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獲獎教學論文《優化生物實驗教學 提高課堂教學實效》
[來源:本站 | 作者:生物組(鄭海榮) | 日期:2013年4月8日 | 瀏覽5342 次] 字體:[ ]

優化生物實驗教學  提高課堂教學實效

海南省農墾加來高級中學        鄭海榮

 

摘要實驗是生物學科的靈魂,實驗教學是生物學教學的基本形式之一。本文筆者敘述了四個策略即轉變教師觀念;改進實驗教學方式;挖掘教材資源及借助實驗題教學從而優化生物實驗教學,提高課堂教學實效,以供大家參考指正。

 

關鍵詞生物實驗教學  教學有效性

 

生物學是一門自然科學,是以實驗為基礎的科學,實驗教學在中學生物學教學中占有極其重要的地位,然而從我國科學教育發展情況看,多年來實驗教學都從屬于理論教學,實驗教學長期以來被視為理論教學的補充,甚至會被忽略,難以真正切實做到利用實驗培養學生的科學素質。實驗教學也成為生物科學教育中最薄弱的環節,生物實驗課堂教學的效率不高,且每年高考中學生解答實驗題都相對不是很理想,因此優化實驗教學是提高生物教學質量最需要解決的問題之一。如何解決生物實驗教學中存在的問題才能切實提高生物教學的質量這是需要教師們在實踐不斷總結和反思的問題,下面針對如何優化生物實驗教學,提高生物課堂的實效性談談自己的看法和做法。

1 轉變教師教學觀念,有效創設實驗課堂氛圍

實驗課教學是生物學教學的重要組成部分,是培養學生動手能力和創新能力的基本途徑。雖然加強實驗教學的呼聲不絕于耳,但是從平時的調查情況來看,目前實驗教學實際狀況:不少學校生物實驗課教學的效果一般,尤其是鄉鎮中學的生物教學甚差,表現為學生動手能力不強,創新意識缺乏,對實驗設計方法、步驟知其然而不知其所以然,實驗課堂氛圍沉悶,學生喪失探索興趣。長期以來,中學生物實驗教學質量不高一直困擾著我們,應當說影響實驗教學質量的因素很多,不過我覺得歸其根本原因之一是教師的實驗教學觀念。實驗教學的重要意義是不言而喻的,但仍有相當一部分教師把實驗課看成理論課的補充,甚至有些教師認為“做實驗不如講實驗”,“講實驗不如背實驗”。所以生物實驗教學中就存在這樣的一些問題:教師講實驗多,學生做實驗少;驗證性試驗多,探究性實驗少;學生被嚴格按照步驟完成實驗多,獨立思考去創新性完成實驗少;教師沒有去挖掘教材,學生不能理解實驗為什么要這樣做,在整個實驗教學中就會表現出較大的隨意性。而且在實驗過程,一旦遇到新的問題,教師也不能及時有效地進行反饋,導致學生學習的主動性大大削弱。因此教師要樹立正確的實驗教學觀念,重視實驗教學,盡可能創造條件給學生實踐的機會。在實驗教學過程中,傳授知識、技能訓練的同時要注重對學生動手能力的培養,科學方法的指導和科學精神的培育,建立起和諧、平等的師生關系,從而有效創設一種濃厚的實驗課堂氛圍,為生物實驗教學的實效性提供了保證。

2 改進實驗教學方式,有效提升學生實驗興趣

目前我國大部分學校的中學生物實驗教學一般模式是:教師先講課,然后再安排學生實驗。筆者認為這種模式對激發學生實驗興趣和培養學生的實驗能力是有限的。(圖一)

教師講授

示范試驗

組織學生

進行實驗

教師總結

圖一    傳統生物實驗教學方式

《新課標》中提出注重培養學生的實驗能力,而培養學生實驗興趣是能力培養的基礎和前提。根據自己幾年的教學實踐經驗,并結合他人的研究成果,自己對傳統的生物實驗教學方式進行優化,嘗試構建了能激發學生興趣,有效提高學生實驗能力的實驗教學模式。(圖二)

操作階段

自主實驗

 

 

程序

準備階段

分析準備

 

 

實驗結束

反思提升

 

 

提出

目標

簡要

點撥

問題引領

指導實驗

總結評價

明確

要求

熟悉實驗器材,

掌握實驗方法步

進行

實驗

討論分析撰寫報告

交流反思提升

圖二 優化生物實驗教學方式

案例一“綠葉中色素的提取和分離”實驗教學

(一)準備階段實驗前提出目標

實驗前,老師利用學案通過設計“問題清單”的方式引導學生對實驗進行預習。具體問題是:

     葉子為什么呈現綠色?

     秋天到了,許多樹木的綠葉變黃,你認為這可能是什么原因?

     綠葉中會含有哪些色素?分別是什么顏色?

     選用何種材料提取綠葉中的色素?為什么?怎樣提取綠葉中的色素?

     如何分離出綠葉中色素呢?

     你認為保證該實驗成功的關鍵要注意什么呢?

通過“問題清單”,提出該實驗學生應該達到的學習目標,就是能夠掌握綠葉中色素的提取和分離方法,以及探究綠葉中含有幾種色素;能科學地選擇實驗材料,初步掌握實驗方法。借助“問題清單”,學生可通過查閱課本或網絡等資源,明確實驗目的、原理、選材要求、實驗環節要求及所需的關鍵知識和技能等。老師再通過課前提問了解和檢查學生的準備情況。

(二)實驗階段實驗中啟發誘導

實驗過程,教師應該放手讓學生自主實驗,主動獲取知識,訓練技能。“放手”不等于“放任”,因此還應對學生觀察到的現象,操作出現的問題進行適時誘導來培養學生的思維能力。

做法如下:在學生動手實驗前,發放“問題清單”,讓學生實驗邊思考清單中的問題,盡可能借助實驗來解決這些問題。具體問題是:

1)研磨法提取色素:

     如何使葉片研磨更充分,更省力?

     研磨中色素會不會被破壞?如果會怎辦?

     研磨成糊狀后再加入什么有機溶劑?有機溶劑“多多益善”嗎?

     你還能想到什么方法提取色素?

通過以上問題幫助學生對實驗操作中關鍵步驟的理解,避免學生過多遭受失敗的不良情緒的影響和困惑。最后再誘導學生討論提取色素的另一種方法---沸水浴酒精溶解色素法。即將葉片剪碎裝入試管,倒入適量無水乙醇,將試管放入燒杯中水浴加熱,色素溶于無水乙醇得到色素提取液。學生通過對比試驗總結出:沸水浴酒精溶解色素法比研磨法提取色素法好,提取到更多的色素。這樣學生通過思考和動手實驗,自己得出結論的過程是很愉悅的,因此學生的實驗興趣自然就提高了。

2)分離色素紙層析法

問題是:

  濾紙條制作時,為什么要剪去兩角?

  怎樣畫濾液細線?為什么要重復2~3次,畫濾液細線要細、直,為什么?

  濾紙條插入層析液時,不能讓濾液細線觸及層析液,為什么?

  紙層析技術的原理是什么?

  實驗到什么程度該結束?分離時間長會怎樣?反之,時間短又會怎樣?怎樣把握時間?

  提供的三種材料:菠菜葉、青黃瓜皮、紫蘇葉都能提取到色素嗎?如果紫蘇葉也提取出色素,為什么葉片不是綠色?

  你還能提出更好分離色素的方法嗎?

(三)實驗結束拓展、反思和提升

實驗操作后分析歸納是從實踐到認識,從感性認識到理性認識,從形象思維到邏輯思維的過程,通過歸納總結,可以使學生更深入理解實驗原理、掌握實驗材料和試劑的選擇,實驗步驟的設計和處理等基本方法,可再用于指導實踐。

總結的內容可大致分為幾個方面:

  解釋實驗結果、得出實驗結論;②分析失敗原因,找出解決方法;③深入分析實驗原理;④探索實驗、改進或拓展。

比如該實驗學生在分組實驗中,實驗效果往往不太好,如出現提取的色素淡、色素帶種類不全,甚至提取不到色素等現象,老師要引導學生針對這些情況進行分析討論和反思實驗出現失敗的原因,再通過師生討論,決定嘗試根據試驗中存在的問題再提供幾個小的探究性子課題:①探究嫩葉和老葉中色素的種類和含量是否存在差異;

    探究二氧化硅、碳酸鈣對實驗結果的影響;

    探究濾液線的粗細對實驗結果的影響等。

讓學生自主選擇,設計并實施實驗方案,分析實驗結果得出結論。教學實踐發現優化后的生物教學方式從設計上充分體現了學生的自主性,提升教師對學生思維能力的培養,也大大激發了學生的實驗興趣。

3 挖掘教材實驗資源,有效提高學生實驗設計能力

分析了2007-2009年海南省生物高考實驗題,我們可以看出,生物高考實驗題一般是來自教材某些理論問題的實驗化探索,或者是來自對教材中某些知識點的再驗證和再探究。如2007年海南生物高考實驗題是對促性腺激素有促進蟾蜍排卵的作用這一理論問題的實驗化探究;2008年是對赤霉素有促進細胞伸長,從而引起植株增高這一知識點的驗證;2009年是對植物主莖頂芽產生的生長素能夠抑制側芽生長這一知識點的驗證,也是對頂端優勢原因的試驗再探究。

因此,教師在進行實驗設計訓練時,要注意挖掘教材中的實驗素材,將他們改編成驗證性或探究性實驗設計題,供學生復習備考之用,從而培養學生實驗設計及實驗探究能力。

【案例二】“溫度對酶活性的影響”的驗證性實驗可改為“探索溫度對酶活性的影響”的探究性實驗。具體如下:

課題:探索溫度對酶活性的影響

材料用具:質量分數為2%的新鮮淀粉酶溶液、質量分數為3%的可溶性淀粉溶液、碘液、熱水、冰塊、試管、量筒、燒杯、滴管、酒精燈、三腳架、石棉網、溫度計等。

請根據課題和材料設計一個完整的實驗方案。

教師只需提供給相關的實驗試劑和材料,讓學生獨立思考,作出假設和預期,自行設計實驗步驟。學生若有疑難問題,教師可以適當指導,但不能包辦。最后,學生討論和分析成敗原因,教師小結即可。這樣,既能夠激發學生創新的精神,又能夠促使學生主動建構知識,培養學生的科學探究能力和提高學生實驗設計能力。

4 借助實驗題教學,有效加強實驗教學效果

實驗題的作用是考查學生對實驗目的、原理、方法和步驟的掌握情況,驗證和探究生物學現象的能力,并對實驗現象和結果進行解釋、分析、處理及評價和完善實驗方案的能力,且實驗試題一般來源于教材,是對教材中相關實驗的整合和提高,好的實驗試題有助于引導學生去思考與實驗相關的問題,促進知識的歸類與學生能力的提高。這樣實驗操作和紙筆實驗兩者有機結合起來,既培養了學生的動手能力和學習興趣,又可提高學生的應試能力,因此適當借助實驗題教學也可以有效加強實驗教學效果。

比如上完“綠葉中色素的提取和分離”試驗后可以選擇如下練習進行考查和鞏固:

【案例三】下圖表示葉綠體色素的提取和分離實驗的部分材料和用具。據圖回答:

1)圖中步驟①加入研缽內的物質:A          10mL,作用是         

B          少許,作用是使研磨更充分;C          少許,作用是        

2)圖中步驟②將漿糊狀的研磨液倒入漏斗中,漏斗底部有               

3)圖中步驟③前去兩角的作用是             ,畫濾液細線的要求是        

4)圖中步驟④中關鍵應注意                                          :加蓋的目的是                         ;色素帶最寬的是               ,擴散速度最快的是                   

【解析】通過本題的圖示即可知道本題是考查葉綠體色素的提取和分離的相關知識。首先要求學生要聯想到關于本實驗的相關基礎知識,然后按照每題的要求進行做答即可。

【案例四】2007•廣東回答下列問題:

1)甲同學利用新鮮的玉米綠色葉片進行“葉綠體色素提取和分離”實驗,在濾紙上出現了四條清晰的色素帶,其中呈黃綠色的色素為                 

2)該同學改變層析液組成后繼續進行實驗,濾紙條上只出現了黃、綠兩條色素帶。他用刀片裁出帶有色素帶的濾紙條,用乙醚分別溶解條帶上的色素,濃縮后用一分析儀器檢測,通過分析色素溶液的                        來判斷條帶的色素種類。

3)實驗結束幾天后,乙、丙兩同學發現部分預留葉片已變黃。乙同學認為這是由于葉片中某些色素降解所造成的,丙同學則認為某些色素含量增加。根據所學知識,你將如何設計實驗來判斷兩個同學的觀點是否正確?

【解析】此題考查了葉綠體中色素的種類、顏色、吸收光譜以及在分離時在濾紙上的分布等知識,同時也考查驗證生物學事實、正確分析和處理實驗現象和結果等基本實驗能力,以及考查對生物學問題進行初步探究的能力。

5 結語

生物學實驗教學是提高學生動手能力和科學素養的重要途徑之一,因此教師必須對實驗教學予以高度重視,從實驗出發,在實驗教學過程中不斷完善和提高自己,把握好高中生物實驗教學尺度,培養學生實驗興趣和學生探究能力及自主創新能力,從而優化生物實驗教學,有效提高實驗教學質量。

 

參考文獻

1】李國能.“做實驗不如做實驗題”的現象分析[J].中學生物學.2011,(27)1:17-19.

2】陳建筠.換個角度來研究生物實驗教學[J].中學生物學.2011,(27)2:9-10.

3】陸琴.高中生物實驗教學的有效性研究[J].中學生物學.2011,(27)4:23-24.

4】莫雪斌.李坊貞.陳小珺.優化生物實驗教學方式培養中學生實驗能力的研究[J].中學生物學. 2011,(27)5:12-14.

 

 

備注:本文獲得海南省教育廳2013年全省教育技術裝備與實驗教學優秀論文評比二等獎;


責任編輯:sw

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