【摘要】實驗教學是生物教學的一部分,通過實驗,學生可以更加直觀地探究生物知識,積累探究經驗。在開展生物教學時,教師要將實驗教學當作重要內容,并通過有效的生物教學發展學生的各項能力。2016年,《教育部關于進一步推進高中階段學校考試招生制度改革的指導意見》發布了,新中考改革正式啟動。為了更好地適應時代潮流,提升生物教學的質量,教師還應基于新中考改革的要求有效開展生物實驗教學,關注學生在能力上的生長,多給學生體驗的時間,切實培養學生的生物素養。
【關鍵詞】初中生物;實驗教學;新中考改革
作者簡介:談思源(1994—),女,江蘇省南通市海安市海陵中學。
在最開始進行生物實驗時,初中學生更多是在模仿,教師怎么做,學生就會照著做,只要結果對了,他們就覺得實驗的目的達到了。這樣的實驗理念不利于學生深度探究生物知識,也不利于學生能力的發展,教師需要通過有效的生物教學改變學生的理念,引導學生進行深度探究,讓實驗真正成為學生學習生物知識、發展相關能力的幫手。
一、創設教學情境,激發實驗熱情
在對實驗感興趣的情況下,學生會更愿意參與實驗。為了激發學生的實驗熱情,引導學生積極參與實驗,教師在設計實驗教學方案時,應當考慮如何創設學生感興趣的情境,讓他們主動嘗試實驗[1]。
以蘇科版初中生物八年級上冊教材中“植物的生長發育”的教學為例,筆者在講解基本知識后,特意帶領學生到學校旁邊的菜園觀察農民種植莧菜的過程。在觀察活動中,學生發現,農民們會在松土之后播種,澆水,然后用一塊厚黑的布罩在泥土上。觀察這一種植過程后,學生產生了疑問:農民們為什么這樣做?這有什么科學依據嗎?筆者隨即引導學生根據這些疑問設計實驗。為了引導學生養成科學的實驗習慣,筆者不急著讓學生進行實驗,而是提醒學生先提出相應的實驗假設,再據此設計具體的實驗流程以驗證自己的猜想。學生提出了這樣的假設:1.用厚黑布罩上,是為了不讓莧菜的種子進行光合作用;2.用厚黑布罩上,是為了阻止鳥兒偷吃莧菜種子;3.用厚黑布罩上,是為了創造黑暗環境,因為莧菜種子在暗處才能萌發。在提出自己的猜想后,學生組成了實驗小組,從自己更感興趣的假設出發設計實驗。此后,學生進行了對照實驗,在兩個盒子里放入等量的莧菜種子,其中一個盒子不做處理,另一個盒子用厚黑布罩上,然后根據自己設計的驗證方式控制實驗變量。可以看出來,筆者創設的情境促使學生產生了探究興趣,學生紛紛積極地參與實驗,在實驗中進行觀察、思考。
在設計生物實驗教學方案的過程中,教師要關注學生的基本學情,分析學生的思維發展狀況,盡可能地創設多樣化的情境,讓學生保持較高的實驗熱情,在真實而又熟悉的情境中完成實驗,更好地積累經驗、豐富認知。
二、運用信息技術,優化演示過程
學生需要通過實驗獲得體驗,也需要通過實驗發展能力。但是一些初中生物實驗對實驗條件有較高的要求,部分學校不具備這樣的條件,無法讓所有學生都到實驗室進行動手操作。此時,如果教師直接將實驗內容講給學生聽,學生可能也無法有效理解相關知識。也有教師會采取演示實物模型的方式講解實驗內容,讓學生通過觀察模型學習實驗的原理。然而模型是靜態的,難免會讓學生感覺不真實。在這種情況下,教師可以借助信息技術展示動態的模擬實驗,幫助學生理解實驗過程中發生的變化,讓學生獲得直觀的認知,切實理解相關知識。當然,為此教師需要掌握一定的信息技術知識,了解學生的學情,并在課前搜集相關的演示實驗資源,將學生難以理解的部分詳細地展示出來。
以蘇科版初中生物八年級上冊教材中“人體對信息的感知”的教學為例,僅通過講解、模型演示讓學生了解耳朵的結構,掌握耳朵的工作原理,是有很大難度的,因此在教學時,教師可借助圖片、動畫讓學生學習相關的知識。教師可先展示外耳、中耳和內耳的圖片,讓學生知道外耳包括耳郭和外耳道,中耳包括鼓膜、咽鼓管和聽小骨,內耳包括半規管、前庭和耳蝸。隨后,教師可通過動畫展示耳朵的工作原理,包括耳郭收集聲波的工作原理,以及外耳道將聲波傳至鼓膜的工作原理。為了讓學生更直觀地理解耳朵的工作原理,教師還可以在播放動畫后提出這樣的問題:“如果你在認真聽講時,突然聽到老師喊你的名字,請問你身體的哪些結構參與了這一信息傳遞活動呢?你能不能將聽覺形成的過程以簡圖的形式畫出來呢?”通過觀察學生畫的簡圖,教師可以知曉學生在理解上存在的問題。最后,教師可以播放更加逼真的視頻,將聽覺形成的過程展示出來,讓學生看到外界聲波經過外耳道傳到鼓膜,引起鼓膜振動的過程。在這樣循序漸進的教學活動中,學生可以對耳朵的工作原理產生相對深入的理解。
可見,在開展生物實驗教學時,教師可以采用多樣化的手段呈現實驗內容,讓學生更全面地理解相關知識。與此同時,處在信息化時代,教師要學會充分利用信息資源,幫助學生更好地學習實驗知識。
三、尊重學生主體,組織自主實驗
新中考改革的顯著特點之一是學生的體驗和個性化發展變得更加重要。因此教師在開展實驗教學的過程中,要注意給學生留出自主學習的時間,讓學生有展示的機會。實驗教學的目的不是讓學生記住課本上的知識,而是讓學生獲得實驗體驗,在實驗的過程中形成學科素養,發展各方面能力。即便面對較為陌生的實驗題,如果學生有相關體驗,知道如何遷移所學知識,學生就不會不知所措。因此,在開展實驗教學時,教師要注意鼓勵學生自主嘗試,可以不講的盡量不講,而是讓學生自己去感悟;學生通過自己的觀察、思考、實驗可以掌握的,教師就要給他們自主體驗的機會。
以蘇科版初中生物七年級下冊教材中“昆蟲”的教學為例,筆者先是在課堂上展示蝗蟲的浸制標本,讓學生觀察標本,并據此說出自己感到困惑的地方;隨后,筆者根據學生感到困惑的地方展示相關圖片,讓學生進行更加深入的觀察。在學生形成一定的認知基礎后,教師便拿出課前準備好的實驗道具,鼓勵學生自主觀察蝗蟲的結構。在學生自主實驗的過程中,筆者也提出了一些引導問題,包括“大家用手觸摸蝗蟲的體表,有什么感覺嗎”“蝗蟲表面的結構叫什么,有什么作用呢”。隨著實驗與觀察的深入,筆者又提出了更難的問題,包括“同學們,你們能區分蝗蟲頭部的體節之間的界線嗎”“蝗蟲的頭部有哪些感覺器官,功能又是什么呢”,要解決這些問題,學生需要使用放大鏡進行觀察、在小組內進行討論。就這樣,在筆者的引導下,學生順利完成了自主實驗,加深了對昆蟲的認識,同時思維能力和動手操作能力也得到了鍛煉。
四、注重實驗拓展,啟發深入思考
在引導學生做實驗的時候,教師要引導學生基于實驗進行多維度的思考,以思考推動自己順利完成實驗。在這樣將思考與實驗結合的過程中,學生的能力會得到有效鍛煉,潛能會得到有效開發。
教授蘇科版初中生物七年級下冊教材中“植物體的組成”一節時,筆者帶領學生進行了觀察實驗。在進行觀察實驗時,學生需要先用紗布將載玻片和蓋玻片擦拭干凈,并在培養皿中裝上適量水,然后用鑷子撕下一小塊葉片的下表皮,制成臨時裝片,再用顯微鏡觀察臨時裝片。在學生觀察時,筆者提問:“同學們,大家使用顯微鏡觀察到的葉片下表皮的細胞是什么樣子的呢?葉片的下表皮上有沒有氣孔呢?”這些問題可以引導學生有效觀察,也可以啟發學生進行深入思考。在學生觀察并回答后,筆者鼓勵學生結合自己的觀察結果畫出葉片下表皮的保衛細胞及表皮細胞。在這樣的觀察實驗中,學生不但學習了如何制作臨時裝片、觀察臨時裝片以及整理器材,也對實驗的過程、觀察的結果進行了深入的思考,意識到了自己可以借助觀察到的內容去解決問題。在學生完成觀察任務后,筆者又提出這樣的問題:“老師相信同學們在這次實驗后,對綠色植物在生物圈中的作用有了更清晰的認識。那么,為了人類更美好的明天,在保護綠色植物這件事上,作為初中學生,我們可以做些什么嗎?”
可見,實驗不但可以使學生收獲體驗、掌握知識,也可以使學生發展思維。在組織實驗的過程中,教師可以引導學生從多維度進行思考,讓學生在實驗過程中有效成長。
五、完善教學評價,提升實驗效果
新中考改革要求教師關注學生的主觀能動性,注重讓學生獲得豐富的情感體驗,更愿意參與實驗活動,更愿意進行深入思考。基于此,教師還需要改變生物實驗教學的評價方式,讓學生參與評價,鼓勵學生評價自己、評價同伴。這樣的評價機制會讓學生具有更強的主人翁意識,更充分地發揮主觀能動性。
以蘇科版初中生物七年級上冊教材中“人體的呼吸”的教學為例,在上課之前,筆者已經做過調查,詢問了學生是否知道人體呼吸產生的氣體主要是什么,大多數學生知道答案,因為在小學科學課堂上學過相關內容,于是筆者將教學重點放在驗證人體呼吸產生的氣體含一定量的二氧化碳上。因為學生對相關的知識有所了解,所以在課堂上筆者鼓勵學生在閱讀教材后,自主設計實驗方案進行實驗。為方便學生驗證二氧化碳氣體,筆者提前準備了錐形瓶、玻璃管、橡皮管、澄清石灰水等實驗器材,在學生根據教材內容設計實驗方案后,筆者及時提供實驗器材,輔助學生進行實驗。在實驗中,學生發現錐形瓶中的澄清石灰水因為人體呼吸產生的氣體而變渾濁,這說明人體呼吸產生的氣體含一定量的二氧化碳。在學生完成實驗后,筆者鼓勵學生對自己的實驗環節進行評價,說出自己的收獲,找出自己的不足。有學生評價道:“在完成這個實驗時,吸氣、呼氣、捏氣管的力度是需要反復揣摩的,否則可能會一不小心吸入石灰水。”顯然,這樣的實驗反饋更真實,也更接近學生的認知水平,會讓學生更有獲得感。
六、豐富課后作業,減輕學生負擔
在實施“雙減”政策的背景下,教師還應考慮如何減輕學生的負擔,減少機械作業。為達到此目標,教師可以嘗試布置課后實驗作業,這樣的作業一方面可以減輕學生的作業負擔,另外一方面也可以豐富學生的課后生活,提供學生更多的探究機會[2]。
在教授蘇科版初中生物八年級上冊教材中“植物的生長發育”后,筆者就結合教學內容布置了課后實驗作業,要求學生將幾粒玉米種子帶回家,然后把一半種子放在清水里浸泡。在第二天放學回家后,學生需要先使勁捏浸泡后膨脹的玉米種子,再捏一捏沒有放在清水里浸泡的玉米種子,比較二者的差異。之后,學生需要用小刀切開浸泡過的玉米種子,用放大鏡觀察種子的內部結構。在有條件的情況下,學生還可以將碘液滴在玉米種子的切面上,然后將觀察到的結果記下來。這樣的家庭實驗作業既能滿足學生的探究欲,又能促進學生各方面能力的發展。要完成這樣的作業,學生不需要花很多的時間,但需要耐心、認真地去探究。
結語
當前,生物教學的重要性日益彰顯,生物實驗教學也愈發受到教師、學生的重視。在新中考改革的背景下,教師要認真研讀《教育部關于進一步推進高中階段學校考試招生制度改革的指導意見》,也要深入分析實驗教學的內容、目標、方法,及時調整和完善自己的教學模式,優化實驗教學課堂,幫助學生掌握有效的學習方法。
【參考文獻】
[1]姚曉芬.新中考背景下初中生物學跨學科案例的教學設計與思考:以“濕地生態系統”為例[J].生物學教學,2022,47(3):26-28.
[2]劉艷紅.新中考改革對初中生物學實驗教學的影響[J].實驗教學與儀器,2018,35(9):6-8.