生物學是一門以實驗為基礎的自然科學。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,生物學的理論也是人們通過實驗總結出來的。所以實驗教學在生物教學中占有非常重要的地位。隨著教育的改革,注重了理論和實踐相結合的原則,教材內容突出了實驗內容多,實驗形式多,實驗要求多的特點。
一、注重培養學生的科學實驗態度,加強對實驗教學的重視
新課程將認識實驗在生物學中的地位和作用作為實驗教學的目標之一。酶的發現、生長素的發現、光合作用的發展史、遺傳物質的發展史、DNA雙螺旋結構的發現、遺傳基本規律的發現等內容的闡述,都是在科學嚴謹的實驗基礎上得出來的。通過一些史實的閱讀和介紹,讓學生初步了解生物實驗科學產生的背景,認識實驗對生物學發展的推動作用。在進行生物學史的教育和認識的同時,也可以使學生學到科學家的科學態度、科學精神和科學方法。例如孟德爾發現生物遺傳的分離和自由組合規律是19世紀繼達爾文進化論之后,生物學的又一重大科學成就。孟德爾創造的研究方法在遺傳學上的影響不亞于他的偉大發現。由此培養培養學生對實驗嚴肅認真的態度,對實驗結果實事求是的態度,如實記錄實驗數據,并把實事求事的作用帶到平時的學習和生活中去,從而達到培養科學素質的目的。
二、注重實驗操作過程,培養學生的科學實驗方法
1.明確實驗教學目標
高中學生活潑好動,知覺的無意識性的情緒化比較明顯。在實驗過程中,往往容易被無關的內容所吸引。在實驗中,容易把注意力放在實驗器材和用具上。而讓學生知道實驗的目的和要求,是實驗教學的重點。只有這樣,才能使學生產生積極的學習動機,思維才會有方向,操作才會認真。
2.做好實驗教學的準備工作
實驗教學和一般的授課有不同的要求,而生物教材又往往受地方性的季節性的限制,有些實驗還需較長的時間才能看到實驗結果。因此,在實驗課前做好實驗教學的準備工作就顯得尤為重要了。做好實驗教學的準備工作主要有以處幾個方面:
①制定切實可行的實驗教學計劃
根據不同的生物實驗受地方性、季節性限制的特點,在實驗前應將實驗所需的材料負責老師等項目一一列入表內。季節性強的實驗要打好時間差,必要時還應對實驗內容作出調整,推遲或提前。
②精心設計好實驗教學程序
教師在設計實驗程度時,應認真地構思好學生觀察過程中的每一個環節和符合學生實驗的教學方法,對實驗中出現的問題、現象、失敗的原因要盡可能考慮細致,盡可能多地設置幾個“為什么”,以激發學生的思維。
③反復演練,做好示范操作。
教師實驗操作的基本功如何直接影響實驗的效果。因此,每個實驗教學前,教師應按課本的實驗要求,認真做幾遍,使自己的實驗操作規范、熟練。在演練過程中還要研究和摸索學生可能發生的問題和實驗成敗的關鍵,做到心中有數,以便在實驗過程中能及時提醒學生,確保每個學生都成功。
三、加強培養學生的探究精神和創新能力
實驗是了解、研究自然規律的重要方法,它的作用不只是為了獲取信息。應該讓學生認識到實驗操作是在相關原理指導下進行的,要學會把實驗獲得的信息演繹、歸納,只動腦不動手和只動手不動腦都是不正確的。在實驗教學中,我們要有意識地培養學生提出問題的能力,實驗設計能力、分析與判斷能力,培養學生的探究精神和創新能力。在實驗教學中,要給學生留下思考、交流和討論的時間,讓學生從設計原理上、實驗步驟上、結果分析等方面重新審視,改進方案。在“溫度對酶活性影響”實驗中,就有很多學生提出放于冰塊中維持5分鐘的那支試管結果不明顯,原因在哪里?經過分析討論,大家認為最可能的原因是放于冰塊中溫度達不到,最后改為放于冰水中,并且維持時間改為8分鐘,經過改進后結果明顯。這樣做的結果既提高了學生學習興趣,又能較好地提高學生的實驗設計水平,同時激發了學生的創造性。
四、在實驗中培養學生的協作精神
信息的獲取與交流將是信息時代公民的生命,與他人的友好合作是信息時代發展的重要基礎。在生物學實驗中提倡同學間的討論與交流,學生不僅要進行語言交流,還要寫出各自的研究報告進行書面交流,要求每個學生在小組活動中充分發揮自己的作用,并及時反省自己對小組活動有何貢獻。引導學生自覺擬定新穎又可實現的實驗課題,要求每項實驗課題必須有明確的選題目的,詳細制定實驗的階段、步驟以及所需器材等,并將選題目的、實驗設計或實驗方案在生物學科小組上發言,讓學生發表意見,對不同意見可以進行討論,發揮學生之間互助精神。教師只當成員參加,起引導作用,不輕易給實驗課題下結論。在學生自主、創見和求實相結合下,許多實驗課題在小組會議多次研討,原來擬題不明確或實驗設汁不切合實際條件的課題,學生自己棄去;有的課題選題目的明確又新穎,研討后發覺應分2~3階段反復實驗才能實現。如在做完“葉綠體中色素的提取和分離實驗”后,教師鼓勵學生依據分離原理探索其他實驗方案。將全班學生組合成若干個探索小組,鼓勵學生在成員不同的各種小組中活動,發揮各自的作用。學生在小組中紛紛表述自己的觀點,相互交流信息,提出的方案很多:①用汽油做層析液;②用毛細玻璃管沾些色素提取液點在圓形濾紙中心等。最后,學生們對以上方案進行了分析討論,從中選出可行的方案進行實驗,以檢驗是否成功。這樣學生在一系列探索活動中通過合作,培養了學生的信息交流能力和集體協作精神。
總之,我們應對實驗予以高度重視,從實驗出發,在實驗教學過程中不斷完善和提高自己,從而達到培養學生的綜合能力,提高學生的生物學素養。
(作者單位:福建省廈門市啟悟中學)