生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。觀察實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)和研究生物學(xué)的基本方法,也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的重要途徑。因此,在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)積極探索,努力尋找采集方便、效果明顯的實(shí)驗(yàn)材料,改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法,不斷提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。
1 明確觀察目的和任務(wù)
觀察是人對客觀事物的一種生動的感性認(rèn)識形式,它往往是通過多種感覺器官的聯(lián)合活動,并在思維的參與下進(jìn)行的。在觀察時,必須對觀察者預(yù)先提出一定的目的或任務(wù),擬定一定的計(jì)劃,按計(jì)劃仔細(xì)地觀察,提出問題,尋求某種答案,這樣才能保證注意力集中在所要觀察的事物中。
如觀察洋蔥表皮細(xì)胞的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖且髮W(xué)生在觀察中認(rèn)識細(xì)胞壁、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核和液泡。觀察前教師應(yīng)強(qiáng)調(diào)細(xì)胞膜緊貼在細(xì)胞壁內(nèi)壁上不易辨認(rèn),有些細(xì)胞核也不太清楚,要調(diào)好光圈,光線強(qiáng)弱要控制適當(dāng),使學(xué)生按照教師提出的目的要求去觀察。觀察的結(jié)果好壞可由教師檢查,檢查方法可采取教師提問學(xué)生回答,也可讓學(xué)生繪制觀察的標(biāo)本圖示,這樣一定能達(dá)到觀察的目的。在該實(shí)驗(yàn)中,還應(yīng)該強(qiáng)調(diào)在撕取洋蔥內(nèi)表皮時要小塊的,如果太大塊,在蓋蓋玻片時容易產(chǎn)生氣泡,影響觀察。
2 明確重難點(diǎn)
對每個實(shí)驗(yàn),應(yīng)首先把重點(diǎn)、難點(diǎn)提前告訴學(xué)生,同時圍繞重點(diǎn)、難點(diǎn)提出思考題或應(yīng)注意的關(guān)鍵問題,讓學(xué)生在預(yù)習(xí)時有明確的目的,有思考的內(nèi)容,有議論的話題。并經(jīng)常參與學(xué)生的討論,指導(dǎo)課外興趣小組對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)演,培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)課小骨干,讓他們在實(shí)驗(yàn)課上充當(dāng)小老師的角色,既發(fā)揮實(shí)驗(yàn)小骨干的作用,又充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
3 充分對比觀察
運(yùn)用縱橫比較進(jìn)行觀察,同中求異或異中求同。對比觀察能使學(xué)生從平常的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)不平常的東西,從相似的事物中找出差異以及從差異中找出共同點(diǎn)或因果關(guān)系。如在觀察葉片的結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)中,教會學(xué)生對比觀察上表皮和下表皮:上表皮細(xì)胞排列更緊密一些,更整齊一些,氣孔較少,而且緊挨著柵欄組織(柵欄組織像一排柵欄)。這樣,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中就會有針對性,便于觀察,從而減少盲目性,且印象深刻。
4 就地取材,鼓勵學(xué)生創(chuàng)設(shè) 實(shí)驗(yàn)
自然界中有很多生物與人類的關(guān)系十分密切,而且也經(jīng)??吹靡姡弥?。只要引導(dǎo)學(xué)生細(xì)心觀察各種生物的生活習(xí)性和外部形態(tài),就能解決對生物類群的調(diào)查這個實(shí)驗(yàn)。同時還可以搜集廢棄的物品,在不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提下,都可以作為實(shí)驗(yàn)材料,變廢為寶,節(jié)省大量的資金,同時滿足實(shí)驗(yàn)課的需要。
5 充分利用電化教育設(shè)備,優(yōu) 化實(shí)驗(yàn)課教學(xué)
眾所周知,人類認(rèn)識事物的方式有兩種:一種是“正確→鞏固→正確”,即人們一開始就獲得正確信息,通過實(shí)踐在頭腦中得到強(qiáng)化和鞏固,最后表現(xiàn)為正確的操作行為;另一種是“錯誤→糾正→正確”,即人們一開始就得到錯誤信息,通過實(shí)踐,錯誤信息得到糾正,最終也表現(xiàn)為正確的行為方式。教師掌握這一認(rèn)知規(guī)律對實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有重要的指導(dǎo)意義。教師的操作示范在實(shí)驗(yàn)中起著舉足輕重的作用。如果教師把實(shí)驗(yàn)中的正確操作通過電腦播放出來,組織學(xué)生觀看,讓學(xué)生形成正確認(rèn)識,學(xué)生實(shí)驗(yàn)時的正確率會大大提高。
6 增加實(shí)驗(yàn)探索的機(jī)會,延伸 實(shí)驗(yàn)教學(xué)時空
實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟粌H僅是使學(xué)生獲取知識,更重要的是在獲取知識的過程當(dāng)中體現(xiàn)知識的形成和發(fā)展過程,同時提高分析問題和解決問題的能力。如果只利用實(shí)驗(yàn)課時間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué),難以充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能。實(shí)驗(yàn)分析能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力等能力的培養(yǎng)可以在非實(shí)驗(yàn)課上進(jìn)行。生物課外實(shí)驗(yàn)是中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)的重要組成部分,同時也是生物課堂教學(xué)的一種有效補(bǔ)充和延伸。因此,生物課外實(shí)驗(yàn)也就成為生物教材的重要內(nèi)容。如“種子萌發(fā)的環(huán)境條件”“測定種子的發(fā)芽率”“根的什么部位生長最快”等,這些探究實(shí)驗(yàn)需時較長,無法在課堂實(shí)驗(yàn)中完成,可以安排為課外實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在這樣的實(shí)驗(yàn)中親自觀察、記錄,并且動腦筋去比較、分析和思考,不僅獲取新的知識,而且學(xué)會探究新知識的方法。久而久之,學(xué)生便逐步養(yǎng)成進(jìn)行科學(xué)研究的初步能力和創(chuàng)造能力。
7 實(shí)驗(yàn)工具和材料準(zhǔn)備
實(shí)驗(yàn)工具和材料準(zhǔn)備既能使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)材料的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理有個準(zhǔn)確的認(rèn)識,又能使他們對實(shí)驗(yàn)工具的性能和使用方法有詳細(xì)的了解,從而激起強(qiáng)烈的興趣和實(shí)驗(yàn)探索欲望。如“觀察洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞的結(jié)構(gòu)”實(shí)驗(yàn),教材要求準(zhǔn)備顯微鏡、載玻片、蓋玻片、刀、鑷子、滴管、洋蔥、碘液、吸水紙。學(xué)生在粗略了解實(shí)驗(yàn)后,經(jīng)過思考、實(shí)地操作對比,認(rèn)為撕取洋蔥鱗片葉的內(nèi)表皮比外表皮快,并不易粘帶有葉肉,于是把取外表皮改為取內(nèi)表皮。這樣在實(shí)驗(yàn)中避免重復(fù)操作,浪費(fèi)時間,取得良好效果。有的學(xué)生還主張用本地的小蔥、大蒜來跟它作對比,看看哪個效果更佳。
如果沒有這種準(zhǔn)備,學(xué)生也只能按照教材上的要求去簡單地操作而已,至于為什么要使用這些工具和材料,他們是無暇顧及的,更談不到什么創(chuàng)新。
8 加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)工作
8.1 顯微鏡的使用實(shí)驗(yàn)
過去發(fā)現(xiàn),學(xué)生在使用顯微鏡時,用大拇指和中指取目鏡,食指按在目鏡上,在目鏡的鏡片上留下指紋,這樣很容易弄臟目鏡。現(xiàn)在在指導(dǎo)學(xué)生安裝鏡頭的時候,強(qiáng)調(diào)用大拇指和食指取、裝目鏡和物鏡,對保護(hù)顯微鏡很有幫助。
8.2 觀察種子的實(shí)驗(yàn)
用浸軟的菜豆種子與即將萌發(fā)的菜豆種子對照進(jìn)行觀察,效果更好。這樣不僅可以幫助學(xué)生理解胚的發(fā)育,還能解決種子萌發(fā)的條件等問題。在觀察玉米種子結(jié)構(gòu)的時候,用浸軟的玉米種子和剛要萌發(fā)的玉米種子同時進(jìn)行對照觀察,即使不用放大鏡,也可以辨認(rèn)胚的各部分。
8.3 綠葉在光下制造淀粉的實(shí)驗(yàn)
材料可用蜀葵代替天竺葵,其優(yōu)點(diǎn)是材料容易取。蜀葵的適應(yīng)性強(qiáng),耐寒,生長旺盛,葉片大而多,易種易管,實(shí)驗(yàn)效果好。在實(shí)驗(yàn)時,可直接在露天栽培的蜀葵植株上進(jìn)行葉片的遮光處理,1~2天后就可取葉做實(shí)驗(yàn)。蜀葵如果生長在光照條件好的地方,下午取材實(shí)驗(yàn)效果好;如遇陰雨天,可在下午3點(diǎn)以后取葉。將葉片放在水中加熱到80 ℃左右,用清水保存,2~3天后做實(shí)驗(yàn),效果同樣好。
8.4 觀察小魚尾鰭的血液流動實(shí)驗(yàn)
用泥鰍作觀察材料效果更好,不僅能看到毛細(xì)血管網(wǎng)中的血流情況,而且能看到單行血細(xì)胞的流動。具體操作方法:用紗布代替棉花包裹泥鰍,將它放在一塊120 mm×120 mm×3 mm的玻璃片上。泥鰍很少活動,不僅觀察很方便,而且成本低。
9 實(shí)驗(yàn)理論準(zhǔn)備
理論準(zhǔn)備主要包括實(shí)驗(yàn)原理、目的、方法、步驟和相關(guān)知識的認(rèn)知準(zhǔn)備,從而實(shí)現(xiàn)對實(shí)驗(yàn)有更深層次的認(rèn)識,為實(shí)驗(yàn)操作奠定堅(jiān)實(shí)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。如“綠葉在光下吸收二氧化碳產(chǎn)生氧氣、制造淀粉”實(shí)驗(yàn),要做的理論準(zhǔn)備除實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、方法、步驟外,還有碳酸氫鈉的不穩(wěn)定性易分解產(chǎn)生二氧化碳,氧氣具有助燃性,可以使帶有火星木條復(fù)燃,淀粉特性是遇到碘就變藍(lán)色,以及酒精物理性質(zhì)的知識準(zhǔn)備和原理準(zhǔn)備。這樣不但能對各操作步驟內(nèi)涵有更深理解,還能為實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。
(作者單位:河北省唐山市豐南區(qū)王蘭莊中學(xué))