初中生物課堂開展有效實驗的路徑研究

王小珂 王旭

在新課程的改革下,生物學科更注重學生實際應用情況,生物實驗把理論和實際操作在教學中有機地結合在一起,如此,不僅能增強學生的動手能力,還能使其把學到的知識應用于實踐。因此,為了更好地實現(xiàn)這一目標,教師應該結合生活實際和教材內容積極地展開生物實驗教學,引導學生進行探究性活動,有效調動學生學習積極性,使其積極地投入課堂,以提高課堂效果。進行生物實驗教學,旨在提升學生實驗素養(yǎng),加深學生對生物知識的認識,促進學生掌握基本的操作實驗能力,養(yǎng)成科學探究的好習慣。

一、 初中生物實驗教學具有的重要意義

初中生物教學要注重實驗部分教學策略的實施,鮮活的實驗內容能啟發(fā)學生的想象能力,增強學生科學知識的儲備。隨著新課改的深入推進,初中課程改革也進入新時期,教師必須轉變教學觀念,優(yōu)化教學方法,讓實驗教學成為提升教學質量的有效手段之一。初中學生對生命與生物活動的認識有著天然的渴求,在靈活多樣的實驗幫助下學生通過實驗,能激發(fā)出更加科學的思維,透過個人行為與體驗,持續(xù)增進科學知識,感悟科學精神。在初中生物教學中,教師要善于利用實驗教學來幫助學生掌握基礎知識,提升自身科學素養(yǎng),同時培養(yǎng)學生良好的學習習慣。實驗是一項綜合活動,既包含了操作、經驗,也包含了思考、總結,而生物學科就是探究生物奧秘的科學,實驗能使學生對生物知識有更全面的理解,更加自由地探究知識,從而增強課堂教學有效性,提升課堂質量。

二、 初中生物實驗教學中當前存在的問題

(一)手腦環(huán)節(jié)銜接的緊密度不高

初中生物課堂教學的過程當中,教師充當著主要的引導者,只有有效地提高生物實驗利用效果,培養(yǎng)學生動手動腦能力,才能更好地構建卓越課堂。同時生物實驗教學也是對理論知識學習的有效延伸和拓展,有助于培養(yǎng)學生的自主探究意識與實踐操作能力。但是有些教師在進行生物實驗時,并未真正做到手腦并用等。為了有效實現(xiàn)對實驗教學效果的優(yōu)化,教師應積極構建一個良好的初中生物實驗情景,促進學生生物實驗設計水平和實踐操作能力的不斷發(fā)展。在生物實驗情境創(chuàng)設過程中,教師應先把有關實驗步驟和注意事項等告知學生,以提高學生進行生物實驗的效率,避免學生對生物材料或實驗資源的浪費。

(二)實驗過程和結果所占權重的大小不協(xié)調

生物是一門實驗性較強的學科,所以要想提高學生對生物課的興趣和積極性,就必須要加強對其實驗操作技巧及方法的研究?，F(xiàn)階段,教師在進行生物實驗教學時,主要出發(fā)點與落腳點是實驗結果的準確性,對實驗過程缺少關注,這將極大地影響學生生物學習實效。因此,教師必須要注重對生物實驗設計方法的探究,從而促進學生生物學科核心素養(yǎng)的形成。如果要讓初中生物教學更加符合學生的實際情況,教師必須注重對實驗教學環(huán)節(jié)的優(yōu)化設計,通過科學有效的手段引導學生自主完成生物實驗所需的各項操作過程。

(三)學生在實驗過程中的真正參與不足

從表面看,學生由教師組織和引領,以合作方式參與生物實驗探究,生物課堂教學井然有序。但是如果就實質而言,學生無非重復教師的實驗步驟和方法,或對已知實驗答案進行驗證,整個實驗期間學生很少能真正地參與進來,發(fā)揮主觀能動性。在進行生物實驗時,教師已給學生們準備好實驗所需的器材和有關儀器等,制定出一整套實驗方案和實驗流程。這種反復多次的實驗不僅耗費了大量的時間,而且還容易使學生產生厭煩情緒。整個實驗雖滿足了學生上手的愿望,卻又影響、限制了學生思維的發(fā)展。

三、 依托生物實驗優(yōu)化初中生物教學策略

(一)創(chuàng)設趣味導入情境,煥活生物實驗,探究內在動因

教師要注重從實際出發(fā),根據(jù)具體教學目標進行有效設計并合理利用各種手段來開展生物實驗教學。情境創(chuàng)設法是優(yōu)化生物實驗引入的極佳選擇,教師可結合信息技術進行生物實驗、日常生活與故事材料的有機銜接,創(chuàng)設豐富而有意義的實驗引入情境,繼而激活學生從事生物實驗探究活動的內在動機。基于生物實驗引入優(yōu)化情境創(chuàng)設的措施主要有以下三部分:

第一,創(chuàng)設以多媒體為載體的實驗引入情境。教師可借助多媒體技術工具,給學生做實驗導入課件。例如,在了解生物與環(huán)境相關的實驗課程中,教師可以收集和選擇一些生物科幻片,利用剪輯工具,裁切出適當?shù)钠瑪?接著將實驗研究課題梳理為言簡意賅、通俗易懂的文本資料,結合科幻片制作成實驗導入課件,讓學生觀看,并提問:“觀看完生物科幻片、閱讀完實驗課題文本資料,大家有什么發(fā)現(xiàn)?”這時,師生共同討論“生物對環(huán)境影響較大,而生物又能調節(jié)自然環(huán)境”。教師便可順勢引出生物實驗的課題:“大家的猜想新奇且精彩,但是事實是否如大家預測一般呢?下面我們就通過實驗來驗證?！苯處熃又龑W生動手操作實驗儀器,觀察各種現(xiàn)象,并記錄相關數(shù)據(jù),最后歸納總結出結論,讓學生對自己的想法進行自我評價,從而形成正確的科學態(tài)度。

第二,創(chuàng)設生活中有關情境引入生物實驗課題?；谏钜曇?創(chuàng)設生物實驗引入情境,能快速拉近學生與實驗課題之間的關系,教師要針對具體的實驗內容,對學生的生活素材進行甄選與展示。例如,在學習細胞分裂這一課時,教師可以先向學生展示一些有關生命活動過程的實物標本,隨后在觀察動物或者植物細胞時,教師導入白板投屏展示特定動物或者植物圖片,還可直接指向教室里的一盆綠植,問學生問題:“如果投屏里的動物、植物形象不常見的話,教室里的盆栽你一定不會陌生吧?這些植物叫什么名字?”接著教師引導學生從不同角度分析這些物種的特點,并指出這是因為這些物種有特殊結構,在顯微鏡下可以看得一清二楚。從而使學生不僅領略到了在生活中隨處可見的生物知識,還將滿懷激情地投身于生物實驗探究。

第三,以科學家的事跡為背景,創(chuàng)設實驗引入情境。通過科學家故事來引導學生進行科學探究活動,是一種有效的教學方式。在每種生命現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)過程的背后,都有可能暗藏一段一波三折的科研故事,教師可根據(jù)生物實驗的內容,收集科學家的事跡,或截取某生物學家傳記片一段。首先,白板投屏呈現(xiàn)科學家形象圖片,再給學生講一些科學家們研究發(fā)現(xiàn)生命變化規(guī)律,并從中總結出一些經驗,講完之后再問:“各位同學,在聆聽了科學家的故事后你們得到了什么呢?”有些學生表示,已經理解了一些新生物概念或者定理,有些學生表示,科學家獲取生物研究成果過程太苦……教師此時可提出實驗研究課題,借助于科學家們的故事來引導,學生便可以對這個生物實驗的宗旨、背景了然于心。

(二)做好探究實驗基本準備工作

在初中生物探究教學的實施中,教師應該將教材教案相結合,為開展探究性實驗打下良好的基礎,保證探究性實驗課能夠取得良好成效。教師必須具備一定的科研素養(yǎng)和創(chuàng)新意識,強化內容解析,將其蘊含于探究性實驗教學所涉及的實驗器材、設計實驗環(huán)節(jié)、確定教學內容之中,同時,也要清楚探究性實驗中需要明確的對象和注意點等。例如,在開展“植物細胞的有絲分裂”探究性實驗中,可以借助玻璃器皿來觀察細胞結構的改變情況。學生層面就是在探究性實驗之前,仔細回顧需要做的實驗,以及對實驗基本內容及注意事項的掌握,從而把預習過程中所發(fā)現(xiàn)的一些問題記錄下來,進行隨后的探究性實驗。教師應注重培養(yǎng)學生的自主探究能力,引導學生積極提出自己的看法,進而能夠獨立完成探究性實驗。教師在教學中也要使學生在課前預習中能夠大致地理解實驗過程,使學生可以帶著一系列的問題進行深入思考和實驗設計,從而可以為探究性實驗的順利開展奠定良好的基礎,促使實驗效果得到改善。

(三)引導學生提出問題,強化學生的探究感悟

在開展生物探究性實驗教學的過程中,教師應重視對學生的指導教育,使學生在實驗中能夠多觀察、多質疑、多分析、多思考、多聯(lián)想,從而提高學生自身的思維探究能力。教師應充分挖掘教材中與教學內容相關的信息,并通過各種方法進行拓展延伸,進一步培養(yǎng)學生的提問意識和習慣。在課堂教學過程中,教師應為學生提供一定的問題情境,以吸引學生注意力。例如,在進行“練習用顯微鏡”實驗教學中,教師可以有針對性地設計一些小實驗,加深學生對這部分內容的認識。如為學生準備一張寫有“6”這個數(shù)的載玻片,學生在實驗中會發(fā)現(xiàn)有一個“9”字,但是還有部分學生表示,實驗時見到“6”字。在這種情況下,學生們將會懷疑顯微鏡成倒像這一有關的結論。教師要求學生根據(jù)實驗去探索,最終得出顯微鏡成倒像。通過這種形式,能夠使學生不斷地提出問題,讓學生帶著問題學,由此獲得更多認識。

(四)借助信息技術,強化學生的實驗感受

為了讓學生對實驗進行深入思考和分析,可以利用視頻軟件播放實驗過程,引導學生從多角度去思考問題,從而達到提高學習效率的目的。在實驗過程中,教師要對學生的某些錯誤操作進行觀察和記錄,實驗完成后將記錄內容置于互動平臺,和學生一起探討錯誤的原因,知道什么操作不對,忌重蹈覆轍。當所有學生都能按照要求操作時,教師就將進行分組實驗,由小組組長負責組織討論、交流、評價和實驗過程錄像,后期可以上傳至互動學習平臺,教師通過觀察學生所錄的錄像,對學情進行分析,看學生理解哪一個知識點更困難,才能對教學策略進行優(yōu)化與調整。例如,在進行關于真菌的教學時,教師可以以組為主,每日對霉菌形態(tài)變化進行觀察,并利用電子設備對實驗過程進行記錄。一周后對各小組實驗結果進行歸納和顯示,教師與各組成員共同對實驗現(xiàn)象進行分析,既能增進學生對知識點的把握與理解,又能增強學生實驗意識,促進其掌握實驗技能。

(五)對生物實驗器材進行革新以提高生物實驗效率

生物實驗對實驗器材有很高的需求,隨著科技的發(fā)展,一些新型儀器被研發(fā)出來,但這些新產品在實際應用時還存在一定問題。為此教師應該對實驗器材進行革新,或在生活中尋找替代實驗器材,減少實驗成本,增強實驗的可操作性與可行性。例如,進行觀察食品中有無無機鹽和骨的煅燒兩項實驗,教師可把酒精燈換成蠟燭,可將解剖針、鑷子改為鉗子、剪刀等;在進行測量血糖濃度的實驗時,教師可用注射器替代滴管來測定葡萄糖含量,并利用溫度計檢測溫度等;進行骨的脫鈣實驗過程中,教師可以用白醋代替10%鹽酸,可將試管換成碗或者杯;在進行測量血液滲透壓這一實驗時,可以使用量筒或者注射器來測量血的滲透量。這樣通過對實驗器材的革新,既能使實驗課堂與實際生活密切結合,增強實驗教學樂趣,也可以減少實驗成本,提高了實驗可操作性與實驗效率,鍛煉了學生的動手能力,又培養(yǎng)了學生的觀察能力及合作意識。

(六)小組合作進行實驗探究,提升學生綜合素養(yǎng)

初中階段學生剛接觸到生物學,生物實驗的經驗是非常有限的,所以在實驗操作過程中,難免會產生各種各樣的問題。為了更好地實現(xiàn)生物實驗教學目標,教師應積極采取分組教學方法,以小組合作形式進行實驗探究活動。要求各組學生在實驗活動前有明確的分工,這樣不但每一位學生都能參與實驗探究的過程,還能促使學生之間互相幫助,共同完成實驗工作。在此基礎上,由于分工明確,在實驗的過程中,各組學生都能按部就班地完成任務,實驗效果可以保證,初中生物學實驗的教學效率也能相應提高。例如,在進行動物細胞觀察實驗過程中,實驗要求學生能獨立制作口腔上皮細胞臨時裝片,并且可以通過實驗探究,加強對動物細胞基本結構的理解。教師要注重利用多種教學方法引導學生參與到實驗教學中,為使學生對實驗中的實驗器材有更深刻的認識,教師可以用PPT放映器材圖片,并且把各種實驗器材以配音形式加以講解。教師根據(jù)不同學生學習特點合理分工,關注學生個性化差異,給每一個學生施展才能的余地和時間,促進學生的共同進步。

(七)創(chuàng)設生活情境教學,引導學生進行自主探究

探究性實驗可以達到對教材知識進行驗證的目的,初中生物課堂上開展探究性實驗能夠使課堂教學更加貼近現(xiàn)實社會,符合新課標理念下培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維及實踐能力的要求。利用生活化情境創(chuàng)設問題情境是提高初中生物課教學效果的重要手段之一。初中生的心智發(fā)展還不成熟,學生雖然掌握的知識有限,但有很強的好奇心和求知欲,教師在教學過程中,可綜合考慮學生的上述特點,精心設計教學方案,實驗中主要是指導,聯(lián)系生活實例,借此深化學生對知識的認識。例如,進行“植物呼吸作用”的探究性實驗時,教師可通過用生活中水果保鮮實例引入課堂教學,使學生對保鮮水果有一定的掌握,進一步制訂針對性保鮮方案,對水果進行保鮮。然后再將果實擺放一段時間,指導學生觀察水果變化,并使學生通過分組的方式來探討發(fā)生改變的原因,由此得到空氣含量、溫度、濕度等因素對水果保鮮程度有何影響,并且可以根據(jù)影響因素獲得水果最佳保鮮方案,從而使學生主動參與探究性的實驗,讓學生通過思考和實驗,提升自己的實際操作水平。

四、 結語

綜上所述,實驗是獲得理論結果的一個重要手段,在初中生物教學過程中,采用生物實驗優(yōu)化課堂教學的方式方法是十分有必要的,這不僅可以幫助學生更好地掌握相關知識和技能,還能培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的興趣以及探究精神。教師應通過多種實驗性教學活動,刺激學生生物學習需要,拓展學生學習內容,增強學生探究科學思維,給學生一個更加高效、全面的實驗和學習指導,提高實驗教學價值。