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新课程中生物实验教学研究 摘要:随着新课改的深入实施,实验教学越来越成为生物教学中的重中之重。积极开展以实验为基础的教学活动,不仅能够为学生充分发挥实验能动性提供途径,而且也为有效落实中学生物教学改革奠定基础。如何有效地提高实验课的教学质量,培养学生的能力,这是一直在思考的问题。本文从实验前的准备到最后的结果分析,研究了生物实验教学的一些教法。
关键词:新课程 生物实验教学 准备 自主学习
高中生物新课程提倡激发学生创新思维,培养自主学习能力。其中实验是重要的组成部分。高中生物实验的教学目标就是使学生学会研究科学的基本方法,培养学生观察、设计、思维、动手等多方面的能力。加强实验教学,可以引发学生学习生物学的兴趣,调动学生学习的主动性、积极性。所以要有效地提高实验课的教学质量。
首先要统筹全书实验。当拿到新课程的教材时,可先把全书浏览一遍,哪些实验是比较简单的,哪些是比较复杂的,哪些是现有的实验条件或实验设备不足够的,需要作出调整或改进的。这样做到心中有数,并根据实际情况估算实验课时,以便准备安排实验。
一、实验前认真准备
实验前的准备包括材料用具的准备,教师的预做实验,学生的准备。
正确取材是实验成功的第一步。有的学生实验失败的原因,往往是取材不正确而引起的,因而在实验分析时,要首先将实验材料准备充分。每次实验所需的仪器、用具、试剂、材料等等,都要提前做好准备。例如,在必修模块1“观察DNA和RNA在细胞中的分布”的实验中,需要用到的吡罗红甲基绿染色剂,原粉剂比较少见,需要提前订购。该试剂需要教师自行配制,且溶解时间较长。这就需要教师有充足的时间准备。另外,有些实验材料是必须新鲜的,这就需要教师在实验前的短时间内完成必要的处理。
在学生实验前,教师有必要先做一次实验,及早了解实验现象是否明显,实验的成功率如何,实验过程中会出现的问题等等。例如,在必修模块3“生物维持pH稳定的机制”的实验中,在预做实验时发现用牛奶做动物实验材料更加方便,效果也更好。又如,必修模块1“环境对光合作用强度的影响”的探究活动,经过预做实验,了解到实验现象需要较长的时间才明显,大概30分钟左右。那么在这30分钟里该如何操作呢?教师就可以根据需要提前安排好教学活动。
每次实验前教师应提前布置学生预习,留有一定的时间让学生做好准备。预习并不是简单的浏览。教师可通过设计一些思考题,让学生通过预习来解答。在某些探究活动中,教师可引导学生在课前进行实验设计。例如,必修模块1“影响酶活性的条件”的探究活动,可引导学生根据教材提示,先进行实验设计,然后小组讨论,最后以小组为单位形成实验方案进行实验。通过预习,可促进学生的学习主动性,提高其对生物实验的兴趣。
二、实验过程中的分析
让学生明确仪器的原理和药品的特性,是培养学生使用它们的能力的基础。对仪器的原理、药品的特性不了解,使用起来就会带有盲目性,就不可能形成使用能力。例如,学生对低倍镜和高倍镜的选择上,经常不能根据观察对象的特点和观察目的进行合理的选择来使用,学生常常由于好奇心的驱使和对低倍镜、高倍镜特点的无知,总是一上来就用高倍镜,认为高倍镜总比低倍镜观察清楚。这种盲目性,是由于学生不了解显微镜的基本原理,不了解高倍镜放大倍数大,分辨率高,但所看到的实际面积小,即视野小。而且倍数越高,看到材料的厚度就越薄,高倍镜适宜观察局部和细节。低倍镜所看到的面积大,适宜观察材料的整体结构,以及寻找观察目标。只要学生了解了这些基本原理,才能正确选用低、高倍镜。由低倍镜换高倍镜时,如果图像不太清晰,只需调节细准焦螺旋,就可以看清图象了。至此学生只有了解了上述的基本原理和操作方法,才能正确使用高倍镜。
另外,还要让学生明确实验中药品的使用。例如,在观察植物细胞的有丝分裂实验中,应让学生了解龙胆紫或洋红是与染色体结合的碱性染料,碱性染料是指有色离子是阳离子的染料,而不是染液的pH呈碱性。这样就引出了一个问题,醋酸起什么作用?应让学生了解2%醋酸是染料的溶剂,在染色时增加了细胞的通透性,而不引起细胞膨胀,利于染液的离子进入细胞而使细胞核内的染色体着色。也只有在这个基础上学生才能灵活地运用它。总而言之,教师要善于把实验仪器及药品性质、使用原理讲清,这对提高学生使用它们的能力大有好处。
在实验过程中还要培养学生善于分析实验程序。因为,一个较为复杂的实验过程是设计人员长期辛勤劳动的结晶,它往往是经过几十次甚至上百次的反复摸索。所以,学生实验中,不能单纯地用实验指导进行“按方抓药”出现结果就行了。而要指导学生去分析实验中每一步骤的作用,每一个处理意义以及各步骤之间的联系,从中学习解决问题、研究事物的方法。例如,在观察植物细胞有丝分裂实验过程中,大致为:解离→漂洗→染色→压片。要让学生了解根尖放在溶液中是为了溶解细胞间的果胶质,使根尖细胞间变得松散,便于压片,否则根尖细胞很难压散,不利在镜下观察。漂洗是为了冲洗解离液,否则影响染色效果。又如用龙胆紫或醋酸洋红溶液染色的目的是,这两种染料易使细胞核内的染色体着色,从而增大细胞核与周围部分的反差,便于观察染色体分布和变化,压片的目的是使细胞分散开,变成单层,否则光线无法透过会影响观察。加清水是起润滑剂和利于细胞分散的作用,压片时,在盖玻片上再加一片载玻片的目的是防止手指与盖玻片直接触压,会将极薄的盖玻片压碎。因此,在实验中,应根据学生程度和涉及原理的难易不同,由教师讲清或提出问题让学生思考,使学生既知道实验应怎么做,也知道为什么这样做。
三、实验后的分析与讨论
在实验中,经常存在着对实验最后结果的记录,而轻视对实验过程中间出现某些现象的记录,重视结果而不重视分析结果,重视对成功实验的肯定,而不重视对实验中的失败查找原因等现象。这不利于学生实验能力的提高。因此实验后可进行讨论与小结。例如,必修模块1“影响酶活性的条件”的探究活动,实验后各小组汇报实验方案及实验现象,小组间进行讨论。有些学生对某方案中存在的一些问题提出质疑,要求汇报的同学给予答辩。讨论后教师进行评析、小结,并展示方案。这样不但可以锻炼学生的表述能力和组织能力,分析问题和解释问题的能力,还可以培养学生审慎细密,条理清晰的思维习惯。在质疑、修正中,学生的创新思维得以激发。比如,好几个组都分别比较PH值对酶活性的影响和比较温度对酶活性的影响。有同学提出疑问:为什么加热时应该用水浴控制温度,不可直接加热?有同学说:直接加热会把猪肝烤焦。也有同学分析道:水浴加热使猪肝受热更均匀,且温度易于控制。又如,在观察植物有丝分裂的实验中,在显微镜的某个视野中,要让学生了解为什么看到的细胞多数为间期的细胞。
总之,在生物教学过程中,认真安排加强对学生的能力的培养,可以事半功倍,全面提高教学质量。
四 、合理安排实验教学模式
每个实验的内容、目的要求、设备条件都有很大的差异。我们应该根据学生的知识水平、适应能力等的不同,采用不同的实验教学模式。
先上实验课,后上知识传授课。这类实验需要的基础知识不多,实验操作比较容易,是一般性的探究实验。例如,必修1的“使用高倍镜观察几种细胞”,“观察DNA和RNA在细胞中的分布”等实验。在上知识传授课时,可以先让学生汇报实验现象并提出疑问,然后教师再传授知识,这样学生带着疑问来听课,就会变得主动学习,会积极思考,通过感性认识与理性认识相结合,学生对知识点记得牢固,了解得透彻。
先上知识传授课,后做实验。这类实验需要的基础知识较多,对学生的观察能力和动手操作能力要求较高,实验内容较复杂。例如,必修模块2中“观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片”的实验,学生需要先了解减数分裂不同阶段的染色体的形态特点、位置和数目,才能识别所观察装片下精母细胞所处的时期。又如,必修模块1中“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验。学生可以通过实验来巩固所学的理论知识,通过观察实验现象引起更深入的思考。
实验与知识传授课混合。这类课型对教师的综合素质要求较高。教师除事前作好充分准备,课堂上认真组织教学外,还需作好应付突发事件的准备。例如,必修模块1中“比较过氧化氢在不同条件下的分解”。这样上课可培养学生揭示问题本质,提高分析问题、解决问题的能力。
总之,新课改下的生物实验教学,对我们教师提出了更高的要求,教学相对比较灵活,要求我们一定要更新观念,我们可以结合实际条件,开展各项探究活动,积极营造开放、自主、和谐的学习氛围。通过不断的学习、摸索和实践真正领会到新课改的理念精髓,将素质教育改革落到实处。
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