讓生物課堂教學實驗在改進中升華

郭智文

生物學是一門實驗科學，初中生物以培養(yǎng)學生學習興趣和學科素養(yǎng)為主要目的，而實驗對激發(fā)學生學習生物課程的興趣，培養(yǎng)生物學科素養(yǎng)，提高科學研討能力至關重要。筆者通過在鄉(xiāng)鎮(zhèn)初級中學多年的生物教學感悟與實踐，本著提高實驗教學的有效性，對生物教材上的個別實驗進行了一些探究和創(chuàng)新，以此拋磚引玉。

一、改實驗材料，以此實現(xiàn)生物課堂實驗教學的高效性

生物課堂實驗首先要考慮的是選擇合適的材料，這是實驗成敗關鍵之所在。只要在平時的日常教學中能做個有心人，總會找到合適的實驗材料。比如：《生物學》七年級上冊第1章第2節(jié)“生物學的基本研究方法”中，通過驗證“水分在植物體內(nèi)的運輸途徑”，旨在讓學生初步掌握實驗探究的方法。教材中的實驗是這樣設計的：將一枝百合花或一段芹菜插入裝有清水的錐形瓶，在水中滴入幾滴紅色的墨水，大約在五分鐘以后，觀察花瓣和葉在整個過程中的顏色變化。然后將材料縱切或者橫切，再觀察各部分顏色有什么不同之處。不足的是：在課堂上實驗時，發(fā)現(xiàn)用芹菜做材料，有時實驗現(xiàn)象變化不是很明顯，而芹菜卻很快萎蔫。使用百合花做材料，變化卻非常明顯，可實驗成本相對較高一些。通過深入分析和巧妙構(gòu)思，我是這樣改進的：發(fā)動學生試用其他不同材料，通過大家的綜合分析和探討，最后我們選擇了豌豆葉。首先，夏季走出校門口，田野里隨處可見的豌豆葉，材料易獲取，可降低實驗成本。其次，豌豆葉的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點很適合此類實驗，它的莖從外到內(nèi)由皮層、維管束和髓構(gòu)成，其中維管束和木質(zhì)部導管發(fā)達，莖部較長，滲透區(qū)域相對寬闊，維管束數(shù)量多，木質(zhì)部發(fā)達。在進行實驗時，將兩片同等大小的豌豆葉分別插入等量清水和紅墨水中，放置1-2天后觀察，兩者再進行對比，紅墨水中的豌豆葉片呈微紅狀態(tài)，將莖部作橫切和縱切，可觀察到清晰的紅色。學生可以清楚地觀察到水分在植物體內(nèi)的運輸途徑，現(xiàn)象非常明顯，成本幾乎可以忽略不計。同時我還發(fā)現(xiàn)，在尋找并選取多種材料的過程中，大大激發(fā)了學生的求異思維和探究興趣。當他們發(fā)現(xiàn)自己選擇的實驗材料成了課堂上的道具時，他們收獲了驚喜，體驗了快樂，得到了滿足。

二、改實驗設計，以此激發(fā)師生思維的變異和創(chuàng)新

新課標明確規(guī)定，初中生物實驗教學，既要讓學生在整個過程中享受發(fā)現(xiàn)的樂趣，又要讓學生能真真切切體會到成功的感受。但筆者在教學中感覺，成功的實驗可以減少繁瑣的敘述，只有過程的連篇累牘，沒有結(jié)果的意外驚奇，只會削弱學生對生物這門學科的學習興趣。比如：《生物學》七年級上冊第5章第1節(jié)“飲食與營養(yǎng)”中，在“鑒定雞蛋中的蛋白質(zhì)”部分，教材建議的實驗方法是“取一些雞蛋清，分別放入兩個燒杯中，一只加入少量開水，另一只加入少許的蒸餾水，均輕輕攪拌，然后再觀察現(xiàn)象”。筆者認為整個實驗敘述的不足之處在于：在課堂上進行實驗演示時，開水杯中的雞蛋清變化并不是太大，出現(xiàn)的白色沉淀又很少，有時冷水杯中還會出現(xiàn)沉淀，在得出實驗結(jié)論時并不是那么的充分，甚至還有些牽強。筆者覺得應該這樣改進：將等量的雞蛋清分別倒入兩支試管，再將試管分別放進裝有冷水和熱水的燒杯中，浸泡1-3分鐘后再觀察實驗現(xiàn)象。我們發(fā)現(xiàn)放在熱水中裝有雞蛋清的試管內(nèi)部凝固了，而在冷水中的雞蛋清幾乎沒有什么變化，實驗現(xiàn)象明顯，得出的結(jié)論有力，比直接加蒸餾水和熱水效果好了許多。

三、改實驗手段，以此提升實驗教學的深度和廣度

顯微鏡是生物學實驗教學中重要的觀察工具，很多實驗教學都涉及它的使用。為了充分展示實驗產(chǎn)生的現(xiàn)象，筆者以為進行顯微攝影很有必要，但專門的顯微攝影設備尚未普及。利用智能手機與普通光學顯微鏡配合使用進行顯微拍攝，用于實驗現(xiàn)象及結(jié)果展示，效果卻出奇的好。在課堂實驗時選擇芹菜做材料，運用“雙刀片法”進行徒手切片。但是由于學生切片角度有差異或者觀察角度的不同，每個學生看到的圖像就會有所不同，學生在進行直觀描述時產(chǎn)生的問題千奇百怪：畫出的圖像也是五花八門；用語言表達時也是各不相同。有時候就算表達清楚了，但還有可能和其他學生看到的不盡相同，這樣的話，給實驗現(xiàn)象的分析帶來很大的困擾和難處。這個時候，我們?nèi)绻芾弥悄苁謾C和葉片結(jié)構(gòu)的立體模型，就有效地解決了這個問題。操作方法如下：第一步：拍照和展示。將學生在顯微鏡下觀察到的不同圖像都拍成照片，并在多媒體上予以展示，這樣做的目的是便于學生參照。第二步：分析照片中細胞的特點，得到結(jié)論A：葉片由不同的細胞群，即不同的組織組成。第三步：嘗試將照片排列成立體圖案，推測不同組織的排列順序。第四步：出示葉片結(jié)構(gòu)的立體狀模型，說明不同組織這樣排列的目的和意義，得到結(jié)論B：葉片是由多種組織按一定次序組合而成的，并具有一定的功能，從而可以順利地得出器官這個概念。如果沒有使用智能手機的拍攝功能來展示實驗現(xiàn)象，對實驗現(xiàn)象的分析肯定達不到這樣的效果。所以，實驗手段的小小變動，收到的卻是生物課堂教學的深度和廣度。

四、改實驗模型，以此拓寬實驗教學的視野和效應

生物課堂實驗教學的目的是引導學生在實驗中探究，在探究中獲得科學知識，提高科學素養(yǎng)，培養(yǎng)學習興趣。比如：《生物學》七年級下冊第4單元第9章第1節(jié)“植物體的組成”一節(jié)中，課堂上，學生在觀察葉片的結(jié)構(gòu)以后，都動手設計了一個制作葉片結(jié)構(gòu)模型的課后任務，要求學生自選材料，圍繞“葉片的立體結(jié)構(gòu)”進行創(chuàng)作。根據(jù)學生上交的作品，可以發(fā)現(xiàn)學生踴躍參與，積極動手，出現(xiàn)了許多充滿創(chuàng)意、讓人驚奇、令人意外的作品，既具有科學性，又具有藝術性。本次模型的制作，不僅鞏固了科學知識，而且還豐富了學生的課余生活，同時還培養(yǎng)了他們的科學素養(yǎng)，真是一石三鳥。

當前生物教材中涉及的實驗教學，大多是有代表性的典型實驗，師生開展實驗教學時普遍以教材為藍本，按圖索驥，比著教材中的設計步驟來完成教學實驗活動。如果教師能根據(jù)教學實際，對部分實驗教學進行巧妙的構(gòu)思和創(chuàng)新，就會讓學生和教師得到更多的體驗和感悟。筆者以為，教師有義務去挖掘和設計更多有效的實驗來進行演示或提供給學生操作，讓學生在簡單有趣的科學探究過程中求知和探索。

編輯 李建軍