生物學屬于自然科學,自然科學中實驗手段是最重要的研究手段,所以在生物學教學中實驗探究過程必然是整個課堂的靈魂。經典實驗不僅有著科學家嚴密的思維邏輯,還展示了知識的探究歷程。如果學生不學習探究歷程而只學習知識,知識也只會是枯燥空洞的。那么,如何在有限的實驗室條件下完成實驗,起到探究的效果呢?
我校生物組在教學中轉變教學觀念,積極尋找辦法,在時間上合理安排,完成了課本上的很多實驗,并在此過程中得到了很多啟發。其中關于“滲透現象”的實驗是比較典型的演示實驗,本文以該實驗為例,細述對生物實驗教學的實踐與探索。
一、如何選擇合理的材料或替代品
我們做滲透裝置時,在材料選擇上課本所要求的是玻璃紙,但在實驗室中并沒有配備。我們先改用了雞蛋膜,結果在長頸漏斗上密封雞蛋膜時,發現它十分容易破裂,難以成功,而且由于捆扎時不能十分用力,實驗現象不明顯。最后選擇了大魚魚泡膜,事實證明魚泡的韌性更好,面積更大,在實驗中現象也十分明顯。
學生往往以為課本所用的實驗材料是最合理的。其實實驗材料應該以“簡便易取,現象明顯”為原則。比如,做質壁分離實驗,取材時課本要求選洋蔥表皮,但在一年不同的時間段,洋蔥的質量不一樣,表皮也不一定好撕取,可以考慮換其他材料。有些教師建議用紫鴨跖草,它的莖、葉都是紫色,表皮易撕取,細胞也大,質壁分離之間反差比較大,區別更明顯,所以比洋蔥表皮要好用。
我們還發動學生自己動手制作一些實驗用具。比如,做細菌接種時,沒有接種環,學生用很細的鐵絲圈成頂端帶小圈的結構,形成自制的接種環,使用起來也很方便。
二、如何處理好實驗時間
我們準備“滲透現象”實驗時發現,從開始實驗到長頸漏斗中的液面明顯上升,約需要15到20 分鐘時間。所以在課堂上演示前將實驗裝置各部分做好,上課導入時只將漏斗放入燒杯中,記下漏斗內的起始液面刻度,在等待的時間內講解該裝置并學習相關的內容,讓學生預測實驗結果。等現象出來后一起觀察,并對結果進行分析。課本導入部分的問題中,提出將半透膜換成紗布會怎樣,漏斗內外濃度一樣會怎樣。我們最后決定同時做四組實驗,一組選擇魚泡膜密封漏斗口,一組為紗布,一組為塑料布,還有一組漏斗內外為等濃度蔗糖溶液。四組實驗同時進行,結果出來后一分析,滲透作用的兩個必要條件迎刃而解。
教材上的實驗時間有時候和課堂不能完全吻合,需要做調整和事先的計劃。有一些實驗延時非常長,所以開學前就要做好實驗的時間規劃,提前做一些準備。
比如,研究土壤微生物對落葉的分解作用,實驗很簡單,但歷時需要一個月。我們上生態學第四章內容時開始做該實驗,到上生態學結構時正好可以拿來觀察。再比如,制作生態缸,觀察生態系統的穩定性也需要很長的時間,可以提前讓生物興趣小組來準備。我校新教學樓后面有一小塊荒地,可以開辟成小的園藝地供學生進行生態和植物學方面的研究實驗地,這當然也需要適合的季節進行及時的準備工作,為學生的素質培養提供良好的場所。
三、展示細節時可以充分使用現代技術手段
準備好滲透實驗裝置后我們預上了一節課,出現一些問題:整個實驗裝置比較小,學生無法看清漏斗內液面的變化,而且裝置不易挪動,也無法拿下講臺讓學生觀看。教師自己描述現象,這顯然是缺乏說服力的。我們先讓一名學生代表大家用記號筆記下實驗的起始刻度,過一段時間后再請他記下最終刻度,以此來證明實驗結果。這個方法還不能使其他學生真正關注到實驗。最終找到了解決辦法:在實驗過程中用數碼相機拍攝下實驗裝置的狀態,展示在多媒體屏幕上,以便全班同學觀察。
在經過了教學的探索過程和幾度修改后,最終我們將該課堂的實驗教學過程完美地呈現了出來,學生印象十分深刻。
總之,學生在實驗探究的過程中,不僅可以加深對知識點的理解,還可以培養學生的動手技能及對科學的熱愛。例如,在學習“探索植物葉片光合作用產生淀粉”的實驗,學生在前一天就開始處理班級植物,完成了實驗。因為時值元旦,學生利用該實驗原理,用不同形狀的黑紙給葉片遮光,葉片上噴碘液后出現不同的顯色形狀,再將葉片壓膜,做成了漂亮的元旦賀卡,學生將學到的知識運用到生活中。
總之,在生物課堂中,我們應不畏懼各種困難,積極地想辦法,創造各種生物實驗條件,探索實驗知識,讓生物課堂更加豐富,使學生獲得更多的樂趣。
(責任編輯 羅 艷)