張雨
【摘要】生物實(shí)驗(yàn)是生物學(xué)教學(xué)的重要組成部分。生物學(xué)科的特點(diǎn)決定了生物學(xué)的發(fā)展主要依賴于科學(xué)實(shí)驗(yàn),許多生物學(xué)概念的建立、生物學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn),都通過實(shí)驗(yàn)才能揭示,所以探究實(shí)驗(yàn)的過程就是獲得知識的過程??茖W(xué)探究通常包括:提出問題、作出假設(shè)、制定計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃、得出結(jié)論和表達(dá)、交流。因此,在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題的能力是生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的根本目標(biāo),有利于學(xué)生多種能力的培養(yǎng)。
【關(guān)鍵詞】生物實(shí)驗(yàn)教學(xué) 培養(yǎng)學(xué)生的探究能力
【中圖分類號】G633.91 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089(2018)03-0066-02
生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,生物課程以全新的教學(xué)理念倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí),積極倡導(dǎo)學(xué)生主動參與、樂于探索、勤于動手,逐步培養(yǎng)學(xué)生收集和處理科學(xué)信息的能力、獲取新知識的能力等。生物課的探究過程是學(xué)生積極主動地獲取生物科學(xué)知識、領(lǐng)悟科學(xué)研究方法而進(jìn)行的各種活動。科學(xué)探究通常包括:提出問題、作出假設(shè)、制定計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃、得出結(jié)論和表達(dá)、交流。將科學(xué)探究引入義務(wù)教育階段生物課程的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn),是為了促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變,使學(xué)生能主動地獲取生物科學(xué)知識,體驗(yàn)科學(xué)過程與科學(xué)方法,形成一定的科學(xué)探究能力和科學(xué)態(tài)度與價值觀,培養(yǎng)創(chuàng)新精神。探究實(shí)驗(yàn)的方法又是靈活多樣的。其中在探究實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的動手操作、觀察能力是調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)興趣的重要手段。本文通過探究意識的培養(yǎng)、動手和觀察能力的培養(yǎng)、探究模型的構(gòu)建、探究能力的的發(fā)展、信息資源的利用等幾個方面說明了生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。
一、探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法在生物教學(xué)中的作用
對于生物學(xué)教學(xué)來說,在教學(xué)過程中為了能夠讓學(xué)生能夠更好地認(rèn)識到生物教學(xué)的內(nèi)容和生物本身的特色,就需要學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)的方式來了解生物的本質(zhì)和特色。例如,在講到關(guān)于酶的發(fā)現(xiàn)過程中就可以看出來,斯巴蘭讓尼并沒有停留于“胃只有物理性消化而沒有化學(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)解決了這個問題,得出了胃具有化學(xué)性消化作用的具有說服力的結(jié)論。通過學(xué)習(xí)酶的發(fā)現(xiàn)史,使學(xué)生認(rèn)識到從酶的發(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)上的,沒有這些實(shí)驗(yàn)就沒有酶的發(fā)現(xiàn),就不會有“酶學(xué)”這門學(xué)科的誕生。因此,應(yīng)從實(shí)驗(yàn)的角度對生物學(xué)的學(xué)習(xí)進(jìn)行認(rèn)識,這樣才能夠讓學(xué)生養(yǎng)成一種實(shí)驗(yàn)的手段來得出結(jié)果的思維模式,只有這樣才能夠有效地促進(jìn)生物教學(xué)的本質(zhì)化的推進(jìn)過程,讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中找到自己對于生物學(xué)的興趣所在,通過對興趣的研究和實(shí)驗(yàn),找到生物教學(xué)過程中探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用所在。
二、創(chuàng)設(shè)情境,激發(fā)學(xué)生的探究欲望
設(shè)計(jì)教學(xué)活動,創(chuàng)設(shè)良好情境是激發(fā)探究欲望的前提,問題情境的設(shè)置是促使學(xué)生在原有知識與必須掌握的新知識之間發(fā)生激烈沖突,激化學(xué)生意識中的矛盾。引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問題,發(fā)現(xiàn)新的生物情景與已有知識的沖突,進(jìn)一步提出問題,做出合理的假設(shè)與猜想。因此,在生物教學(xué)中努力營造良好的探究氛圍,讓學(xué)生置身于自主探究的情境中,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望,使學(xué)生樂于學(xué)習(xí)。抓住時機(jī)引導(dǎo)學(xué)生嘗試應(yīng)用實(shí)驗(yàn)探究、資料查詢、調(diào)查訪問等方法,使學(xué)生步入自主學(xué)習(xí)軌道的良好途徑。在具體的教學(xué)中由教師提出問題,讓學(xué)生思考、討論。例如,在探索影響酶活性條件的實(shí)驗(yàn)中,為什么在探索溫度對酶活性的影響中,試管內(nèi)先加淀粉液,再加60℃的熱水,沸水、冰水,最后才加淀粉酶,能否顛倒?實(shí)驗(yàn)步驟顛倒后會出現(xiàn)怎樣的結(jié)果?為什么?在探索PH值對酶活性的影響中,為何先加淀粉酶,后加淀粉液?在結(jié)果的檢驗(yàn)中是用碘液檢測效果好,還是用斐林試劑檢測效果好等。
三、在生物實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力
首先,明確觀察目的,確定觀察對象,掌握觀察方法。課堂教學(xué)中的演示實(shí)驗(yàn),最能調(diào)動學(xué)生的情緒,激發(fā)他們學(xué)習(xí)的興趣和求知欲,達(dá)到培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生觀察能力的目的,培養(yǎng)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)程序的能力。在實(shí)驗(yàn)前使學(xué)生明確觀察的目的,知道要觀察什么,避免隨意性和盲目性。培養(yǎng)學(xué)生觀察的準(zhǔn)確性和敏銳性,教會學(xué)生正確的觀察程序和科學(xué)的觀察方法,正確的觀察方法,學(xué)會運(yùn)用對比、重復(fù)的方法進(jìn)行觀察,以發(fā)現(xiàn)事物的差異,培養(yǎng)學(xué)生在觀察中發(fā)現(xiàn)問題,從而引起學(xué)生進(jìn)一步的探究的欲望。其次,精心組織分組實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生觀察能力。分組實(shí)驗(yàn),是培養(yǎng)學(xué)生動手能力的重要手段。學(xué)生通過親自實(shí)驗(yàn),熟練掌握操作技能、技巧,而后鞏固驗(yàn)證,加深和擴(kuò)大他們所學(xué)得的理論知識。如觀察洋蔥根尖有絲分裂實(shí)驗(yàn)。觀察根尖結(jié)構(gòu)的順序:由上至下,根冠→生長點(diǎn)→伸長區(qū)→根毛區(qū);觀察“C3植物”和“C4植物”的葉切片結(jié)構(gòu),通過對比法,學(xué)生很容易區(qū)別C3植物和C4植物葉肉細(xì)胞和維管束的形態(tài)和結(jié)構(gòu)。這樣,既能促進(jìn)學(xué)生做好實(shí)驗(yàn),又能培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。一種好的觀察方法應(yīng)是:明確觀察目的;確定觀察對象;設(shè)計(jì)觀察程序和手段;記錄觀察現(xiàn)象;分析觀察結(jié)果。
四、培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范的實(shí)驗(yàn)動手操作能力
首先,明確實(shí)驗(yàn)儀器的原理和藥品的特性,培養(yǎng)學(xué)生基本操作能力。在實(shí)驗(yàn)前可通過介紹或?qū)W生查找資料,明確實(shí)驗(yàn)所需儀器或藥品的特性,從而培養(yǎng)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)操作能力。比如:高倍鏡適宜觀察局部和細(xì)節(jié),例如要觀察細(xì)胞中的葉綠體、線粒體等細(xì)胞器。低倍鏡所看到的面積大適宜觀察材料的整體結(jié)構(gòu),以及尋找觀察目標(biāo)。又如觀察植物細(xì)胞的有絲分裂實(shí)驗(yàn),該實(shí)驗(yàn)應(yīng)讓學(xué)生了解龍膽紫或醋酸洋紅是與染色體結(jié)合的堿性染料,學(xué)生基本都會錯誤地認(rèn)為堿性染料呈堿性,而事實(shí)上是酸性的。
其次,教師先規(guī)范的去操作,然后讓學(xué)生模仿。教師規(guī)范操作步驟,講清楚注意事項(xiàng),邊讓學(xué)生按照事先分好的小組每人輪流模仿操作一步。教師巡視及時表揚(yáng)規(guī)范操作快而且準(zhǔn)確的學(xué)生,糾正錯誤操作,如用左眼觀察時,糾正學(xué)生用右眼觀察或閉著右眼的習(xí)慣,轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換器時,糾正扳物鏡的錯誤操作。這樣學(xué)生很快對好光,觀察到標(biāo)本在視野中的圖像。由于每個學(xué)生都有機(jī)會親自操作,大家對顯微鏡的使用方法均能掌握,達(dá)到強(qiáng)化記憶的目的,這樣容易培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范的實(shí)驗(yàn)動手操作能力。
其次,實(shí)驗(yàn)步驟的預(yù)習(xí)是學(xué)生動手規(guī)范操作的關(guān)鍵。實(shí)驗(yàn)前指導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí),在實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)根據(jù)學(xué)生的知識水平和實(shí)驗(yàn)所涉及的原理的難易程度,由教師講清楚操作原理或提出問題讓學(xué)生思考,使學(xué)生既知道實(shí)驗(yàn)應(yīng)怎么做,也知道為什么要這樣做。抓住每一步的關(guān)鍵詞語串通于實(shí)驗(yàn)步驟之中,能收到好的實(shí)驗(yàn)效果。這樣學(xué)生很快掌握步驟、要領(lǐng),在顯微鏡下觀察到自己制作臨時裝片中的細(xì)胞,然后繪出細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖。這樣學(xué)生在正確的實(shí)驗(yàn)動手操作過程中調(diào)動了學(xué)習(xí)的熱情,提高了參與的積極性,培養(yǎng)了學(xué)生認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度,動手操作能力得到有效的煅煉和不斷的發(fā)展。
五、重視實(shí)驗(yàn)教學(xué),構(gòu)建探究模型,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力
充分重視實(shí)驗(yàn)課教學(xué),有利于幫助學(xué)生構(gòu)建探究模型。在實(shí)驗(yàn)探究活動中要讓學(xué)生嘗試考慮影響問題的主要因素,形成控制變量的意識,使學(xué)生認(rèn)識到具體的科學(xué)問題常常都是多個因素共同造成的結(jié)果,但在一定條件下有時是某個因素對問題起重要作用,所謂這個條件就是除主要因素以外的其他因素對問題的影響應(yīng)該小到可以忽略的程度,這是幫助學(xué)生建立控制變量的過程,也是構(gòu)建探究模型的過程。生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),就是學(xué)生在具備一定的生物學(xué)知識和實(shí)驗(yàn)技能的基礎(chǔ)(下轉(zhuǎn)92頁)(上接66頁)上,明確實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和要求,選擇實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理,選用實(shí)驗(yàn)儀器材料,確定實(shí)驗(yàn)思路,安排實(shí)驗(yàn)步驟,并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測、分析和討論等一系列設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的活動。生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力,主要體現(xiàn)為學(xué)生能否正確理解并恰當(dāng)選用實(shí)驗(yàn)原理,運(yùn)用生物學(xué)知識和實(shí)驗(yàn)技能,善于在不同情境下靈活遷移,設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)新方案的能力。生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力要在長期的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)訓(xùn)練中逐步形成。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思路:①明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑢?shí)驗(yàn)原理,以及實(shí)驗(yàn)要求的基本條件;②精心策劃實(shí)驗(yàn)方法、嚴(yán)格設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程、合理設(shè)置對照實(shí)驗(yàn),并進(jìn)行科學(xué)測量;③能夠做到有效預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果、科學(xué)描述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并得出科學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。單一變量原則和對照原則是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的兩大基本原則。
六、在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和探索創(chuàng)新能力
如在觀察洋蔥表皮細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)中,讓學(xué)生分析為什么要設(shè)計(jì)有擦拭玻片、展平內(nèi)表皮、染色等步驟,為什么要在洋蔥葉片內(nèi)側(cè)取觀察材料,出現(xiàn)氣泡、壓壞玻片是什么原因,應(yīng)該如何操作。在綠葉在光下制造淀粉的實(shí)驗(yàn)中,引導(dǎo)學(xué)生分析為什么要將天竺葵經(jīng)過暗處理,為什么用黑紙片遮蓋部分葉片,在葉片上滴碘液并清洗后葉色的變化對比說明了什么,為什么?在生物實(shí)驗(yàn)過程中注重這些細(xì)節(jié),能很好地對學(xué)生的探究能力進(jìn)行有效培養(yǎng)。在通過抓好教材實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)的基礎(chǔ)上,教師要通過精心選擇探究課題,或鼓勵學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中的課題,組織引導(dǎo)學(xué)生開展課外探究活動,如探究二氧化碳是光合作用的原料,探究唾液對淀粉的消化作用等活動,在學(xué)生探究的過程中,教師要給予關(guān)注,給予適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo),及時給予肯定和鼓勵,激發(fā)學(xué)生興趣。
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