學(xué)實(shí)驗(yàn)不像是科學(xué)實(shí)驗(yàn),生物教師不實(shí)事求是,因此生物教師要不怕辛苦通過(guò)尋找合適的替代材料就顯得相當(dāng)重要(如萬(wàn)壽菊管狀花的花瓣表皮毛、小麥的根毛替代黑藻效果都比較好)。
教師應(yīng)努力提高自身的實(shí)驗(yàn)素質(zhì),對(duì)生物實(shí)驗(yàn)需要使用的儀器、設(shè)備做到規(guī)范操作,實(shí)驗(yàn)操作方法步驟做到科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。另外,對(duì)課本中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)??傊课唤處熞獙?duì)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)予以高度重視,從教與學(xué)的實(shí)際出發(fā),在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不斷提高和完善自己自身的實(shí)驗(yàn)素質(zhì)
2讓學(xué)生逐步認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)在生物學(xué)中的地位和作用
新課程將認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)之一,酶的發(fā)現(xiàn)史、光合作用的發(fā)現(xiàn)史、生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)史、遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)史、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)、遺傳基本規(guī)律的發(fā)現(xiàn),通過(guò)這些史實(shí),讓學(xué)生初步了解生物實(shí)驗(yàn)科學(xué)產(chǎn)生的背景,認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)對(duì)生物學(xué)發(fā)展的推動(dòng)作用,例如:酶的發(fā)現(xiàn)史中,斯巴蘭讓尼并沒(méi)有停留于“胃只有物理性消化而沒(méi)有化學(xué)性消化”這樣的背景中,而是打破常規(guī)探究胃到底有沒(méi)有化學(xué)性的消化作用,從而設(shè)計(jì)了巧妙的實(shí)驗(yàn)解決了這個(gè)問(wèn)題,得出了胃具有化學(xué)性消化作用的具有說(shuō)服力的結(jié)論,通過(guò)學(xué)習(xí)酶的發(fā)現(xiàn)史,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到從酶的發(fā)現(xiàn)直至酶化學(xué)本質(zhì)的揭示及概念的修正,是建立在多位科學(xué)家的一系列實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,沒(méi)有這些實(shí)驗(yàn)就沒(méi)有酶的發(fā)現(xiàn),就不會(huì)有“酶學(xué)”這門(mén)學(xué)科的誕生。教師還可以通過(guò)光合作用的發(fā)現(xiàn)等發(fā)現(xiàn)史,使學(xué)生深刻體會(huì)實(shí)驗(yàn)對(duì)生物、學(xué)的發(fā)展功不可沒(méi)。
3重視實(shí)驗(yàn)在知識(shí)學(xué)習(xí)中的作用
觀察現(xiàn)象:進(jìn)行演示和學(xué)生實(shí)驗(yàn),能夠使學(xué)生對(duì)生物學(xué)知識(shí)獲得具體、明確的認(rèn)識(shí),這是理解生命現(xiàn)象和生命活動(dòng)規(guī)律的必要的基礎(chǔ)。新課程對(duì)實(shí)驗(yàn)有這樣的要求,要理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、方法步驟,初步學(xué)會(huì)有關(guān)的操作技能,進(jìn)一步理解有關(guān)的生物學(xué)知識(shí)。例如:新教材要求初步掌握高倍顯微鏡的使用方法,觀察葉綠體的形態(tài)和分布。通過(guò)實(shí)驗(yàn),學(xué)生既掌握了顯微鏡的基本知識(shí)和操作方法,又獲得了對(duì)葉綠體獲,得了直觀的認(rèn)識(shí),也學(xué)到了相關(guān)的知識(shí),在材料的選擇上除提供教材推薦的菠菜葉和葫蘆蘚葉外,還提供水綿,觀察比較它們的葉綠體形態(tài)分布,為“光合作用”這一節(jié)的學(xué)習(xí)埋下伏筆。在方法步驟中建議學(xué)生對(duì)臨時(shí)裝片施以強(qiáng)光及弱光的對(duì)比條件,然后再觀察細(xì)胞中葉綠體有什么變化,從而理解葉綠體生理方面的知識(shí),這些知識(shí)的掌握比單純的理論講解印象更深刻牢固,在生物教學(xué)中,尤其在學(xué)生缺少感性認(rèn)識(shí)的領(lǐng)域,生物實(shí)驗(yàn)是不可替代的。
例如:觀察同一材料的同一部位時(shí),高倍物鏡與低倍物鏡相比,下列正確的一項(xiàng)是(
)
A物像小,視野亮,看到的細(xì)胞數(shù)目多
B物像小,視野暗,看到的細(xì)胞數(shù)目少
C物像大,視野暗,看到的細(xì)胞數(shù)目少
D物像大,視野亮,看到的細(xì)胞數(shù)目多
解析:這是考查學(xué)生是否使用過(guò)顯微鏡,是否真正理解視野亮度,物像大小與放大倍數(shù)之間的關(guān)系。高倍物鏡與低倍物鏡的視野大小幾乎一樣,但高倍物鏡一般放大倍數(shù)為40×,低倍物鏡一般為10×,即使使用同樣大小的目鏡,前者物像大,所以視野中看到的細(xì)胞少。高倍物鏡的透鏡小,曲度大,離玻片近,進(jìn)入透鏡的光線少,所以視野暗,為了保證視野的亮度,這時(shí)一般要選用大光圈或凹面反光鏡。答案:C。
4重視學(xué)生對(duì)生物全過(guò)程的理解
在高中生物教學(xué)中,教師應(yīng)該重視學(xué)生對(duì)生物實(shí)驗(yàn)的理解。在觀察演示實(shí)驗(yàn)時(shí),教師不僅要學(xué)生關(guān)注觀察的現(xiàn)象,同時(shí)要讓學(xué)生理解該現(xiàn)象是用來(lái)說(shuō)明什么問(wèn)題和怎樣說(shuō)明問(wèn)題的。在進(jìn)行學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)該讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、理解?shí)驗(yàn)原理的前提下獨(dú)立操作實(shí)驗(yàn)。例如:實(shí)驗(yàn)“探索淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖水解的作用”的問(wèn)題是淀粉酶有專(zhuān)一性嗎?需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證或探索,本實(shí)驗(yàn)的基本設(shè)計(jì)思想是:用淀粉酶分別催化淀粉和蔗糖的水解反應(yīng),再用斐林試劑鑒定溶液中有無(wú)還原糖,就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化學(xué)反應(yīng)。經(jīng)常有學(xué)生不明確為什么這樣做能說(shuō)明淀粉酶專(zhuān)一性的問(wèn)題,顯然沒(méi)有理解設(shè)計(jì)思想,所以
在操作中表現(xiàn)出兩支試管都加入淀粉和蔗糖,或者有的在試劑的量上隨意添加,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗,而理解了設(shè)計(jì)思想的學(xué)生自然就會(huì)理解操作步驟中的一些要求。目前高考中的生物實(shí)驗(yàn)題通過(guò)變化來(lái)考查學(xué)生是否真正理解實(shí)驗(yàn),這就要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)中遇到的各種問(wèn)題,都應(yīng)知其所以然,也就是對(duì)實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程的理解。
5重視學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的提高
新課程能力目標(biāo)要求學(xué)生能夠正確使用顯微鏡等常用儀器,掌握生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本技能。生物實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的有效手段,忽視實(shí)驗(yàn)教學(xué),是造成學(xué)生高分低能的重要原因。
在教學(xué)中教師要按學(xué)生技能形成的規(guī)律組織教學(xué),其一般過(guò)程是首先讓學(xué)生認(rèn)識(shí)正確的操作規(guī)范,在操作中逐漸形成標(biāo)準(zhǔn)熟練的動(dòng)作,然后是創(chuàng)新的動(dòng)作,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,要鼓勵(lì)學(xué)生挑毛病。例如:“觀察植物細(xì)胞的有絲分裂”實(shí)驗(yàn)中根尖臨時(shí)裝片的制作,學(xué)生在壓片過(guò)程中,往往用力過(guò)重或過(guò)輕,根尖細(xì)胞壓爛或者不分散,造成前功盡廢。教師可以鼓勵(lì)學(xué)生按不同的方法來(lái)壓片,一種按教材方法做,一種不用鑷子弄碎根尖,也不在裝片上再加一片載玻片,而是用鑷子輕輕按蓋玻片幾下,結(jié)果發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后的方法效果更好。這些做法可以較好地提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能。
6重視培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和創(chuàng)新能力
創(chuàng)新能力是未來(lái)創(chuàng)造性人才不可缺少的素質(zhì),科學(xué)方法的成功教育導(dǎo)致創(chuàng)新能力的提高。生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中設(shè)計(jì)一些可行的探索性實(shí)驗(yàn),則是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效措施之一。這類(lèi)實(shí)驗(yàn)不給現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)步驟和方法,讓學(xué)生獨(dú)立地運(yùn)用已有的知識(shí)去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,然后實(shí)施實(shí)驗(yàn),再對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析、研究、判斷,最后得出初步結(jié)論。例如,對(duì)“植物的向性運(yùn)動(dòng)”的教學(xué),無(wú)論是分散在有關(guān)章節(jié)中的教學(xué)方式,還是將其知識(shí)集中起來(lái)作為一節(jié)的教學(xué)方式,一般多是將植物的向性(向光性、向重力性等)運(yùn)動(dòng)和感性(感震性、感夜性等)運(yùn)動(dòng)的概念、原理及其意義等知識(shí),通過(guò)教師的講述或輔以其他教學(xué)手段逐一交代清楚,似乎是較好地完成了教學(xué)任務(wù)。如果從培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)來(lái)看,這種教學(xué)結(jié)構(gòu)是有欠缺的,假若改成如下的教學(xué)過(guò)程,可能要好得多。首先,教師讓學(xué)生取生長(zhǎng)發(fā)育狀況相似的兩株同種植物的幼苗,分別培養(yǎng)在甲、乙兩個(gè)廣口瓶中。培養(yǎng)液相同,甲瓶不遮光,乙瓶用黑紙罩遮光,黑紙罩的一側(cè)開(kāi)一進(jìn)光孔,甲、乙兩瓶同時(shí)置于光下,數(shù)日后取下遮光罩,觀察兩株幼苗的生長(zhǎng)狀況有何不同?然后取蠶豆(或其他植物)的幼苗,水平放在玻璃板上,24h后,觀察它的根和莖的生長(zhǎng)狀況。學(xué)生通過(guò)觀察、討論,并在教師的引導(dǎo)下,最后了解植物的根尖或莖尖受到單方向的刺激(光、地心引力等)可以產(chǎn)生相應(yīng)的向性運(yùn)動(dòng)。
除此之外,教師還可以布置如下作業(yè):
①選擇晴天的早晨、中午、傍晚的不同時(shí)伺,分別觀察同一株向日葵的朝向,并作觀察記錄。
②選擇陰天或雨天,再作觀察記錄,并與晴天相比。
如此改進(jìn),我認(rèn)為它會(huì)有利于學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)過(guò)程,有利于學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)。教師鼓勵(lì)學(xué)生多觀察、多參與、多動(dòng)手,在認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上探索規(guī)律,通過(guò)理論聯(lián)系實(shí)際,才能使學(xué)生迸發(fā)出創(chuàng)造的火花。
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師要給學(xué)生留下思考、交流和討論的時(shí)間,讓學(xué)生從設(shè)計(jì)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、結(jié)果分析等方面重新審視、改進(jìn)方案。在“溫度對(duì)酶活性影響”實(shí)驗(yàn)中,就有很多學(xué)生提出放于冰塊中維持5min的那支試管結(jié)果不明顯,原因在哪里?經(jīng)過(guò)分析討論,學(xué)生認(rèn)為最可能的原因是放于冰塊中溫度達(dá)不到,最后改為放于冰水中,并且維持時(shí)間改為8min,經(jīng)過(guò)改進(jìn)后結(jié)果明顯。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師還要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)做一些變化,例如:這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)懿荒苡渺沉衷噭﹣?lái)檢驗(yàn)?斐林試劑的使用需什么條件?并且引導(dǎo)學(xué)生分小組去做,有的小組用碘液,有的小組用斐林試劑,最后對(duì)結(jié)果分析表明,斐林試劑需煮沸的條件會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,導(dǎo)致錯(cuò)誤結(jié)論,這樣做的結(jié)果既提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,又能較好地提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)水平,同時(shí)激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造性。無(wú)論對(duì)高考還是未來(lái)走向社會(huì)都是極大的財(cái)富,也是新教材的要求所在。
新課程嶄新的實(shí)驗(yàn)是高中生物教學(xué)中的重要內(nèi)容,是培養(yǎng)學(xué)生思維能力和實(shí)踐能力的重要手段。教師只要著眼于使學(xué)生掌握生物實(shí)驗(yàn)的思想方法,提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì),不斷探索生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的規(guī)律,就能使實(shí)驗(yàn)教學(xué)生動(dòng)活潑而且充滿創(chuàng)造激情,為學(xué)生的全面發(fā)展提供有利條件。