生物學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。在實施素質(zhì)教育的今天,教育的目的不僅是傳授學(xué)生知識,更主要的是培養(yǎng)學(xué)生的素質(zhì)和能力。即不僅要學(xué)生知道是什么,而且要知道為什么,更重要的是知道怎么做;不僅要使學(xué)生學(xué)會已有知識,而且要學(xué)會動手動腦收集、加工知識,學(xué)會自我增長知識和生產(chǎn)知識。實驗是培養(yǎng)學(xué)生這方面能力的十分重要的途徑。實驗教學(xué)可以幫助學(xué)生形成生物概念,理解和鞏固生物知識,提高分析問題、解決問題的能力。因此,應(yīng)重視生物結(jié)果的分析和實驗的改進,提高學(xué)中的實驗教學(xué)。在生物實驗教學(xué)中,教師應(yīng)注重訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生各種能力,這是生物學(xué)科本身的特點所決定的,也是當前對學(xué)生進行素質(zhì)教育的需要。當前生物實驗教學(xué)應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生哪些能力,如何培養(yǎng)這些能力?這都需要我們一線教師進行反思。
1明確生物實驗教學(xué)對學(xué)生的能力要求
當前生物實驗教學(xué)應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生哪些能力?生物教學(xué)大綱對此作了籠統(tǒng)的規(guī)定,即在生物實驗教學(xué)中要求學(xué)生對有關(guān)生物實驗的技能和能力達到初步學(xué)會和學(xué)會兩個層次。具體來說,教師應(yīng)在實驗教學(xué)中著重對學(xué)生培養(yǎng)以下幾種能力:觀察能力、動手操作能力、思維能力、分析問題和解決問題的能力、創(chuàng)新能力、科學(xué)探究能力等。
2轉(zhuǎn)變教師對生物實驗教學(xué)的理念
受應(yīng)試教育理念的影響 ,許多教師認為做實驗只是一種形式,考高分才是最終目的。因此,在傳統(tǒng)的生物實驗教學(xué)過程中,以課本為中心,“新教材老教法”,只注重知識傳授,強調(diào)對知識的記憶模仿和重復(fù)練習(xí)。而學(xué)生在整個教學(xué)過程中始終處于從屬、被動的地位,所進行實驗也只是在驗證課本上原有的某些知識。學(xué)生只是機械性的操作,對實驗的原理、設(shè)計思路及背景知識等不假思索,他們關(guān)注的只是實驗結(jié)果。有了一個結(jié)果后,只是考慮實驗的成敗,而對成敗的原因沒有任何的反思。即使是有了一個正確的結(jié)果,但不久之后,很快就會忘記,沒有留下任何的印象。
這種“教師講、學(xué)生聽、教師做、學(xué)生看、教師安排、學(xué)生完成”的傳統(tǒng)實驗教學(xué)已不適應(yīng)教學(xué)改革的需要,它忽略了學(xué)生的動腦、動手能力的培養(yǎng),這種“黑板”實驗嚴重制約了學(xué)生各方面學(xué)習(xí)興趣和能力的提高,無法實現(xiàn)新課程所要求的發(fā)展學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的目標。面對世界科技飛速發(fā)展的挑戰(zhàn),教師必須轉(zhuǎn)變那種妨礙學(xué)生能力發(fā)展的教育觀念,教育模式,特別是教師單向灌輸知識,以考試分數(shù)作為衡量教育成果的惟一標準,以及過于劃一呆板的教育理念。為適應(yīng)時代的發(fā)展和國家的需要,教師必須要轉(zhuǎn)變教育理念“少一點灌輸驗證,多一點啟發(fā)探討”、 “少一點指責(zé)壓制,多一點寬容引導(dǎo)”、“少一點包辦限制,多一點激勵創(chuàng)新”努力營造有利于學(xué)生能力發(fā)展的教學(xué)氛圍。
教師要改變自己的地位,從課堂的主導(dǎo)者改變成為一個指導(dǎo)者和評價者。新課程增加了學(xué)生的活動課和活動內(nèi)容,也將原來的驗證性實驗改為了探究性實驗,例如新課程把原來的鑒定生物組織中的還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)的實驗改為檢測生物組織中糖類、脂肪和蛋白質(zhì),更加有利于學(xué)生實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。教師不要要求所有的學(xué)生一成不變的完成教材中的實驗步驟,對學(xué)生所做的其他方法的嘗試,也要及時了解并及時點評,對一些好的實驗改進方法要多鼓勵,最大程度發(fā)揮的學(xué)生的主觀能動性。教師要及時引導(dǎo)學(xué)生分析創(chuàng)新方法的優(yōu)缺點、原理、條件及其是否可行,讓學(xué)生獲得成就感后,他們會更樂于動腦和動手并敢于動腦動手。
3重視實驗過程培養(yǎng)學(xué)生能力
“紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行”。書上的理論,都是前人經(jīng)過長期實踐總結(jié)得出的結(jié)論。學(xué)生不去實踐而只注重理論,就不能體驗前人所經(jīng)歷的“怎么知道”和“知道什么”的過程,只有讓學(xué)生親自動手去做,手、腦并用,即使實驗結(jié)果不正確,也不能表明一無所獲,因為在實驗過程中,手腦的結(jié)合可使學(xué)生在掌握知識、方法,技能的同時也得到態(tài)度、意識、能力的培養(yǎng),同時學(xué)生可能會有其它新發(fā)現(xiàn)、新收獲。因此,成功的實驗不一定是得出正確的結(jié)果,更重要的是參與和體驗了探究過程。
3.1實驗中應(yīng)注重對學(xué)生參與意識和動手能力的培養(yǎng)
教師要把課堂還給學(xué)生,讓學(xué)生有更多的機會提高自己的動手操作能力,并在動手操作的過程中發(fā)現(xiàn)新問題、動腦解決新問題。在不斷的思索和實驗之后,學(xué)生會逐漸加深對實驗方法、實驗步驟及注意事項的理解,從而在實驗的過程中鍛煉了思維能力。例如,在做色素的提取時,如果研磨不充分,會導(dǎo)致色素提取過少。如果操作不迅速會導(dǎo)致過濾受到影響,如果濾紙條不干燥就會導(dǎo)致色素分離效果差等。學(xué)生在操作時,會在不斷地失敗中思考原因,尋找解決的方法,從而發(fā)展自己的思維能力。教師要引導(dǎo)學(xué)生積極主動的參與并獨立思考或采取多人合作等方式,從真正意義上達到實驗教學(xué)的目的。教師應(yīng)該在恰當?shù)臅r間盡量把這些學(xué)生活動課開出來,讓學(xué)生有更多的實驗操作的體驗;并且盡量在每個實驗中多準備實驗器材和實驗材料的種類,讓學(xué)生有更大的選擇空間來發(fā)揮創(chuàng)新能力和實踐操作能力。教師必須讓每個學(xué)生親自去做每一個實驗,確保每個學(xué)生都動手,如顯微鏡的使用,裝片的制作等是生物實驗的基本功,尤其是顯微鏡的使用,直接關(guān)系到實驗的成敗.
例如:制作洋蔥根尖有絲分裂裝片得經(jīng)過解離→漂洗→染色→制片,這幾個復(fù)雜過程,最后在顯微鏡下觀察,如果顯微鏡不能正確熟練使用,裝片做的再好,也觀察不到應(yīng)有的現(xiàn)象,使實驗前功盡棄,所以實驗前,單獨拿出兩節(jié)課進行基本功訓(xùn)練,使每位學(xué)生對顯微鏡的使用達到熟練程度,從鏡頭的安裝,視野的調(diào)節(jié),裝片的安放到觀察方法都能熟練準確進行。通過訓(xùn)練,學(xué)生的動手能力提高很快,在進行質(zhì)壁分離和復(fù)原實驗中,能很快在低倍鏡下看到植物細胞中紫色大液泡,換用高倍物鏡調(diào)節(jié)也較清楚。裝片制作基本功也很重要,如在實驗中訓(xùn)練學(xué)生怎樣蓋蓋玻片,才能使裝片不出現(xiàn)氣泡等。
3.2實驗中應(yīng)注重對學(xué)生觀察能力的培養(yǎng)
生物實驗中學(xué)生的觀察能力是指學(xué)生通過觀察實驗過程及現(xiàn)象,獲得生動的感性知識,然后進行積極思維,把觀察到的感性材料進行分析、綜合、概括、歸納,上升為理性認識,形成正確概念。可見,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力是培養(yǎng)實驗?zāi)芰Φ那疤幔彩前l(fā)展智力的基礎(chǔ)。觀察能力的提高,有賴于正確的觀察程序和方法,教會學(xué)生用正確的方法進行觀察,對培養(yǎng)學(xué)生觀察力是很必要的。教師要指導(dǎo)學(xué)生全面進行觀察,抓住事物的各個方面及其發(fā)展變化的全過程,這樣才能達到認識事物的目的。我們認為在生物實驗中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力要做到如下幾點:
(1)明確目標,系統(tǒng)觀察。
在生物實驗中必須使學(xué)生明確所要觀察的內(nèi)容和觀察的范圍,明確通過觀察要獲得哪些資料,解決哪些問題;擬定好觀察計劃,制定觀察程序,引導(dǎo)學(xué)生進行系統(tǒng)的層次清晰的觀察,防止主次不分、顧此失彼。
(2)選擇方法 注重程序 教師要指導(dǎo)學(xué)生對不同的實驗對象進行不同的觀察方法。
比如在觀察根毛和根尖的結(jié)構(gòu),指導(dǎo)學(xué)生采用先整體后局部的觀察程序。一些驗證性實驗、探究性實驗 可指導(dǎo)學(xué)生采用對比觀察、重復(fù)觀察等方法進行觀察,使學(xué)生在觀察中認識事物的本質(zhì)屬性 ,達到對學(xué)生觀察能力培養(yǎng)的目的。
3.3實驗中應(yīng)注重對學(xué)生思維能力和探究能力的培養(yǎng)
在以往的教學(xué)中,一般完全按照書本上的操作要求。教師是采取先向?qū)W生傳授實驗的原理、步驟及實驗現(xiàn)象,再演示一遍,然后要求學(xué)生照著做一遍,或是跟著老師一步一步的做,最后讓學(xué)生按照統(tǒng)一的步驟逐一完成實驗。沒有給學(xué)生留下思考的空間和余地,也不允許學(xué)生對實驗的過程有所創(chuàng)新,因而抑制了學(xué)生的獨立性和思考的積極性。這種實驗安排對于教學(xué)有有利的一面,比如目的明確,實驗步驟規(guī)范,但它也有不利于教學(xué)的一面,主要是束縛了學(xué)生的思維,尤其是創(chuàng)造性思維。因此,在實驗教學(xué)中要有意識地培養(yǎng)他們的思維能力,鼓勵他們大膽設(shè)想,讓驗證性實驗上升為探究性實驗,去探索、實施他們想要做的實驗,把注意力從注重實驗結(jié)果轉(zhuǎn)移到實驗方案的設(shè)計思路、方案的優(yōu)缺點及改進方法等方面上來,從而培養(yǎng)他們的思維能力、創(chuàng)新能力。
在實驗前教師首先對實驗的關(guān)鍵步驟深入挖掘,提出問題,這些問題是教材上沒有現(xiàn)成答案的,必須通過親自實驗觀察、動腦才能得出結(jié)論,這樣學(xué)生帶著問題去觀察,有目的去思考,培養(yǎng)了學(xué)生認真觀察和認真思維的能力。例如,植物細胞質(zhì)壁分離和復(fù)原實驗中提出這樣幾個問題:
①此實驗為什么要用紫色的洋蔥?
②實驗中30%蔗糖溶液改成10%或50%的濃度實驗結(jié)果會怎樣?
3.4實驗中應(yīng)注重對學(xué)生分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)
實驗完成后對實驗結(jié)果的分析也是提高學(xué)生能力的重要環(huán)節(jié),對實驗現(xiàn)象明顯,效果好的裝片,讓全班學(xué)生對比看,對實驗效果差的同學(xué),不急于指出毛病出在哪,而幫助他們分析沒能達到預(yù)期效果的各種可能情況,讓他們自己找出失敗的原因,從而提高學(xué)生分析問題的能力,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,看不清每個細胞的形態(tài),讓學(xué)生分析可能是哪一步驟出現(xiàn)錯誤,通過分析,學(xué)生得出原因可能有兩方面,一是解離時間短,二是制片過程壓片沒壓好。
在同一實驗中細胞有時會出現(xiàn)顏色過淺,學(xué)生會分析出可能是漂洗和染色時間短所致,通過對實驗結(jié)果的分析也培養(yǎng)了學(xué)生嚴謹?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。在今后的實驗中,學(xué)生都能認真對待每一步驟,主動提出問題,如某一步驟為什么要這樣操作,如不這樣會怎樣?對實驗的某一部進行改革,增強了學(xué)生實驗的興趣,也培養(yǎng)了解決實驗問題的能力,例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(xué)生有的用廢油筆去劃,有的用蓋玻片邊緣去劃,得到的效果更好。所以我鼓勵學(xué)生敢于對實驗進行改革,使學(xué)生獲得了成功的喜悅,增強了興趣,同時也提高了能力。通過這一探索過程,一方面滿足了學(xué)生的好奇心和求知欲,另一方面也培養(yǎng)了學(xué)生的主體意識和科學(xué)探究的能力。
通過實驗教學(xué),讓學(xué)生積極參與、動手、帶著問題去觀察,注重實驗結(jié)果的分析和改進。確實提高了學(xué)生的操作能力,觀察和思維能力,以及解決實際問題的能力。通過生物實驗,也培養(yǎng)了學(xué)生嚴謹踏實的科學(xué)態(tài)度,認真求實的良好實驗習(xí)慣,為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。所以,實驗教學(xué)不是簡單的實驗重復(fù),教師不能滿足于知識傳授,而應(yīng)致力于指導(dǎo)學(xué)生方法的掌握、能力的培養(yǎng),讓學(xué)生學(xué)會發(fā)現(xiàn),學(xué)會創(chuàng)造。讓學(xué)生的綜合能力在生物實驗中得到提升,為今后適應(yīng)社會的挑戰(zhàn)做準備。