初中生物實驗教學優化策略研究

公茂香

實驗教學屬于初中生物的重要組成部分,通過完善實驗教學過程的方法,教師引領學生將理論知識應用于實驗活動,使學生加深對理論知識的理解程度,有利于提升生物整體教學質量。除此之外,教師不斷改變教學方法:一方面,幫助學生養成良好的自主學習習慣;另一方面,提高學生的整體學習水平和知識素養。

一、 初中生物實驗教學問題

(一)學生缺失實驗學習熱情

學生的學習熱情與教學效果存在直接關系,其屬于課堂主體,只有真正激發學生的學習熱情,才可以提升整體教學水平。但通過調查發現,部分學生愿意積極參與實驗活動,但不愿意學習實驗知識,依舊無法發揮實驗教學的重要作用。同時,部分教師將自己放于教學主體,要求學生完全按照自己的思路完成實驗,沒有充分挖掘學生的自主學習意識,部分學生“被迫”形成瞬時記憶,難以真正學會實驗知識,從而導致無法達到教學目的的后果。

(二)教學缺失理論實驗銜接

初中生物屬于一個教學體系,理論和實驗是兩個板塊,知識之間存在千絲萬縷的關系,若學生僅學習理論知識,其缺乏實踐經驗,不能深入理解理論知識的內涵;若學生僅參與實踐活動,其缺乏理論知識支撐,難以落實、清楚每一個實驗環節的實際目的。部分教師以考試內容為主,用大量的時間講解理論知識,為實驗教學分配的時間較少,同時,涉及實驗教學內容時,直接運用理論講解方法講述實驗原理、過程,不能帶領學生完成實驗,不利于提升實驗教學質量。

(三)缺失優質實驗教學方法

實驗教學方法屬于提升實驗教學質量的有效工具,只有教師選擇合適的實驗教學方式,真正解決學生動手操作的實際問題,實驗教學才可以取得良好的效果。相反,若教師按照理論教學方法完成實驗教學任務,沒有給予學生自行完成實驗的機會,不利于凸顯實驗教學的價值,實驗教學處于“形式化”狀態。部分教師按照普通教學方法,應用電子白板為學生播放關于實驗過程的視頻資料,要求學生按照視頻資料找到涉及的理論知識,同時,直接為學生講解實驗要點,不能保證學生的實驗參與感,不利提升實驗教學質量。

(四)缺少完整實驗教學過程

完整的教學過程包括教學導入、正式教學、總結評價三個部分,教學導入屬于基礎環節,正式教學具有承上啟下的作用,總結評價具有復習鞏固的作用,三個環節缺一不可。但部分教師忽視總結評價過程的重要作用,不能形成完整的實驗教學過程,而部分學生缺乏自主學習意識,不能主動完成總結、復盤任務,無法建立實驗體系,給教學效果帶去不良影響。同時,部分教師花費2分鐘等較短時間完成復盤總結任務,難以總結實驗要點,部分學生沒有扎實地理解實驗原理和過程,當做實驗題目或獨自完成實驗任務時,依舊容易忽視部分細節之處。

(五)學生缺少自主學習意識

初中階段的學生擁有好奇心理,他們愿意積極參與實驗活動,但由于自控能力、學習意識較差,無法利用實驗儀器完成做實驗的任務,與實驗教學目標背道而馳。若教師沒有及時發現上述情況,不能及時糾正學生的錯誤做法,實驗教學難以發揮實際作用。上述情況具體表現為:部分學生沒有專注傾聽教師講解的實驗過程,按照實驗流程,隨便添加實驗試劑,或不規范地應用實驗器材,容易造成不良后果。除此之外,部分學生擾亂課堂,將課堂氛圍代入其他層面,影響實驗教學成功推進。

二、 初中生物實驗教學優化策略

(一)改進實驗教學方法,激發學生學習熱情

教師以調動學生的學習積極性為核心,加大改進實驗教學方法的力度,不僅使學生愿意積極參與實驗教學活動,還可以真正激發學生的實驗學習熱情。學生屬于實驗教學主體,教師選擇實驗教學方法之前,應該以學生的學習情況和特點為基礎,根據他們的基本需求選擇合適的教學方法,從而利用教學方法吸引學生的實驗注意力。教師應該掌握學生的學習思路,從而跟隨他們的思路設計教學活動,有利于吸引他們的注意力,并通暢整個教學流程。同時,為保證達到實驗教學目的,還可以將問題穿插入具體實驗教學過程,通過問題帶動學生思考實驗步驟和要點,直至他們真正掌握整個實驗過程。

例如,人教版七年級上冊《了解生物圈》的實驗“非生物因素對某種動物的影響”,涉及鼠婦、黃粉蟲、金魚等動物,提前將學生分為8個小組,每一個小組選擇一種動物作為研究對象,提出實驗問題:光會影響鼠婦、黃粉蟲、金魚的分布嗎?學生了解具體實驗目的后,準備進入實驗狀態,教師為使學生可以掌握正確的實驗思路,要求他們按照自己的問題完成對應的實驗任務。首先,教師組織學生做出實驗假設,提前預測實驗結果。某小組學生確定實驗對象為鼠婦,做出實驗假設:光會影響鼠婦的分布。他們將10只鼠婦放于玻璃箱,用蓋子蓋住半個玻璃箱,并將玻璃箱放于光照下,發現所有鼠婦爬向光照位置,得到結論:光會影響鼠婦的分布。教師提出問題:“如果將鼠婦放于沒有光照的位置,是否也得到同樣的實驗現象,如何說明結論的準確性?”部分學生提出可以應用兩個實驗對比,將10只鼠婦放于玻璃箱A,用蓋子蓋住半個玻璃箱A,并將玻璃箱A放于光照下,再將10只鼠婦放于玻璃箱B,用蓋子蓋住半個玻璃箱B,玻璃箱B被放于陰暗處,觀看鼠婦的活動,發現玻璃箱A中的鼠婦爬向光照位置,玻璃箱B中的鼠婦沒有活動,從而得到結論。教師提出問題:“玻璃箱A的體積較大,玻璃箱B的體積較小,是否影響實驗結果?”學生發現問題,將玻璃箱B更換為與玻璃箱A同樣大小的玻璃箱C,同時,自主控制溫度等其他影響實驗的條件,發現實驗結果相同。其次,教師引出對比實驗的理念,重新敘述問題和過程,幫助學生理解對比實驗。最后,教師講解完整的實驗過程,并要求學生重新做一次完整的實驗,并記錄實驗步驟和數據。通過提問式的實驗教學活動,學生找到完成實驗的步驟,并理解對比實驗的要點和過程,可以獨立完成該實驗,并得到實驗結論。

(二)加強理論實驗銜接,提升學生實踐能力

理論和實驗屬于初中生物的兩個重要板塊,教師應該重視理論和實驗的銜接部分,既保證學生可以掌握專業的理論知識,還幫助他們提升實踐能力。理論為實驗奠定基礎,實驗為理論提供證明,聯系兩者,形成完整的教學過程,凸顯實驗教學的優勢。學生利用理論知識完成實驗,利用實驗環節鞏固理論知識,從而加快學生的理解速度,提升學生的綜合水平。

例如,人教版七年級上冊《細胞是生命活動的基本單位》的實驗“練習使用顯微鏡”,學生首次接觸顯微鏡,擁有激動的心情,但應用顯微鏡涉及多種規范的操作方法,教師需要事先帶領學生了解關于使用顯微鏡的理論知識,再帶領學生應用顯微鏡,一方面,結合理論和實驗部分,提升學生的實踐水平;另一方面,保證顯微鏡的使用安全,避免造成實驗儀器損壞等嚴重后果。學習理論知識時,教師從取鏡和安放、對光、觀察三個環節進行具體講解,如取鏡和安放時,區分目鏡和物鏡,并將其安裝于正確位置;對光時,轉動轉換器、反光鏡,直至可以通過目鏡看到明亮的圓形視野;觀察時,正確擺放玻片標本,轉動粗準焦螺旋和細準焦螺旋,直至可以通過目鏡看到清晰的物像。理論知識的學習任務結束后,組織學生將其應用于實驗活動,學生按照理論知識,完成取鏡和安放、對光、觀察三個環節的實踐操作任務,實驗過程中,學生發現諸多問題,如對光環節,始終無法得到明亮的圓形視野等,教師根據學生的問題,一一進行解決,使所有學生都學會如何用顯微鏡觀察物體。通過“理論+實踐”的教學過程,大部分學生擁有應用顯微鏡的正確思路,并可以獨立完成顯微鏡應用任務。

(三)充分利用信息技術,提升整體教學質量

信息技術具有重要的教學優勢,對提升教學質量有重要的促進作用。開展實驗教學活動時,教師積極應用信息技術豐富教學過程,充分調動學生的感官,使學生對實驗過程產生一定興趣,從而愿意主動參與實驗教學活動。同時,結合實驗難度,選擇合適的信息技術作為輔助工具,避免對實驗教學效果造成不良影響。除多媒體技術等簡單的信息技術之外,結合微能力2.0工程,引入微視頻等新興信息技術,使學生可以通過微視頻資源有效掌握實驗要點和過程。

例如,人教版七年級上冊《單細胞生物》的實驗“觀察草履蟲”,由于草履蟲屬于單細胞生物,無法通過肉眼直接看到,學生對其無法形成具體概念,難以真正理解草履蟲的外形和運動軌跡。為解決上述問題,教師提前準備關于草履蟲的微視頻資料,一方面,帶領學生觀察草履蟲被放大后的形態;另一方面,引導學生感受觀察草履蟲實驗的整個過程,使他們可以被觀察效果吸引,并愿意參與實驗過程。觀看微視頻資料后,學生不僅愿意完成此實驗任務,還按照微視頻實驗過程的指示,與自己的同伴一起順利完成實驗任務,利用顯微鏡觀察草履蟲的外形和運動軌跡,并推測單細胞生物的實際生活。通過微視頻的幫助,學生對實驗過程產生積極性,并可以跟隨微視頻展示的實驗步驟完成實驗任務,取得較好的實驗成果。分析教學效果可以發現,學生對信息技術支撐的教學過程擁有興趣,說明信息技術對實驗教學活動的支持作用,證明教師需要利用信息技術提升整體教學水平。

(四)重視實驗結果反思,提升學生綜合能力

實驗結果反思屬于實驗教學的重要環節,對增強學生的綜合能力有重要支持作用,教師應該重視實驗結果反思過程,花費足夠的時間帶領學生完成實驗過程復盤任務,有利于加深學生對生物實驗環節的理解和掌握程度。帶領學生完成實驗結果反思任務時,可以將其分為兩個任務:第一個任務是完成實驗報告,記錄實驗過程、實驗結論,通過實驗報告,提升學生的數據整理、分析能力;第二個任務是繪制思維導圖,運用思維導圖展現整個實驗流程,通過思維導圖,提升學生的審美能力和知識整理能力。

例如,人教版七年級上冊《種子植物》的實驗“觀察種子的結構”,安排4名學生為一個小組,一同按照講解的實驗過程完成實驗任務,并完成實驗報告和思維導圖。學生一邊做實驗,一邊完成實驗報告,實驗報告共包括材料工具、方法步驟、討論、結果等板塊,學生按照實驗要求,填寫材料工具:充分浸泡后的大豆、玉米種子,刀片,放大鏡,滴管,稀碘酒。填寫方法步驟:第一,觀察大豆種子結構。首先,觀察外形;其次,應用刀片剝去最外面一層薄皮,分開合攏的子葉;最后,應用放大鏡觀察形狀和位置。第二,觀察玉米種子結構。首先,觀察外形;其次,應用刀片將種子從中央縱向剖開,向剖面滴加一滴稀碘酒;最后,應用放大鏡觀察形狀和位置。實驗結束后,記錄實驗結果和現象。除此之外,學生完成思維導圖,通過分析學生完成的思維導圖可以發現,他們可以基本掌握實驗過程、原理和方法,并為不同內容標注不同顏色,從而體現學生的核心素養得到增強。完成實驗報告和思維導圖后,學生對知識進行全面、綜合整理,真正理解種子的結構,并發現不同種子的不同結構,順利掌握關于種子植物的相關知識點。同時,部分學生的綜合能力得到增強,學習成績得到提高,體現生物實驗教學效率和質量得到全面提升。

(五)組織小組合作活動,增強學生自主學習意識

初中階段的學生缺乏自主學習意識,他們不能主動學習知識、完成學習任務,從而影響實驗教學效果。為激發學生的學習興趣,教師應該組織小組合作教學活動,將學生視為教學主體,要求學生通過小組合作的方式順利完成學習任務。而學生參與小組合作活動后,一方面,一同發現、分析、解決問題;另一方面,意識到合作的重要性,愿意通過小組合作活動解決問題,形成團結、責任意識。

例如,人教版七年級上冊《被子植物的一生》的實驗“種子萌發的環境條件”,教師將小組合作活動安排于課后,既可以節省課堂教學時間,又可以幫助學生增強自主學習意識。4名學生為一個小組,利用課后時間,完成實驗任務,并記錄實驗報告,實驗活動結束后,上交實驗報告。學生設置實驗組和對照組,根據實驗目的:探究種子萌發需要的環境條件,制訂合適的實驗計劃。完成實驗的過程中,容易出現種子爛掉無法使用等問題,學生可以通過小組討論、尋求教師幫助等多種方式解決問題。通過長時間的實驗,學生得到實驗結果,發現種子萌發需要得到溫度、水分和空氣等條件的支持。通過本次活動,部分學生意識到自主完成實驗需要考慮的基本條件,掌握團體合作的技巧,還容易發現問題,對其他實驗,其可以根據自己發現的問題設計實驗,并解決問題。同時,他們將自己的成果與家長分享,與家長一同種花、種草,還一同探究綠豆發芽的過程與種子萌發的異同點。從教學效果可以發現,小組合作活動取得良好的教學效果,說明其對實驗教學有促進作用。

三、 結論

綜上,教師創新初中生物實驗教學模式,從教學方法、教學形式、教學工具等方面進行改革,以學生為主體,設計高效的教學課堂,有利于提升學生的綜合學習能力。學生自主參與實驗過程,將理論知識應用于實驗過程,加深對理論知識的理解,凸顯良好的教學效果。