實驗教學是生物學教學的基本形式之一,實驗不僅是驗證理論知識的手段,還是學生獲得知識的最直觀、最有效的方法,并且還是培養學生的觀察、操作和創新能力的重要途徑。但是由于學校實驗條件的限制,好多學校實驗教學的開展很難順利進行,普遍存在教師不能按教材要求開足實驗的現象,很少有教師考慮開發新實驗或拓展教材中給定的實驗。
新課程理念要求教師改變舊的教學觀念,從有利于學生終身發展的高度來認識實驗教學的重要性,充分認識到生物學實驗在培養學生科學素養和科學探究能力上不可替代的作用,轉變過去重知識傳授、輕技能的做法,要求教師努力創造條件,有效地進行實驗教學。
生物課程標準在“課程資源的開發與利用”中指出“鼓勵學生和教師充分利用身邊費用低廉的器具和材料,設計富有創造性的實驗和實踐活動”,提倡生物實驗的低成本、低損耗和簡單易行,使用可替代的廢舊材料,只要安全性沒有問題,不僅物盡其用,而且在替代設計中,有利于發揚學生的創造精神,把實驗室中的實驗變為生活中可進行的實驗,對學生更具有教育意義。
盡管我們學校近幾年有了標準化生物實驗室,但還是不能完全滿足教學的需要,為了盡量開足教材中給定的實驗,我充分利用一些常見的材料和廢棄材料,設計低成本實驗,并且結合教學的需要,因地制宜,揚長避短地開發了一些新實驗,取得了較為滿意的教學效果?,F將我近幾年開發和利用實驗資源的探索和實踐予以歸納總結,和各位同行進行交流。
一、對教材中給定實驗的開發與利用
1.對于實驗條件不足的實驗,開動腦筋,想方設法創造條件,開展實驗
我認為教材中所推薦的實驗器材、實驗設計方案等僅是一種參考,不是唯一的,也不一定是最好的。我鼓勵學生大膽設想,利用教材中所涉及的實驗原理、實驗方法,進行創新設計,利用我們自己擁有的器材代替推薦器材展開實驗,比如,探究《呼吸時二氧化碳體積分數的變化》,教材中推薦的器材是洗耳球,我們實驗室原來沒有洗耳球,我用一次性注射器代替洗耳球,同樣達到了實驗效果。
2. 積極拓展實驗,提高教學效果
通過不斷嘗試,我認為開展實驗教學不能局限于教材中提供的實驗方案,一味地要求學生“照方抓藥”,最好鼓勵學生對原有實驗方案做必要的修改或自行設計實驗步驟,這樣做確實提高了學生的探究能力。拓展實驗既可拓展探究內容,又可重新設計實驗方案,這樣做比簡單地按照教材去模仿實驗收獲要大得多。如探究《植物光合作用的實質》,教材中提供的常規實驗沒有涉及綠葉在光下進行光合作用還必須有水的參與以及必須在葉綠體這個車間中進行,我引導學生課外做了切斷部分葉脈來檢驗水的參與,選取銀邊天竺葵驗證光合作用的場所——葉綠體,既培養了學生的動手能力,又拓展了他們的思維。在檢驗食物中含有蛋白質、淀粉和脂肪的實驗中,有的學生提出想檢驗牛奶中是否含有淀粉,又補充了給牛奶中加入碘液的方法,通過這樣一個簡單的小實驗,既讓學生認識到只有淀粉與碘液具有顯色現象,也證明了學生所飲用牛奶中沒有添加淀粉,不僅讓學生認識到利用課堂中學習的知識能解決生活中的實際問題,還讓學生深切地認識到學習生物學的必要性和重要性。但是我們要明白拓展實驗并不能代替教材中的常規實驗,因為常規實驗所包含的實驗原理、方法是學生完成拓展實驗的基礎。如果忽視教材常規實驗,而直接進入新穎的拓展實驗,無異于本末倒置。
二、結合教學需要,開發新實驗
雖然目前中考實驗考查范圍僅限于教材中給定的實驗,但是有時在教學過程中遇到一些重難點需要實驗現象來幫助突破,我們教師就不能怕麻煩,結合實際可以補充一些小實驗,因為通過實驗現象來說明問題往往比教師單憑說教效果更顯著。比如為了要讓學生認識人體的呼吸運動中胸廓大小變化與肺被動地回縮與擴張的關系,我利用礦泉水瓶模擬胸廓,用氣球模擬肺,將廢棄的筆管模擬氣管和支氣管,做成了一個簡易的演示呼吸運動的模擬器,當用手擠壓瓶壁時,胸廓變小,氣球回縮,當松開手時,氣球鼓起來,說明肺在舒張,既讓學生清晰地看到了實驗現象,很輕松地認識到胸廓變大肺被動舒張,人體進行吸氣,胸廓變小肺被動回縮,人體進行呼氣。為了幫助學生認識脂肪的乳化作用,可借助洗潔精的乳化作用代替膽汁,因為洗潔精幾乎每家都有,便于取材,通過給植物油中加了洗潔精后震蕩試管,可發現原來漂浮在水面的金黃色的植物油被乳化后變成了乳白色的乳濁液。這些簡單易操作的小實驗,在教學過程中不但起到了事半功倍的效果,而且大大激發了學生的學習興趣。比如研究植物的根有向水生長的特性,有些同學在找不到較大的透明容器的條件下,找來了長約50多厘米的紙箱子,取掉較長一面的紙板,換上了相同長度的一塊玻璃,同樣觀察到了植物的根有向水生長的特性。我認為只要做個有心人,就會發現到處都有我們可借助的實驗資源。
三、課外延伸,開展家庭小實驗
家庭小實驗是對課堂實驗的補充和延伸,開展和日常生活密切相關的家庭小實驗,實驗用品一般家庭基本具備,而且實驗操作簡單,很適合中學生在家里探究完成,可安排學生利用各自家庭現有條件,自己選擇實驗材料,分析實驗條件,開展實驗過程,最后全班進行交流,總結成功和失敗的原因。比如,果樹的嫁接,我們學校沒有條件來做,但是考慮到養花的家庭比較多,我讓學生回家調查自己家里所養的花,有哪些是利用無性生殖的方式繁殖的,讓學生在家長的指導和幫助下,進行花的扦插、壓條等實踐活動??紤]到好多家庭都喜歡做泡菜、醪糟,我就要求學生和父母一起學做泡菜和醪糟,課堂上同學們進行交流制作過程,并分享成功的喜悅。
總之,我認為只有勇于創新、因地制宜、因陋就簡才是農村中學生物實驗教學取得成功的關鍵。對于實驗條件相對落后的農村學校來說,可根據自己的實際情況,除了選擇學?,F有條件下能開展的實驗外,同時還可以創造性地開發一些新實驗。我相信只要我們農村中學的教師能以新課改為契機,致力于校本生物學課程資源的開發,會辦出農村中學實驗教學的特色。