“生物學是一門實驗科學,觀察和實驗是學習生物科學的基本方法”。因為許多生物現象只有通過實驗才能得到解釋,各種生物體的結構必須通過實驗才能觀察清楚。新課程標準為每一位學生的發展提供了多元化的平臺,其注重學習的結果,重視學習過程和知識技能的掌握。實驗教學是讓學生探究學習獲取知識的重要手段,是實現新課改的有效途徑。當前生物實驗教學正面臨著更新教學理念和實現現代實驗教學手段,以及增加實驗自主探究性等多重任務功能,其重要性已越來越被廣大生物教師所共識。在生物實驗的教學中,我認為必須堅持六注重。
一、注重合理安排實驗課
上實驗課時,要注重變實驗大班上課為小班。實驗課實行小班上課是優化教學模式、提高教學質量的基本保證。人數少可確保每一個學生都能獨立地參與實驗,也使教師在有限的時間內指導更多的學生。那么在現有條件下采用小班上課是否可行呢?只要安排合理,完全是可行的。生物實驗室閑置是相當普遍的,增加幾倍實驗量是完全可以的,比較難處理的是時間的安排,可以與其他學科實驗課穿插進行,如一個班的一個組上生物實驗課,另一組上物理實驗,或與自習課、練習課交替進行,提高實驗效率。反之,實驗課與理論課一樣都是大班上課,五六十人在一起做實驗,人多、空間小,往往是三四個學生做一個實驗,看的多、做的少,課堂紀律就變得鬧哄哄的,一會兒這邊舉手呼喚教師,一會兒那邊一位學生又驚叫著讓老師過來幫助解決操作問題,課堂秩序很容易亂成一團。同時由于人多,教師也只能是走馬觀花地指導實驗,經常是有些同學不能準確領會操作方法、步驟及要領,在實驗中頻頻出錯。一次實驗課下來,老師累得夠嗆,學生還沒學到什么,實驗效率很低。
二、注重學生的觀察動手能力
在實驗前,教師首先對實驗的關鍵步驟深入挖掘,提出問題。這些問題是教材上沒有現成答案的,必須通過親自實驗觀察、動腦才能得出結論。這樣學生帶著問題去觀察,有目的地去思考,培養了認真觀察和認真思維的能力。例如觀察植物細胞有絲分裂實驗時,可提出細胞內觀察到的結構有哪些?被染色的是什么結構?再如在觀察細胞質流動的實驗中可提出這樣的問題:為什么要選用黑藻作為實驗材料?為什么要以葉綠體為參照物觀察細胞質的流動?為什么要保持細胞的活性?現象是否明顯?如果不明顯怎么處理呢?這樣提出問題,然后讓學生在實驗中自我研究、探索,有利于培養學生的觀察動手能力。
三、注重培養學生的探究能力
生物實驗以其直觀性、形象性為學生提供了豐富的感性材料,使其充滿著探索性,能有效激發學生的好奇心和探究欲。例如在探究植物細胞吸水和失水的獨立實驗中,教師和學生一起在課前準備蘿卜、胡蘿卜、馬鈴薯、黃瓜、天平和砝碼、燒杯、清水、10%的鹽水、30%的鹽水、刀、菜板,等等。然后做個演示實驗:兩塊蘿卜洞中分別放入清水和鹽水。在上課時,先請準備實驗的同學匯報實驗過程,再讓他們觀察實驗臺上的兩個蘿卜塊:(1)看一看這兩塊蘿卜洞中液體有什么變化;(2)用手摸一摸兩塊蘿卜的軟硬?再向全班匯報。通過這個小實驗,你能得出什么結論?問:水進入蘿卜的什么結構?水是從蘿卜的哪個結構出來的?再引導學生聯想:生活中你見過哪些植物體吸水和失水的現象?這時,學生就會很有興趣地回答:“家里養的花需要經常澆水;買來的菜放兩天就蔫了,但泡在清水中一段時間就又變硬挺了;切完的涼菜加了鹽后就滲出好多水……”這時再提出問題“植物細胞在什么條件下吸水?在什么條件下失水?”這樣利用學生的生活經驗、家庭背景和知識積累,引起學生爭論和激發他們的探究熱情。
四、注重學生對實驗程序的思考能力
在學生實驗中,要指導學生去分析實驗中每一步驟的作用,每一個處理的意義,以及各步驟之間的聯系,從中學習解決問題、研究事物的方法。如《在葉綠體中色素的提取和分離》實驗中,制備濾紙條時,應讓學生了解將濾紙剪去兩角為了使層析液在紙條上擴散速度均衡,后兩者都是為了擴散出四條平行的色帶。在距去兩角的一端1厘米處用鉛筆畫一橫線,目的是為劃濾液細線提供參照線并且防止層析時在盛有3毫升層析液的燒杯中,濾液細線被層析液淹沒。劃濾細線時還應讓學生知道干燥后重復劃2—3次,是為了增加色素量,以便在紙條上走出四條明顯的色素帶來。如果在不干燥的情況下連續劃線,色素會隨濾液中的液體(如丙酮)在紙條上的擴散而擴散,劃出的濾液細線較寬,其結果是相鄰的兩條色帶會發生部分重疊。因此,在實驗中,應根據學生程度和涉及原理的難易不同,由教師講清或提出問題讓學生思考,使學生既知道實驗應怎么做,又知道為什么這樣做。
五、注重學生實驗過程中的創新能力
實驗過程中,手、腦的結合可使學生在掌握知識、方法、技能的同時也得到態度、意識、能力的培養,即獲得了綜合性、協調性的發展。這是理論課替代不了的,也正因如此我們應加強學生的實驗操作環節。首先,時間上應確保這一環節的完成;同時,應鼓勵學生自己嘗試不同的實驗方法或實驗用具去完成實驗,例如學生在“葉綠體色素的提取和分離”實驗,讓學生探索能否采用其它植物,發現用韭菜葉、水蘿卜葉和黃瓜葉效果更好。因為韭菜葉中含豐富的葉綠素a和葉綠素b,水蘿卜葉和黃瓜葉中含豐富的葉黃素和胡蘿卜素。因此,此實驗中層析后出現四條明顯的色素帶,利用新材料取得了新效果。又如在葉綠體色素的提取和分離實驗中,劃濾液細線是難題,用書本說的毛細吸管劃,往往一次很難成功,但學生有的用廢油筆去劃,有的用蓋玻片邊緣去劃,得到的效果可能更好。當然,靠自己獲得“為什么”的道理要比接受現成的“是什么”更有意義。
六、注重學生對實驗結果的分析能力
在高中生物實驗中,不少學生只重視實驗結果,不重視分析結果;只滿足于實驗的成功,而不愿對實驗失敗的原因進行分析。造成這種現象的原因是,學生對實驗的根本目的缺乏深刻的認識,不懂得如何分析實驗。生物學是一門實驗性很強的學科,在實驗過程中,會有很多種因素影響,干擾實驗結果,致使實驗失敗。例如:洋蔥根尖有絲分裂裝片在顯微鏡下觀察,看到有的細胞重疊在一起,看不清每一個細胞的形態,讓學生分析可能是哪一步驟出現錯誤。通過分析,學生得出原因可能有兩方面:一是解離時間短,二是制片過程中壓片沒壓好。這樣有利于培養學生的分析能力。
由此可見,只要我們充分發揮實驗教學的優勢,把學生當做是學習的主體和勞動者,根據學生的各種特點,因材施教,重視實驗教學,掌握學習生物學的方法,在“標準”中倡導科學探究能力和實事求是科學精神的培養,就能夠充分挖掘出學生潛在的創造力,使其學會在今后社會發展中不斷更新知識結構,適應社會發展的需要。