馮義洪
生物學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,在高中階段的生物教學(xué)中,實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的有效途徑.但在傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)境下,由于實驗步驟程序化、教師過于主導(dǎo)化,造成學(xué)生興趣不高,實驗記憶化使學(xué)生動手能力與創(chuàng)新能力不能得到真正提高,如何提高實驗教學(xué)有效性,就成為實驗教學(xué)中要思考的重要問題.所謂有效性,其根本含義就是通過教學(xué)活動使學(xué)生能有所收獲、有所發(fā)展.那么在進行實驗教學(xué)的過程中應(yīng)采用什么樣的方法和手段,才能提高學(xué)生探究能力、分析和解決問題能力、創(chuàng)新能力等多方面能力,真正體現(xiàn)實驗教學(xué)在生物教學(xué)中的的意義呢?下面就本人在教學(xué)實踐中的一點心得體會,來探討生物實驗教學(xué)有效性的方法.
一、改進實驗材料,提高實驗教學(xué)有效性
案例1 生物選修一中的“DNA的粗提取與鑒定”:
(1)選取洋蔥鱗莖葉作為實驗材料,每組10 g,剪碎后放入研缽中,同時加入少量洗滌劑、少量多酶片和10 mL 2 mol/L的NaCl溶液進行充分研磨;
(2)過濾,取濾液;
(3)向濾液中加入60 mL體積分數(shù)為95%的冷卻的酒精,靜置一段時間,觀察含DNA絲狀物的析出;
(4)用二苯胺進行DNA的鑒定.
分析 在傳統(tǒng)的實驗過程中:
(1)都選取雞血作為實驗材料,以每班50人計算,需要4只雞的血才能滿足需要,如果要取得雞血必須要殺生,在中學(xué)生物教學(xué)階段我們注重學(xué)生熱愛自然、珍愛生命的情感,這顯然有悖于新課程中的情感態(tài)度價值觀教育;
(2)在實驗過程中需要消耗大量的蒸餾水、冷卻的酒精等試劑,浪費較大,廢液處理不當還會對環(huán)境造成污染;
(3)實驗步驟過于繁瑣,學(xué)生很難在一節(jié)課中完成實驗,有時會因為某一步驟的錯誤造成無DNA的析出,嚴重影響學(xué)生的實驗興趣.
在上述改進實驗中:
(1)由于實驗材料的改進,節(jié)約了材料準備時間,在一節(jié)課的時間里能完整的做完實驗,并且能觀察到明顯的實驗現(xiàn)象,增強了學(xué)生對生物學(xué)的學(xué)習興趣;
(2)選擇洋蔥鱗莖葉作為實驗材料,是對傳統(tǒng)實驗的改進,基本思路都是將細胞中的DNA釋放并提純,同時在實驗過程中通過提問“研磨有什么作用?”“研磨中加入洗滌劑、NaCl的作用分別是什么?”等問題,引發(fā)學(xué)生思考,也實現(xiàn)了對上節(jié)課內(nèi)容的復(fù)習;
(3)通過這樣的實驗改進,還可以進一步的引導(dǎo)學(xué)生:除了可以選用洋蔥作為實驗材料之外,還可以選用哪些實驗材料?并將實驗室向?qū)W生開放,讓有興趣的學(xué)生進行進一步探究,并可撰寫實驗小論文進行班級交流,這樣就把驗證性實驗轉(zhuǎn)變成了探究性實驗,培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)探究的精神,這樣的實驗教學(xué)就更加有效,更能促進學(xué)生的發(fā)展.
二、巧設(shè)探究過程,提高實驗教學(xué)有效性
案例2 生物必修一中的“探究影響酶活性的條件”,對該實驗進行如下改進:
(1)將學(xué)生分組,以小組為單位對pH或溫度對酶活性影響的實驗過程進行設(shè)計;
(2)課堂上教師展示較為科學(xué)的設(shè)計方案,讓學(xué)生進行比較;
(3)讓每組學(xué)生分別按照自己設(shè)計的方案和教師提供的方案進行實驗,比較兩種方案的實驗結(jié)果,小組討論分析后,對自己設(shè)計的方案進行評價并反思.
分析 本實驗是一個非常經(jīng)典的探究實驗,絕大多數(shù)老師采取的教學(xué)流程一般是小組展示實驗設(shè)計方案→討論、修改、完善實驗方案→分組進行實驗→討論交流實驗結(jié)果.這樣的實驗安排在實驗方案的設(shè)計、修改環(huán)節(jié)積極性較高,但一旦形成一個固定的方案,在真正進行實驗時,類似于完成一個驗證性的實驗,學(xué)生的積極性明顯下降.
通過上述改進,學(xué)生從始至終都在一個未知的環(huán)境中探究,始終保持著探究的積極性.學(xué)生通過對兩種方案的實施和結(jié)果比較,找出自己設(shè)計方面的不足,在認同教師提供方案的同時,也明確了自己在設(shè)計的不足之處.通過學(xué)生自主構(gòu)建獲得的知識,比教師通過講述灌輸記憶更加深刻,這樣的實驗教學(xué)也就更加的有效.
三、抓住學(xué)生的質(zhì)疑,提高實驗教學(xué)有效性
案例3 生物必修一中的“探究影響酶活性的條件”,探究pH對淀粉酶活性的影響實驗時,在加入pH為10的緩沖液的試管中,淀粉酶應(yīng)該沒有活性,加入碘液后溶液應(yīng)該變藍.然而有幾個組的學(xué)生發(fā)現(xiàn)向試管中加入碘液后,試管中的溶液并沒有變藍,學(xué)生對此提出了質(zhì)疑,筆者在教學(xué)中及時抓住這一環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生思考為什么不能用碘液作為鑒定試劑?應(yīng)該如何進行實驗結(jié)果的鑒定才更加的科學(xué)?并引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的思考進行實驗探究:(1)在試管中加入淀粉和pH為10的緩沖液,再滴加碘液,溶液不變藍,說明碘液會與堿液反應(yīng),不能作為該實驗的鑒定試劑;(2)可通過斐林試劑檢測有無還原糖的產(chǎn)生,來判定淀粉酶是否有活性.
分析 學(xué)生作為學(xué)習的主體,不是簡單的知識接受者,他們有自己的主觀意識與判斷,當他們在學(xué)習過程中遇到疑問提出質(zhì)疑時,教師應(yīng)該積極引導(dǎo).而在實驗教學(xué)中,學(xué)生更加容易產(chǎn)生疑問,學(xué)生的疑問往往就是很好的探究素材,讓學(xué)生根據(jù)自己的理解進行實驗,與按照教師給定的實驗步驟進行機械操作相比,更加有利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展.在整個實驗過程中,學(xué)生始終帶著一種探究的熱情,維持著高效的參與狀態(tài),同時也培養(yǎng)了學(xué)生的嚴謹意識和創(chuàng)新能力,推動了實驗教學(xué)的高效進行.
四、體現(xiàn)學(xué)生主體性,提高實驗教學(xué)有效性
案例4 生物選修一中的“探討加酶洗衣粉的洗滌效果”,利用分組探究的形式,從問題提出到過程設(shè)計,都由各小組獨立完成,充分發(fā)揮學(xué)生的主動性:(1)課題提出:關(guān)于加酶洗衣粉的洗滌效果,通過課堂討論,把探究課題細化為三個小課題——子課題一:探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物的作用,子課題二:探究加酶洗衣粉使用時的最適溫度,子課題三:不同種類的加酶洗衣粉的洗滌效果;(2)探究小組:全班分為六個探究小組,每個小組任選其中兩個課題進行實驗;(3)實驗設(shè)計:引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注實驗設(shè)計中的自變量、因變量和無關(guān)變量,允許小組之間進行交流,小組達成一致后與老師進行交流,確定出科學(xué)的實驗方案;(4)進行實驗:每個小組制定詳細的實驗計劃,可以利用課后、課堂的時間完成實驗,作好文字、圖片等形式的實驗記錄;(5)交流討論:在實驗結(jié)果展示課上,每個小組將自己的實驗結(jié)果做成課件的形式,進行全班的交流,探究課題相同的小組可以進行比較和討論.
分析 探究性實驗教學(xué)的有效性很大程度上體現(xiàn)在學(xué)生參與教學(xué)活動的主動性和參與性,在該探究實驗案例中,充分體現(xiàn)出學(xué)生的主體性,讓學(xué)生充分參與探究實驗的每一個環(huán)節(jié),同時學(xué)生的活動又是在教師的指導(dǎo)下完成的,這又體現(xiàn)出教師的主導(dǎo)作用,使整個探究實驗過程有序的進行.
在課題提出時,引導(dǎo)學(xué)生思考將大的探究課題劃分為三個小的課題,讓學(xué)生明確探究實驗進行時,一定要針對某一細節(jié)進行研究,不能把課題定的過大.在實驗研究過程中,始終是以小組為單位,只有分工明確、計劃詳細的組才能高效的完成實驗,這樣學(xué)生體會到分工和合作的重要性.在實驗結(jié)果的交流討論階段,每個小組都要把自己的探究成果向全班同學(xué)展示,培養(yǎng)了學(xué)生語言表達的能力,同時鼓勵有不同意見的同學(xué)提出問題,共同討論,充分發(fā)揚了民主的學(xué)習氛圍.在整個過程中,每個學(xué)生都帶著疑問、目的明確的進行實驗,其中獲得知識、能力、情感體驗,是教師的課堂講解無法達到的,可以說真正體現(xiàn)出探究實驗的價值.
如何進一步加強高中生物實驗教學(xué),提高教學(xué)的有效性,是每一位生物教師都高度關(guān)注和思考的問題,對此在平時教學(xué)中需要不斷的積累和探索,在實踐中不斷總結(jié)和反思,為發(fā)揮生物實驗的效應(yīng),體現(xiàn)生物學(xué)科的價值做出一點貢獻.endprint