摘 要:提高生物學素養是新課標的基本理念之一,但因課時緊張而不開設實驗課或減少實驗課課時、學生被動做實驗、聽實驗、看實驗等是高中生物實驗教學依然存在的一些問題,本文就存在的問題提出了通過學習提高自身科學素養,轉變教師的實驗教學理念;通過課堂展示激發學生的動手欲望,并深層思考;通過鼓勵學生反客為主,對教材實驗進行探究與改進;通過整合教材,挖掘生物實驗史的教學價值等生物實驗教學的策略。
關鍵詞:高中生物;生物實驗;教學策略
一、 問題的研究背景
新課標的基本理念之一是提高生物學素養,趙占良先生在其講座《聚焦核心素養,彰顯育人價值——高中課標和教材修訂的基本思路》中提到,生物學科核心素養主要在“生命觀念、理性思維、科學探究、社會責任”四個方面來體現,而對科學探究的解讀中提到“學生能夠發現現實世界中的生命科學問題,針對特定的生物學現象,進行觀察、提問實驗設計、方案實施以及結果的交流與討論,在開展不同的工作中,都樂于并善于團隊合作。”可見實驗的地位。
另外,隨著素質教育的大力提倡,實驗題在近幾年高考理綜中的占分比重逐年提高。就2016年的高考來說,生物許多題目都是命題者基于教材實驗的大背景下來進行命題的,例如新課標Ⅰ卷選擇題第3題、新課標Ⅱ卷第29題,都是基于人教版必修1P83探究實驗“影響酶活性的條件”;再如新課標Ⅲ卷選擇題第2題、第4題也是基于教材中的相關實驗來進行命題的,這與《普通高等學校招生全國統一考試大綱的說明》對考生提出的考試能力要求是完全符合的。
二、 生物實驗教學目前存在的一些問題
目前實驗教學的情況依然存在一些問題,例如因為課時緊張而不開設相應的實驗課,或者減少實驗課的課時,只由教師在課堂上表述或者照本宣科,學生則由動手做實驗變成了看實驗或者是聽實驗;部分學生在實驗課上走馬觀花,并沒有真正投入到實驗當中,重實驗結果不重視實驗結果分析,對實驗的根本目的缺乏深刻的認識,對實驗相關原理及知識點容易遺忘,正是所謂的“左耳進,右耳出”,這與提高生物學素養的新課標理念是背道而馳的。
三、 高中生物實驗教學的一些策略
那么,如何讓學生不再“左耳進,右耳出”呢?大多數學生有參與實驗的強烈需求,而參與度在很大的程度上可以影響學生對該實驗形成的知識體系,因此如何提高生物實驗學生的參與度,是生物教學工作者共同面臨的一個重要課題。下面筆者就在生物實驗教學實踐中的不斷嘗試所獲得的一些教學成果,也談一談生物實驗教學的策略。
(一) 通過學習提高自身科學素養,轉變教師的實驗教學理念
新課程標準要求教師更多的選用探究式的課堂教學方式,這種教學方式將促使學習方式從被動性的學習轉為探究性學習,這就需要教師自己要有設計實驗的能力,以利于在教學中指導學生設計實驗。因此教師應通過不斷地加強課改的理論學習提高對實驗教學的認識,使開展實驗教學的動力由外在逐步轉為內在的,自發的動力,積極地去創造條件,完成課標所規定的實驗、探究等活動。此外,生物教師應不斷提高自身的實驗素質,對生物實驗需要使用的儀器、設備做到規范操作,實驗操作方法步驟做到科學嚴謹。只有自身水平不斷提高才能幫助和引導學生通過科學實驗,探索科學方法,提高科學素養。
(二) 通過課堂展示激發學生的動手欲望,并深層思考
課堂的學習展示是一個重要的教學環節,是學生在獨立完成或者小組合作的基礎上,采用口頭語言、實驗模型等多種形式出示學習成果,分享學習體驗的過程。
1. 利用智能手機等輔助工具進行實驗結果展示
“觀察DNA、RNA在細胞中的分布”“觀察線粒體和葉綠體”“觀察植物細胞的質壁分離和復原”“觀察細胞的有絲分裂”等需要使用顯微鏡觀察的此類實驗,可利用智能手機的“相機”功能展示實驗結果,攝像頭能把顯微鏡下所觀察到的視野進行拍照或者錄像,這樣各實驗小組中在班級里進行展示,既直觀,又能激發各小組的比賽欲望,而且還能夠根據實驗結果進行討論實驗成功或者失敗的原因,進而轉化為對實驗深層次的思考。
例如,在“觀察細胞有絲分裂”這個實驗中,首先借助智能手機的后置相機,將每一個小組的實驗結果進行拍照,然后由各小組根據有絲分裂的各個時期先后順序整理相片并進行展示,同時接受其他小組的提問,再進行集體思考:為什么不能觀察到細胞有絲分裂的動態變化?如何才能夠觀察到各個分裂時期的細胞?為何有些小組的視野細胞重疊,看不到染色體?觀察到染色體,可是著色很淺,這是為什么?本實驗的成功之處和不足之處有哪些?
之后教師給予及時的多層次評價,實驗成功的小組和實驗失敗的小組都能有所收獲,必定對有絲分裂的相關實驗知識印象深刻。
2. 利用自制教具或模型進行課堂展示
在日常生活中選擇合適的材料提供給學生制作模型,能夠在一定程度上提高學生對實驗的參與度和好感度。例如小朋友手工用的黏土可以用來嘗試制作真核細胞的三維結構模型,圍棋的黑白子可以在“性狀分離比的模擬實驗”中使用。
在“減數分裂”這一節內容上,筆者用彩色硬紙板進行了幾次教學嘗試。第一次嘗試是將不同顏色的硬紙板分到各小組,由小組利用老師所提供的材料在課后討論并制作減數分裂的各個時期變化,再進行小組展示;第二次嘗試進行了修改,由教師提供染色體模型,各小組利用模型,根據課本描述的減數分裂的特點,在白紙上模擬減數分裂的過程,并思考:如何理解同源染色體、聯會、四分體交叉互換等概念;減數分裂染色體數目減半發生在什么時期?同源染色體有什么行為?非同源染色體之間有什么行為?你們是如何理解減數分裂過程中染色體在各時期的行為?之后選擇一些小組進行展示。本來晦澀難懂的知識點通過小組討論和展示,學生理解減數分裂相關過程會有一定的幫助。
(三) 通過鼓勵學生反客為主,對教材實驗進行探究與改進
實驗材料并不一定要完全按照教材的要求機械照搬,鼓勵學生用其他材料代替。如“綠葉中色素的提取和分離”,學生可以在校園中選擇葉片,帶到實驗室中進行實驗,因為是學生自己帶來的葉片,會對本組實驗結果產生很大的興趣,也會對其他小組的結果感興趣。
再如“植物細胞的質壁分離及質壁分離復原”實驗,實驗桌上提供的材料有:紫色洋蔥、白色洋蔥、鴨跖草、5%蔗糖溶液、30%蔗糖溶液、60%蔗糖溶液等。教師引導學生探究的方向:實驗材料選用紫色材料和白色材料結果如何?選用紫色洋蔥外表皮的意義何在?使用不同濃度的蔗糖溶液,現象如何?
可以看出,學生由照本宣科做實驗,變成了設計實施探究性實驗,由被動變主動,能力有一定的提高,亦激發起學生的探究興趣。
(四) 通過整合教材,挖掘生物實驗史的教學價值
光合作用的發現史、細胞膜結構的探索史、生長素的發現史等這些教材中的生物實驗史,不僅能夠呈現生物學知識的發現過程,還能體現科學實驗、科學研究的一般方法。教師通過整合教材,充分運用這些生物實驗史,幫助學生了解科學研究的一般方法,實驗設計的原則,激發他們的探究熱情,還要在“潤物細無聲”中培養學生的科學態度和科學精神,讓學生學會根據實驗事實,對實驗本質進行深層次的分析。
四、 結語
高中生物實驗教學就是為了提高學生的生物學素養,培養學生的創新精神,使學生養成良好的實驗態度,更好地掌握實驗操作步驟,便于對抽象概念的理解,掌握相應的生物知識。從根本上來說,通過實驗就是將感性的知識和理想相結合,讓學生通過實驗來了解問題的本質。由此可見,教無定法,在新課改的前提下,教師通過不斷地提高自身的專業水平和科學素養,高中生物實驗教學不斷地完善,適應課改要求,以此來提高學生的綜合能力,開拓學生的創新思維,使學生不再“左耳進,右耳出”,重視生物實驗,愛上生物實驗。
參考文獻:
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作者簡介:
凌鶴,廣西壯族自治區百色市,百色市百色高級中學。