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获奖教学论文《优化生物实验教学 提高课堂教学实效》
[来源:本站 | 作者:生物组(郑海荣) | 日期:2013年4月8日 | 浏览6324 次] 字体:[ ]

优化生物实验教学  提高课堂教学实效

海南省农垦加来高级中学        郑海荣

 

摘要实验是生物学科的灵魂,实验教学是生物学教学的基本形式之一。本文笔者叙述了四个策略即转变教师观念;改进实验教学方式;挖掘教材资源及借助实验题教学从而优化生物实验教学,提高课堂教学实效,以供大家参考指正。

 

关键词生物实验教学  教学有效性

 

生物学是一门自然科学,是以实验为基础的科学,实验教学在中学生物学教学中占有极其重要的地位,然而从我国科学教育发展情况看,多年来实验教学都从属于理论教学,实验教学长期以来被视为理论教学的补充,甚至会被忽略,难以真正切实做到利用实验培养学生的科学素质。实验教学也成为生物科学教育中最薄弱的环节,生物实验课堂教学的效率不高,且每年高考中学生解答实验题都相对不是很理想,因此优化实验教学是提高生物教学质量最需要解决的问题之一。如何解决生物实验教学中存在的问题才能切实提高生物教学的质量这是需要教师们在实践不断总结和反思的问题,下面针对如何优化生物实验教学,提高生物课堂的实效性谈谈自己的看法和做法。

1 转变教师教学观念,有效创设实验课堂氛围

实验课教学是生物学教学的重要组成部分,是培养学生动手能力和创新能力的基本途径。虽然加强实验教学的呼声不绝于耳,但是从平时的调查情况来看,目前实验教学实际状况:不少学校生物实验课教学的效果一般,尤其是乡镇中学的生物教学甚差,表现为学生动手能力不强,创新意识缺乏,对实验设计方法、步骤知其然而不知其所以然,实验课堂氛围沉闷,学生丧失探索兴趣。长期以来,中学生物实验教学质量不高一直困扰着我们,应当说影响实验教学质量的因素很多,不过我觉得归其根本原因之一是教师的实验教学观念。实验教学的重要意义是不言而喻的,但仍有相当一部分教师把实验课看成理论课的补充,甚至有些教师认为“做实验不如讲实验”,“讲实验不如背实验”。所以生物实验教学中就存在这样的一些问题:教师讲实验多,学生做实验少;验证性试验多,探究性实验少;学生被严格按照步骤完成实验多,独立思考去创新性完成实验少;教师没有去挖掘教材,学生不能理解实验为什么要这样做,在整个实验教学中就会表现出较大的随意性。而且在实验过程,一旦遇到新的问题,教师也不能及时有效地进行反馈,导致学生学习的主动性大大削弱。因此教师要树立正确的实验教学观念,重视实验教学,尽可能创造条件给学生实践的机会。在实验教学过程中,传授知识、技能训练的同时要注重对学生动手能力的培养,科学方法的指导和科学精神的培育,建立起和谐、平等的师生关系,从而有效创设一种浓厚的实验课堂氛围,为生物实验教学的实效性提供了保证。

2 改进实验教学方式,有效提升学生实验兴趣

目前我国大部分学校的中学生物实验教学一般模式是:教师先讲课,然后再安排学生实验。笔者认为这种模式对激发学生实验兴趣和培养学生的实验能力是有限的。(图一)

教师讲授

示范试验

组织学生

进行实验

教师总结

图一    传统生物实验教学方式

《新课标》中提出注重培养学生的实验能力,而培养学生实验兴趣是能力培养的基础和前提。根据自己几年的教学实践经验,并结合他人的研究成果,自己对传统的生物实验教学方式进行优化,尝试构建了能激发学生兴趣,有效提高学生实验能力的实验教学模式。(图二)

操作阶段

自主实验

 

 

程序

准备阶段

分析准备

 

 

实验结束

反思提升

 

 

提出

目标

简要

点拨

问题引领

指导实验

总结评价

明确

要求

熟悉实验器材,

掌握实验方法步

进行

实验

讨论分析撰写报告

交流反思提升

图二 优化生物实验教学方式

案例一“绿叶中色素的提取和分离”实验教学

(一)准备阶段实验前提出目标

实验前,老师利用学案通过设计“问题清单”的方式引导学生对实验进行预习。具体问题是:

     叶子为什么呈现绿色?

     秋天到了,许多树木的绿叶变黄,你认为这可能是什么原因?

     绿叶中会含有哪些色素?分别是什么颜色?

     选用何种材料提取绿叶中的色素?为什么?怎样提取绿叶中的色素?

     如何分离出绿叶中色素呢?

     你认为保证该实验成功的关键要注意什么呢?

通过“问题清单”,提出该实验学生应该达到的学习目标,就是能够掌握绿叶中色素的提取和分离方法,以及探究绿叶中含有几种色素;能科学地选择实验材料,初步掌握实验方法。借助“问题清单”,学生可通过查阅课本或网络等资源,明确实验目的、原理、选材要求、实验环节要求及所需的关键知识和技能等。老师再通过课前提问了解和检查学生的准备情况。

(二)实验阶段实验中启发诱导

实验过程,教师应该放手让学生自主实验,主动获取知识,训练技能。“放手”不等于“放任”,因此还应对学生观察到的现象,操作出现的问题进行适时诱导来培养学生的思维能力。

做法如下:在学生动手实验前,发放“问题清单”,让学生实验边思考清单中的问题,尽可能借助实验来解决这些问题。具体问题是:

1)研磨法提取色素:

     如何使叶片研磨更充分,更省力?

     研磨中色素会不会被破坏?如果会怎办?

     研磨成糊状后再加入什么有机溶剂?有机溶剂“多多益善”吗?

     你还能想到什么方法提取色素?

通过以上问题帮助学生对实验操作中关键步骤的理解,避免学生过多遭受失败的不良情绪的影响和困惑。最后再诱导学生讨论提取色素的另一种方法---沸水浴酒精溶解色素法。即将叶片剪碎装入试管,倒入适量无水乙醇,将试管放入烧杯中水浴加热,色素溶于无水乙醇得到色素提取液。学生通过对比试验总结出: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。这样学生通过思考和动手实验,自己得出结论的过程是很愉悦的,因此学生的实验兴趣自然就提高了。

2)分离色素纸层析法

问题是:

  滤纸条制作时,为什么要剪去两角?

  怎样画滤液细线?为什么要重复2~3次,画滤液细线要细、直,为什么?

  滤纸条插入层析液时,不能让滤液细线触及层析液,为什么?

  纸层析技术的原理是什么?

  实验到什么程度该结束?分离时间长会怎样?反之,时间短又会怎样?怎样把握时间?

  提供的三种材料:菠菜叶、青黄瓜皮、紫苏叶都能提取到色素吗?如果紫苏叶也提取出色素,为什么叶片不是绿色?

  你还能提出更好分离色素的方法吗?

(三)实验结束拓展、反思和提升

实验操作后分析归纳是从实践到认识,从感性认识到理性认识,从形象思维到逻辑思维的过程,通过归纳总结,可以使学生更深入理解实验原理、掌握实验材料和试剂的选择,实验步骤的设计和处理等基本方法,可再用于指导实践。

总结的内容可大致分为几个方面:

  解释实验结果、得出实验结论;②分析失败原因,找出解决方法;③深入分析实验原理;④探索实验、改进或拓展。

比如该实验学生在分组实验中,实验效果往往不太好,如出现提取的色素淡、色素带种类不全,甚至提取不到色素等现象,老师要引导学生针对这些情况进行分析讨论和反思实验出现失败的原因,再通过师生讨论,决定尝试根据试验中存在的问题再提供几个小的探究性子课题:①探究嫩叶和老叶中色素的种类和含量是否存在差异;

    探究二氧化硅、碳酸钙对实验结果的影响;

    探究滤液线的粗细对实验结果的影响等。

让学生自主选择,设计并实施实验方案,分析实验结果得出结论。教学实践发现优化后的生物教学方式从设计上充分体现了学生的自主性,提升教师对学生思维能力的培养,也大大激发了学生的实验兴趣。

3 挖掘教材实验资源,有效提高学生实验设计能力

分析了2007-2009年海南省生物高考实验题,我们可以看出,生物高考实验题一般是来自教材某些理论问题的实验化探索,或者是来自对教材中某些知识点的再验证和再探究。如2007年海南生物高考实验题是对促性腺激素有促进蟾蜍排卵的作用这一理论问题的实验化探究;2008年是对赤霉素有促进细胞伸长,从而引起植株增高这一知识点的验证;2009年是对植物主茎顶芽产生的生长素能够抑制侧芽生长这一知识点的验证,也是对顶端优势原因的试验再探究。

因此,教师在进行实验设计训练时,要注意挖掘教材中的实验素材,将他们改编成验证性或探究性实验设计题,供学生复习备考之用,从而培养学生实验设计及实验探究能力。

【案例二】“温度对酶活性的影响”的验证性实验可改为“探索温度对酶活性的影响”的探究性实验。具体如下:

课题:探索温度对酶活性的影响

材料用具:质量分数为2%的新鲜淀粉酶溶液、质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、碘液、热水、冰块、试管、量筒、烧杯、滴管、酒精灯、三脚架、石棉网、温度计等。

请根据课题和材料设计一个完整的实验方案。

教师只需提供给相关的实验试剂和材料,让学生独立思考,作出假设和预期,自行设计实验步骤。学生若有疑难问题,教师可以适当指导,但不能包办。最后,学生讨论和分析成败原因,教师小结即可。这样,既能够激发学生创新的精神,又能够促使学生主动建构知识,培养学生的科学探究能力和提高学生实验设计能力。

4 借助实验题教学,有效加强实验教学效果

实验题的作用是考查学生对实验目的、原理、方法和步骤的掌握情况,验证和探究生物学现象的能力,并对实验现象和结果进行解释、分析、处理及评价和完善实验方案的能力,且实验试题一般来源于教材,是对教材中相关实验的整合和提高,好的实验试题有助于引导学生去思考与实验相关的问题,促进知识的归类与学生能力的提高。这样实验操作和纸笔实验两者有机结合起来,既培养了学生的动手能力和学习兴趣,又可提高学生的应试能力,因此适当借助实验题教学也可以有效加强实验教学效果。

比如上完“绿叶中色素的提取和分离”试验后可以选择如下练习进行考查和巩固:

【案例三】下图表示叶绿体色素的提取和分离实验的部分材料和用具。据图回答:

1)图中步骤①加入研钵内的物质:A          10mL,作用是         

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

2)图中步骤②将浆糊状的研磨液倒入漏斗中,漏斗底部有               

3)图中步骤③前去两角的作用是             ,画滤液细线的要求是        

4)图中步骤④中关键应注意                                          :加盖的目的是                         ;色素带最宽的是               ,扩散速度最快的是                   

【解析】通过本题的图示即可知道本题是考查叶绿体色素的提取和分离的相关知识。首先要求学生要联想到关于本实验的相关基础知识,然后按照每题的要求进行做答即可。

【案例四】2007•广东回答下列问题:

1)甲同学利用新鲜的玉米绿色叶片进行“叶绿体色素提取和分离”实验,在滤纸上出现了四条清晰的色素带,其中呈黄绿色的色素为                 

2)该同学改变层析液组成后继续进行实验,滤纸条上只出现了黄、绿两条色素带。他用刀片裁出带有色素带的滤纸条,用乙醚分别溶解条带上的色素,浓缩后用一分析仪器检测,通过分析色素溶液的                        来判断条带的色素种类。

3)实验结束几天后,乙、丙两同学发现部分预留叶片已变黄。乙同学认为这是由于叶片中某些色素降解所造成的,丙同学则认为某些色素含量增加。根据所学知识,你将如何设计实验来判断两个同学的观点是否正确?

【解析】此题考查了叶绿体中色素的种类、颜色、吸收光谱以及在分离时在滤纸上的分布等知识,同时也考查验证生物学事实、正确分析和处理实验现象和结果等基本实验能力,以及考查对生物学问题进行初步探究的能力。

5 结语

生物学实验教学是提高学生动手能力和科学素养的重要途径之一,因此教师必须对实验教学予以高度重视,从实验出发,在实验教学过程中不断完善和提高自己,把握好高中生物实验教学尺度,培养学生实验兴趣和学生探究能力及自主创新能力,从而优化生物实验教学,有效提高实验教学质量。

 

参考文献

1】李国能.“做实验不如做实验题”的现象分析[J].中学生物学.2011,(27)1:17-19.

2】陈建筠.换个角度来研究生物实验教学[J].中学生物学.2011,(27)2:9-10.

3】陆琴.高中生物实验教学的有效性研究[J].中学生物学.2011,(27)4:23-24.

4】莫雪斌.李坊贞.陈小珺.优化生物实验教学方式培养中学生实验能力的研究[J].中学生物学. 2011,(27)5:12-14.

 

 

备注:本文获得海南省教育厅2013年全省教育技术装备与实验教学优秀论文评比二等奖;


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