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1.了解實驗目的、內(nèi)容及原理
學生的實驗設計能力需要很長的時間和多次的訓練才能培養(yǎng)出來,因此教師應對設計過程加以引導,以學生的接受能力和認知度來確定具體的培養(yǎng)方案,在進行一項實驗設計之前,先要了解即將完成的實驗的目的,以免實驗沒有側(cè)重點.由于一項實驗會涉及許多的數(shù)據(jù)變量且可能取得多個實驗結(jié)果,所以確保實驗結(jié)果與所學知識相關是首先要做到的事.其次,在了解變量過程中,必然要求了解實驗原理及相關知識,生物與化學有知識交叉環(huán)節(jié),在用一些實驗元素、現(xiàn)象的形成知識方面應進行掌握,如二氧化碳、水的形成等原理,只有了解原理才能決定實驗是否能夠按照正確的軌道走,也是科學的實驗操作的依據(jù).在實驗中選取自己所需,了解實驗最終目的,對實驗流程透徹且懂得實驗的原理,是實驗設計進行的基本前提.
2.選擇實驗材料,注重變量分析
生物實驗的設計不能盲目,在材料的選取方面有一定的規(guī)律,以證明原理、發(fā)現(xiàn)實驗現(xiàn)象為目的的實驗一般所選實驗材料都應便于觀察、易取材、易于操作以及符合實驗原理和目的,避開危險的材料,必要的話轉(zhuǎn)而用安全的材料進行代替.材料的正確選取能夠有效地防止實驗錯誤,提高效率.在材料或?qū)嶒炦^程中總會有各種變量出現(xiàn),實驗中的變量一般為自變量及因變量,為保證實驗效果明顯且數(shù)據(jù)真實,應將變量進行嚴格控制并做好記錄,使實驗結(jié)果更加準確,確??尚哦?
3.對實驗器具和步驟進行安排
學生的生物實驗設計需要學生自主考慮到實驗可能發(fā)生的方方面面,因此對實驗步驟進行安排是十分必要的.實驗前后要緊密結(jié)合,每一步驟都要講求科學合理和原則性,同時要體現(xiàn)生物知識內(nèi)容.在頭腦中對實驗概況有一個清晰的準備之后,要求學生對實驗器具裝置進行設置,嚴格按照先前制定的實驗步驟,對實驗裝置進行必要調(diào)整、了解器材的用途,防止發(fā)生技術錯誤.如研究植物細胞質(zhì)壁分離與復原的實驗,一定階梯濃度蔗糖溶液的配制即為實驗前提的必要材料準備,準確的為實驗做好相關準備,排除實驗的危險性和錯誤隱患.
二、學生實驗設計的原則
首先選取實驗主題是要遵循實驗的可行性原則,盡管“實踐是檢驗真理的唯一標準”,但是對于一些原材料不易獲取或抽象的實驗題目,如探究甲狀腺激素的促進發(fā)育實驗,沒有能夠?qū)嶒灥牟牧匣驅(qū)嶒灢灰走_成,就應避免實驗設計.第二,實驗設計過程要嚴格遵守原理,以理論作為實驗進行的向?qū)?,不能盲目實驗,講求實驗依據(jù).第三,對于一些實驗藥品、材料應確保其安全性,若排除不了發(fā)生爆炸等危險后果的可能,應不采取此類研究課題.第四,以簡單易行作為實驗的首選,從實驗材料到實驗步驟,盡量選取費力少、效果明顯的實驗器具和操作流程.
三、對高中學生生物實驗設計能力的培養(yǎng)方法
培養(yǎng)實驗設計能力之初,師生應共同樹立正確的思想觀念.應意識到失敗是成功之母,學生的生物實驗設計能力的培養(yǎng)不可能一蹴而就,教師應做好循序漸進的準備.實驗是證明和證實原理的重要手段,但是首先要將課業(yè)知識融會貫通,理論與實際相結(jié)合是最好的方法.在進行一項實驗設計之前,對所學內(nèi)容的部分應講通講細,使實驗有據(jù)可憑.其次,教師應激發(fā)學生對實驗設計的濃厚興趣,“興趣是學生最好的老師”,培養(yǎng)學生的實驗設計能力十分重要,屬于高中生物教學大綱重視的一部分,因此要培養(yǎng)學生的探索和求知欲望,鼓勵其主動發(fā)現(xiàn)和尋找問題.教師在起初實驗教學演示階段也應對學生思想進行側(cè)重引導,拋磚引玉,使學生效仿實驗設計的流程,逐漸培養(yǎng)能力,同時學生應積極參與實驗教學中.再次,培養(yǎng)學生的主觀思維能力,對一項實驗課題進行自主設計需要學生動腦思考,對實驗流程進行周密安排,因此鍛煉思維能力、激發(fā)學生創(chuàng)造力具有十分重要的現(xiàn)實意義.完全依靠課本不是開發(fā)學生能力的正確方法,對課本實驗內(nèi)容進行借鑒,舉一反三進行創(chuàng)新,是培養(yǎng)的最終目的.
在現(xiàn)行的生物教材中,包含了大量的實驗設計,仔細分析這些書本上的實驗方法、步驟和原理,有利于幫助學生克服對實驗設計畏難、害怕的心理,幫助學生樹立信心,有利于激發(fā)學生對實驗設計的興趣,有利于學生了解、掌握和運用實驗設計的理論知識.
二、分析經(jīng)典例題的實驗設計,鞏固學生對實驗設計的實際操作和理解
由于實驗設計不但要求學生具有一定的實驗設計基礎知識,更需要學生有一定的創(chuàng)造能力,因此,只依靠書本的實驗設計,已經(jīng)不能滿足實驗設計對學生知識和能力所需的要求.在教學過程中,教師需要選取一些經(jīng)典的例題,尤其是近幾年的高考試卷中的實驗設計作為例題,精講細說,讓學生從這些豐富的材料背景中,鞏固對實驗設計的實際操作和理解.讓學生掌握常見的對照實驗有相互對照,空白對照,還有自身對照等,進一步讓學生分析該實驗的自變量,因變量和無關變量.通過設計實驗步驟各環(huán)節(jié),來訓練學生如何設置對照實驗.通過這樣的例題分析,使學生對實驗設計有了較為系統(tǒng)全面的理解,為學生獨立完成實驗設計打好基礎.
三、強化實驗設計訓練,培養(yǎng)學生實驗設計的能力
學生掌握了實驗設計的基本方法以后,再通過必需的實驗設計的訓練,是培養(yǎng)學生實驗設計能力的必經(jīng)之路.由于實驗設計不僅需要扎實的生物學基礎知識支撐,還要求學生具有一定的運用知識的能力及創(chuàng)造能力,所以學生普遍對實驗設計存在畏難甚至是懼怕的心理,教師在訓練學生實驗設計時,可先設計專題訓練,對實驗設計試題進行分類訓練,由淺入深,循序漸進來培養(yǎng)學生的邏輯推理能力,信息的處理及語言表達能力,提高學生實驗設計的科學性、嚴密性和準確性.例如,為證實“二氧化碳是光合作用合成有機物必需的原料”,某同學制訂了下列實驗方案:該實驗方案有幾項明顯錯誤,請指出錯誤并改正.(1)實驗目的(略);(2)實驗材料和用具(略)(3)實驗方法和步驟:①用一適當大小的玻璃罩罩住一株生長正常的盆栽綠色植物和一杯NaOH溶液,密封不漏氣.②將上述植物及裝置放在暗室中饑餓,消耗掉葉片內(nèi)貯藏的有機物.暗室內(nèi)裝有紅色安全燈.③饑餓一定時間后,自暗室中取出,照光若干小時,使其充分進行光合作用.④取一葉片,放入盛有酒精的燒杯中,水浴加熱,使葉綠素溶于酒精中.⑤將已脫綠的葉片取出,平鋪在一個培養(yǎng)皿內(nèi),用碘-碘化鉀溶液,檢測有無葡萄糖的特異顏色反應出現(xiàn).這類實驗設計的考查,難度相對較低,要求學生在對實驗的原理、目的、步驟和現(xiàn)象都比較熟悉的情況下,找出其中錯誤或者不足的地方.其他專題訓練如根據(jù)實驗現(xiàn)象,分析實驗過程,解釋原因,得出結(jié)論;分析實驗數(shù)據(jù)、圖表,得出實驗結(jié)論等類型,最后訓練學生的綜合實驗設計能力,使學生掌握一定的實驗設計的方法和技巧,培養(yǎng)學生對實驗的預測分析和判斷能力,最終提高學生實驗設計的解題能力.
四、結(jié)語
【關鍵詞】酶 動物生理 植物生理 光合作用 生物實驗
【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2015)04-0142-01
一 酶相關實驗的常見設計方法
酶的相關實驗包括探究(或驗證)酶的催化作用、酶的高效性、酶的專一性和需要適宜的條件等題目,其解題方法歸納如下:
1.酶的催化作用
實驗組:底物+一定量的酶溶液,檢測底物分解情況或生成物生成情況;對照組:底物+等量的蒸餾水,檢測底物分解情況或生成物生成情況。
2.酶的高效性
酶的高效性是指酶的催化作用相對于無機催化劑效率要高很多,所以在設計實驗時,一組加入一定量的酶,另一組加入等體積的無機催化劑,因為實驗遵循單一變量原則,所以底物應該相同,兩組的實驗條件應相同,觀察、記錄實驗結(jié)果進行比較后可得出結(jié)論。
3.酶的專一性
酶的專一性是指每一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學反應,這種類型的實驗基本分為兩種思路:(1)不同的組底物不同,但酶相同;(2)不同的組酶不同,但底物相同。實驗過程中的溫度、pH等條件保持在最適狀態(tài)且各組相同,遵循等量原則和單一變量原則。
4.酶的適宜溫度或pH
在探究酶的最適溫度或pH時,應設計一個系列的溫度或pH為自變量,通過對照找出最適溫度或最適pH,如果在兩種溫度或pH的條件下酶的催化活性相同,則最適溫度或最適pH應該在這兩種溫度或pH之間,此時可再在兩者間取一定梯度變化的溫度或pH進行進一步的實驗,最終確定出最適溫度或最適pH。
二 生物生理實驗的研究方法
生物生理實驗的研究方法可以大致分為“加法”和“減法”?!凹臃ā笔侵笇嶒炛屑尤肽撤N變量,如植入器官或注射某種物質(zhì)等;“減法”是指實驗中去除某種變量,如切除器官。
1.動物生理實驗的研究方法
切除法和植入法常用于研究動物某器官的生理作用。如研究性腺與的關系時,實驗操作方法:切除器官觀察、記錄生理變化植入器官觀察、記錄相應生理活動在消失后是否會重現(xiàn)。注射法和飼喂法往往用于研究某種物質(zhì)的生理作用。如果所研究物質(zhì)的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì),則必須用注射法,而不能用飼喂法,因為該物質(zhì)會被消化分解,如研究胰島素具有降血糖的生理作用,必須選用注射法,對成年個體注射胰島素后觀察、記錄血糖濃度的變化情況;如果是脂質(zhì)或氨基酸類等小分子物質(zhì)可以注射,也可飼喂。此外,在動物生理實驗中,選擇實驗動物時要考慮其生長發(fā)育的情況、年齡、性別、體重等,如研究甲狀腺激素能促進生物生長發(fā)育的實驗應該選擇年幼的動物,研究甲狀腺激素可以提高神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性的實驗應該選用成年動物為實驗材料。
2.植物生理實驗的研究方法
研究植物體中的生理作用可以選擇噴灑、涂抹或浸泡等方法。如將扦插枝條用不同濃度的生長素類似物浸泡后,概括生根情況可以研究促進插條生根的最適濃度。切除法可以用于研究植物體某器官或部位的生理作用,如研究向光性生長與頂芽有關時,可以用去掉頂芽的植株和正常植株對照。
下列關于生命活動調(diào)節(jié)相關實驗操作的敘述正確的是( )。A.探究植物頂端優(yōu)勢產(chǎn)生原因的實驗中,應該設置具有頂芽的植株、切除頂芽的植株和切除頂芽后的斷口處涂上生長素的植株三組實驗;B.用適宜濃度的生長素涂抹受粉后的雌蕊柱頭證明生長素可以促進果實發(fā)育;C.用靜脈注射法驗證甲狀激素可以促進成年雄鼠的發(fā)育;D.用飼喂法可以驗證胰島素具有降血糖的作用。
解析:探究頂端優(yōu)勢產(chǎn)生原因應該設置三組實驗,一組是具有頂芽的植株,作為對照,另一組植株去掉頂芽,第三組植株去掉頂芽后在斷口處涂抹生長素,三組對照可以說明頂端優(yōu)勢的產(chǎn)生原因。發(fā)育著的種子也會合成生長素,所以驗證生長素可以促進果實發(fā)育的實驗中,雌蕊必須是未受粉的。驗證甲狀腺激素的作用,不能用成年個體,因為成年個體的發(fā)育已經(jīng)不明顯。胰島素的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì),不能用飼喂法驗證胰島素的生理功能。答案:A。
易錯點撥:生理實驗中,實驗組與對照組的設置、實驗材料的選擇、對激素的處理方法等是實驗成功的關鍵,下面就這幾個易錯的方面進行提示說明:(1)對對照組的設置不重視,認為已經(jīng)知道了正常生長發(fā)育的個體情況,所以實驗中不需要再設置對照組;(2)對實驗材料的選擇不恰當,不能依據(jù)實驗的因變量選擇理想的實驗材料;(3)對動物激素的人為操作不重視,不聯(lián)想激素的化學本質(zhì)而隨意選用注射法或飼喂法。
三 光合作用的相關實驗方法
關鍵詞:高中生物;實驗設計能力;培養(yǎng)措施
高中生物實驗設計主要的目的就是讓學生掌握生物實驗設計的方法,并且在實驗設計當中激發(fā)學生的生物學習興趣,并通過實驗設計培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題以及解決問題的能力。可以說,實驗設計是高中生物教學中的一個重要環(huán)節(jié)。那么在教學工作當中如何更好的培養(yǎng)學生生物實驗設計能力呢?下面本文就進行簡要的分析。
一、利用教材中已有的實驗教學,提升學生的實驗設計能力
高中生物教材當中設計了多個實驗,教師在教學過程當中需要依托于教材當中的實驗內(nèi)容,提升學生實驗設計能力。
教師需要充分的利用教材當中已有的探究性實驗開展教學工作。通過探究性實驗教學,讓學生能夠自己設計出合理的實驗方案,并能夠獨立的實施實驗方案,通過對方案的實施,開展一系列的探究性活動。而老師在這個過程當中需要為學生創(chuàng)造條件,能夠更好的發(fā)揮學生的實驗設計能力。老師要將教學的重點放在依托探究實驗提升學生實驗設計能力當中,這就要求在實際操作中,可以靜心的設計問題,并在相關的實施過程當中激發(fā)出學生的創(chuàng)新思維能力,將這一能力更好的應用在實驗設計當中。
教材中除有探究性實驗之外,還有驗證性實驗,教學中,老師可以將這二者緊密結(jié)合,讓學生通過驗證性實驗了解實驗的目的原理,以及實驗的操作方法和步驟,能夠運用恰當?shù)姆绞胶侠淼目刂茖嶒灥臈l件,并科學選擇實驗的材料。通過對驗證性實驗的學習,培養(yǎng)學生對于實驗的認識能力,進而以此為基礎,學會自己設計實驗。老師在教學過程中需要發(fā)揮自己的作用,在驗證性實驗的基礎之上通過靈活改變實驗條件的方式,讓學生進行簡單的探究性實驗,通過自己設計實驗步驟,選擇實驗方式提升學生的實驗設計能力。
二、利用生物教材當中的研究性課題提升學生實驗設計能力
研究性課題是高中生物教材當中增加的一個重要性實驗內(nèi)容,這一內(nèi)容能夠更好的發(fā)揮學生的實踐能力,對于提升學生的實驗設計能力也有較大的幫助。研究性課題的實施,打破了傳統(tǒng)教學的封閉式狀態(tài),改變了教學的方式和學生學習方式,學生通過學習,能夠形成主動探究的意識。借助于研究性課題,提升學生的實驗設計能力,就需要老師做好以下幾點工作。
第一,要幫助學生科學選題。確定恰當?shù)恼n題是進行實驗設計的關鍵環(huán)節(jié),也是實驗設計能否成功的關鍵,因此老師需要給與正確的指導與幫助。在選擇課題時,范圍不能夠太大,這樣將會增加工作量,調(diào)查且實驗的內(nèi)容也會顯得空洞,教師可以指導學生選擇一個范圍較小的課題進行研究,通過調(diào)查分析進行實驗的設計。
第二,重視實驗設計的過程而非結(jié)果。要提升學生生物實驗設計的能力,老師不能夠僅僅關注與學生實驗設計的結(jié)果,更多的需要關注其過程,通過對過程的把握,老師可以發(fā)現(xiàn)學生在實驗設計當中存在的不足,給與指正,幫助學生及時糾正錯誤,這樣在今后設計實驗時才能夠避免錯誤的發(fā)生。同時在這個過程當中老師要幫助學生明確實驗設計的目標和步驟,確保每一步都要到位。
三、利用教材中的實驗設計素材培養(yǎng)學生實驗設計思維能力
老師在教學過程中,要充分的挖掘教材當中的經(jīng)典實驗,利用經(jīng)典實驗當中的設計素材,培養(yǎng)學生實驗設計的能力。
在高中生物教材當中,經(jīng)典的實驗有細胞質(zhì)和細胞核關系實驗、光合作用的發(fā)現(xiàn)實驗、細胞膜成分測定實驗、孟德爾豌豆雜交實驗等,老師通過挖掘這些實驗當中的設計素材,將其應用到學生實驗設計當中,能夠達到事半功倍的效果。
經(jīng)典實驗當中包含了正確的設計方法、設計思想和設計原理,教學中,老師要抓住這些思想方法和原理,并挖掘出經(jīng)典實驗當中能夠被學生利用的知識,讓學生通過學習研究可以應用到自己實驗的設計當中。
除此之外,老師還可以通過對生物實驗設計題目的講解,轉(zhuǎn)變角度提升學生的生物實驗設計能力。通過對題目進行講解,學生在學會解題思路和方法的同時,也會對設計的實驗有一定的了解,將其中都有用之處加以借鑒,應用到自己的設計當中,也能夠更好的提升自身生物實驗設計能力。
四、結(jié)束語
生物教學需要以實驗為基礎,學生在掌握理論知識的同時,也需要增強其動手操作水平,提升其實驗設計的能力。本文就以此為中心,結(jié)合教學實際,對如何培養(yǎng)高中生生物實驗設計能力提出了三點建議,希望對今后的教學工作起到幫助。
參考文獻:
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【關鍵詞】高中;生物實驗;教學設計;現(xiàn)狀;對策
中圖分類號:G633.91
一、高中生物實驗教學的現(xiàn)狀分析
1、新課改的一大方向就是要注重對學生技能的培養(yǎng),體現(xiàn)在生物教學中就是實驗內(nèi)容的增加。新課程標準中圍繞10大主題都有相應的實驗要求,這雖然在一定程度上是要求教師從傳統(tǒng)的教學理念和模式中解脫出來,而在教學實踐中,教師和學生的轉(zhuǎn)變需要一個過程,大量的實驗讓教師有措手不及之感,而學生也無從快速地適應教師教學的轉(zhuǎn)變,加之有些教師盲目跟風,導致實驗教學走形式化,學生不但沒有學好知識,技能培養(yǎng)更成為了口號,在有的學校還出現(xiàn)了以演示實驗來代替學生動手操作的現(xiàn)象。不得不說,實驗內(nèi)容的增加和教師適應能力及課時之間存在了一定的矛盾。
2、我國教育延續(xù)的是千年以來的封建式教育模式,重知識輕技能,傳統(tǒng)實驗教學中教師重實驗結(jié)果而輕視過程,新課標則要求教師重過程,在這個轉(zhuǎn)變中,因教師缺乏對實驗教學的研究,往往實驗成為一種表演秀,在有的課堂中,實驗并不是為了培養(yǎng)學生的技能,而是為了完成任務,保證開出率,弄虛作假的現(xiàn)象時有發(fā)生,還有的則還是停留在重結(jié)果輕過程上。
3、從學生角度來看,新課標對實驗的要求標準較高,不僅要學生了解基本的實驗原理,還要求學生能正確實驗,在實驗中觀察現(xiàn)象,通過現(xiàn)象而得到結(jié)論。以“觀察細胞的基本結(jié)構”的實驗教學要求為例,首先教師要引導學生明確實驗目的;選擇實驗用具,在該實驗中涉及較多的實驗用具,每一樣教師都需一一指導學生進行選擇并正確使用;在實驗步驟上,從參考圖到顯微鏡到用顯微鏡觀察制成的臨時裝片或永久裝片都需要學生認真、仔細地進行;在實驗中,教師不僅要組織學生通過觀察實驗現(xiàn)象,討論實驗過程,了解細胞的基本結(jié)構,還需掌握動植物細胞結(jié)構上的區(qū)別。但從課時和學生的基礎上看,要達到新課標的要求還有較大距離,這就讓教師在傳統(tǒng)和新課標之間犯難了。
二、優(yōu)化生物實驗教學設計的對策
1、要明確實驗教學的目標。在以往的教學中不難發(fā)現(xiàn),教師上課就帶著學生做實驗,等實驗結(jié)束了,學生還不知道實驗的目標,因此,實驗教學效率也就相對較低。明確實驗目標是為了讓學生做到“心中有數(shù)”,通過實驗來驗證自己是否達到了目標。因此,實驗教學設計中,教師首先就應向?qū)W生明確實驗目標。如在“制作小腸壁結(jié)構的模型”的實驗教學中,在實驗之前教師就應向?qū)W生明確“通過制作小腸壁結(jié)構的模型,理解小腸的結(jié)構特點”,當學生實驗后再以是否理解了小腸的結(jié)構特點來審視實驗過程。
2、關于實驗準備,以往很多教師在實驗前都會做好充分的準備,但忽視了學生在實驗前的準備,結(jié)果在實驗過程中,只要一遇到問題,學生就會將思考的重點放到多個方向上,有時教師為了向?qū)W生解釋和實驗相關的知識,占據(jù)了實驗時間而導致實驗效果受到影響。以“探究酸雨的危害”的實驗教學為例,在實驗前,教師需引導學生了解酸雨的成分、ph值、形成過程、所選擇的小麥種子也要符合要求,如此,實驗才能順利進行。再如在“模擬‘血型鑒定’”的實驗中,對于“血清、血型、輸血”等知識,如果學生在實驗前沒有了解,實驗中就會產(chǎn)生諸多問題,自然就會影響實驗的進行。
3、對于實驗組織管理,重點要小組管理上著手。對于一個班級,教師只能從整體上進行調(diào)節(jié)和組織引導,很多時候無法深入到每個學生中,此時小組長的作用就顯現(xiàn)出來了。而且,有的實驗周期長,并非一天兩天就能完成,而且也不一定要在學校的實驗室才能完成,此時,小組內(nèi)是否都按實驗要求完成,這就需要教師充分發(fā)揮小組的作用,讓小組形成合力,為了得到實驗結(jié)論而認真實驗。
4、在實驗過程中,教師要一方面要注重引導,另一方面則要關注學生在實驗過程中所獲得的收獲。應該說,如果要讓學生們從一個實驗中真正獲得科學的知識,那不是一節(jié)課或按實驗步驟按部就班地進行就能實現(xiàn)的。在引導過程中,教師要通過精心設計問題來實施引導,以“觀察動植物細胞的結(jié)構”的教學為例,在探究制作臨時裝片的過程中,如可用問題“為什么要用干凈的紗布把載玻片和蓋玻片擦干凈?若擦拭不凈,后果如何?為什么制作洋蔥表皮細胞臨時裝片時在載玻片的中央滴一滴清水,而制作人體口腔上皮細胞臨時裝片時卻滴一滴生理鹽水?滴清水或生理鹽水的量又如何掌握?為什么要用鑷子從洋蔥鱗片葉的內(nèi)表面撕取薄膜?”等問題來引導學生進行討論,在討論中實驗,在實驗中思考,在思考中總結(jié),如此問答結(jié)合,觀察現(xiàn)象和得出結(jié)論結(jié)合,學生才能更好地通過實驗現(xiàn)象來了解事物的本質(zhì),也才能有效地提高實驗教學效率。
三、生物實驗教學中應注重的問題
生物實驗的目的是培養(yǎng)學生的探究能力,因此,在生物實驗教學中,教師要從傳統(tǒng)的為了實驗而實驗和為了教學而實驗的觀念中解脫出來,真正樹立以學生為本位,培養(yǎng)學生的科學探究能力,讓學生開放性的實驗中做到自我實驗,自我提高。
1、實驗教學因注重突出學生的主體地位。實驗中學生是主體而教師是主導,教師通過實驗設計的優(yōu)化來組織和引導學生的同時,要引導學生在實驗中大膽提問,大膽質(zhì)疑,而不應以現(xiàn)成的實驗數(shù)據(jù)、實驗結(jié)論為模板,讓學生按部就班地進行。要做到這一點,師生關系和和諧課堂氣氛的構建不可或缺。實驗中,教師要從講臺到學生中去,用眼觀察學生的實驗,用心傾聽學生的理解,認真指導,唯有如此,實驗過程才會成為師生共同發(fā)展的大舞臺。
2、要注重對學生探究意識的培養(yǎng)。新課程強調(diào)學生嘗試應用科學探究的方法,研究高中生物問題,驗證高中生物規(guī)律。如在“生物圈中的人”的模板學習中對蛋白質(zhì)的探究,要從學生的生活實際來引導,如思考怎樣調(diào)整人們的飲食來引導學生形成正確的飲食搭配方法和飲食習慣,如果教師能做到讓實驗成為學生的一種思維和生活習慣,這樣的實驗就是高效的實驗,有用的實驗。當然,在實驗中教師也不應墨守成規(guī),多引導學生自己動手實驗,設計一定的開放性實驗,對學生的探究能力培養(yǎng)也具有積極意義。
參考文獻
關鍵字:高中生物 實驗教學
在中學生物課本中,實驗分為三大類以課本為中心的教師演示實驗;以學生為主體的分組實驗和課外實驗。如何進行好實驗課的教學,關系到對學生東說能力的培養(yǎng)和小組合作的精神。這就要就教師在教學中要提供一些機會,讓學生能夠完成實驗,并在實驗中獲得學習的快樂。本人通過幾年的高中生物教學,對實驗課的教學有了一定的經(jīng)驗,借此機會與廣大的教師一起來分享一下。
一、演示實驗的教學
所謂演示實驗就是教師使用演示的方法,根據(jù)課堂教學計劃進行的生物實驗。演示實驗是中學生物教學中最常用的直觀手段之一。演示實驗比分組實驗容易開展,既節(jié)約耗材,又節(jié)省時間,更便于組織教學。因此,中學生物實驗教學別要加強演示實驗的開展,以便提高教學效果。演示實驗的類型主要有以下幾種:一是傳授新知識的演示實驗。在以獲得新知識為目的而進行的演示實驗中,教師預先把實驗器材準備好,在課堂上邊講授邊演示,并對所用到的器材名稱進行介紹,講述實驗的目的、原理和條件,準確操作,規(guī)范動作,以達到預期的演示效果。當學生觀察到一個或多個現(xiàn)象時,教師通過談話啟發(fā)學生對所見到的現(xiàn)象進行解釋,引導學生得出正確結(jié)論。二是驗證、鞏固知識的演示實驗。以驗證、鞏固已學過的知識為目的的實驗,從邏輯上看是從一般到特殊的學習過程。在此過程中,教師先使用各種直觀教具講授新知識,等學生掌握了有關知識之后進行演示實驗,以驗證和鞏固所學的知識。這樣,通過演示,學生鞏固了已初步掌握的知識,并加深了印象,進而提高了課堂鞏固率。三是指導性的演示實驗。它是指導學生進行正確實驗、實習等實踐活動的演示實驗。
二、分組實驗的教學
把學生帶進實驗室或教室,在教師的指導下,學生獨立操作而進行的實驗,稱為分組實驗。分組實驗更有利于面向全體學生,培養(yǎng)操作技能,并激發(fā)學生的學習興趣和發(fā)揮學生的創(chuàng)造性。分組實驗既可以在新課教學之后進行,又可以在新課教學之前進行。長期實踐表明,分組實驗在新課教學之后進行,有利于學生驗證和鞏固知識。而分組實驗在新課教學之前進行,則有利于增強學生的感性知識和培養(yǎng)學生探究知識的技能。教師必須預先寫出實驗步驟及實驗注意事項。若是探究實驗,教師則要擬定實驗計劃,具體寫出觀察發(fā)現(xiàn)的問題,做出假設,擬定實驗計劃,分析實驗結(jié)論。在制定分組實驗計劃時,教師必須根據(jù)本校的實際條件,對全程教學中所需要的實驗材料有一個全盤的計劃和安排,及時加以采集,購買或培養(yǎng)。此外,為了保證實驗課有充足的、合適的實驗材料,還可以向條件好的學校租借或交換器材,并靈活地把一些實驗提前或推后進行,以實現(xiàn)資源共享。更為重要的是,對實驗中的儀器設備和藥品,教師必須預先做好準備,分發(fā)到實驗桌上,盡量讓學生不離開座位就能完成實驗,減少人員走動,給組織分組實驗帶來方便。在每次實驗之前,教師布置學生預習教材或復習實驗教材,使學生心中有數(shù),作好實驗心理準備,收集相關知識,這樣便于學生理解實驗原理,順利完成實驗。對于教師來說,其職責主要是總攬全局和具體指導。而對于小組長來說,其職責就是組織和指導本組成員開展實驗。在此過程中,教師一旦發(fā)現(xiàn)學生操作錯誤,立即作好記錄,讓相關學生停止操作,指出其錯誤,并予以演示和引導。實驗課結(jié)束之前,教師要預留幾分鐘時間,讓學生清理器材和桌上的衛(wèi)生,隨后按順序離開實驗室,并請小組長留下協(xié)助教師清點器材。
三、課外實驗的教學
二、實驗設計的一般思路
三、實驗設計的基本技能
1.驗證性實驗
【典例分析】
例1:為了驗證葉片光合作用受到光質(zhì)的影響,請用所提供的實驗材料與用具,在給出的實驗步驟的基礎上,繼續(xù)完成實驗步驟的設計和預測實驗結(jié)果,并對你的預測結(jié)果進行分析。
(1)實驗材料與用具:小燒杯三只、三棱鏡(注釋:白光通過三棱鏡色散形成紅光、黃光、綠光等單色光)、打孔器、注射器、40 W燈泡、燒杯、富含CO2的NaHCO3稀溶液(為光合作用提供原料)、綠葉(如菠菜葉)。(實驗過程中光照和溫度等條件適宜,空氣中O2和CO2在水中的溶解量忽略不計)
(2)實驗步驟:① 取生長旺盛的綠葉,用直徑為1 cm的打孔器打出小圓形葉片30片(注意避開大的葉脈);② 將圓形葉片置于注射器內(nèi),并讓注射器吸入清水,待排出注射器內(nèi)殘留的空氣后,用手堵住注射器前端的小孔并緩緩拉動活塞,使小圓形葉片內(nèi)的氣體逸出。這一步驟可重復幾次;③ 將內(nèi)部氣體逸出的小圓形葉片,放入黑暗處盛有清水的燒杯中待用(這樣的葉片因為細胞間隙充滿水,所以全都沉到水底);④ ;⑤ ; ⑥ 。
(3)預測結(jié)果并分析: 。
(4)結(jié)果討論:增強單色光光照強度,能否對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響? ;試在同一坐標圖中畫出不同類型的單色光(光質(zhì))照射下,光照強度與光合作用強度的關系曲線來說明這個問題。
解析:(2)④在進行實驗操作時,要遵循單一變量原則,即光質(zhì)不同,其他如葉圓片的數(shù)量、NaHCO3稀溶液的量、燈泡的功率和距離等均屬于無關變量,應保持相同且適宜,故步驟為取三只小燒杯,分別倒入20 mL富含CO2%的NaHCO3稀溶液,并分別向3只小燒杯中各放入10片小圓形葉片。⑤在進行實驗操作時,要遵循單一變量原則,即光質(zhì)不同,用40 W燈泡照射,三棱鏡色散形成紅光、黃光、綠光分別作用于三只小燒杯。⑥由于不同光質(zhì)導致光合速率有所區(qū)別,因此實驗的因變量就是產(chǎn)生的氧氣的多少,故觀察并記錄的指標是同一時間段內(nèi)各實驗裝置中小圓形葉片浮起的數(shù)量(或上浮相同數(shù)量圓葉片所需時間)。
(3)在結(jié)果預測時,根據(jù)色素的吸收光譜,色素主要吸收紅光和藍紫光,對綠光吸收最少,因此單位時間內(nèi)紅光作用的小燒杯內(nèi)的小圓形葉片浮起的數(shù)量最多,綠光作用的小燒杯內(nèi)的小圓形葉片浮起的數(shù)量最少。結(jié)果分析:因為綠葉中的色素吸收紅光和藍紫光的能力最強,吸收綠光的能力最弱,所以在紅光照射時產(chǎn)生O2的速度最快,葉肉細胞間隙的O2增加最快,葉片上浮的速度也就最快;相反綠光照射的燒杯葉片上浮最慢。
(4)光照強度影響光合速率,故會導致實驗結(jié)果的變化,畫曲線圖時,橫坐標為光照強度,縱坐標為光合作用強度,首先它們均會隨著光照強度的增強光合速率提高,只是紅光斜率最大,綠光斜率最小,并且都會達到飽和點,三條曲線的最大光合速率相等。
答案:(2) ④ 取三只小燒杯,分別倒入20 mL富含CO2的NaHCO3稀溶液,并分別向3只小燒杯中各放入10片小圓形葉片 ⑤ 用40W燈泡照射,三棱鏡色散形成紅光、黃光、綠光分別作用于三只小燒杯 ⑥ 觀察并記錄同一時間段內(nèi)各實驗裝置中小圓形葉片浮起的數(shù)量(葉片全部浮起經(jīng)歷的時間) (3)預測結(jié)果:單位時間內(nèi)紅光作用的小燒杯內(nèi)的小圓形葉片浮起的數(shù)量最多,綠光作用的小燒杯內(nèi)的小圓形葉片浮起的數(shù)量最少。結(jié)果分析:因為綠葉中的色素吸收紅光和藍紫光的能力最強,吸收綠光的能力最弱,所以在紅光照射時產(chǎn)生O2的速度最快,葉肉細胞間隙的O2增加最快,葉片上浮的速度也就最快,相反綠光照射的燒杯葉片上浮最慢 (4)能 曲線如圖所示
【技能技巧】
(1)實驗原理一般由“自變量和因變量之間的關系(目的原理)+實驗具體過程的描述(操作原理或書本原理)+自變量的觀察指標(檢測原理)”組成。如“為了驗證胰島素具有降低血糖的作用,以小鼠的活動狀態(tài)為觀測指標”的實驗原理可描述為:胰島素具有降低血糖的作用(自變量和因變量之間的關系)。體內(nèi)胰島素含量過高時,引起血糖水平下降,機體出現(xiàn)活動減少,甚至昏迷等低血糖癥狀(自變量的觀察指標),此癥狀可通過補充葡萄糖溶液得到緩解(實驗具體過程的描述)。
(2)對照組是指保持原有狀態(tài)(未做處理)或已知影響因素所造成結(jié)果的一組實驗。實驗組是人為改變條件(人為特別處理)或未知實驗結(jié)果的一組實驗。值得說明的是鑒定性實驗及遺傳規(guī)律實驗可以不設置對照??刂谱宰兞康脑恚杭臃ㄔ砘驕p法原理來控制自變量。加法原理:與常態(tài)相比,人為增加某種影響因素的原理。如探究不同酸堿度對唾液淀粉酶的影響實驗,加酸和加堿的一組為實驗組。減法原理:與常態(tài)相比,人為去除某種因素的原理。如驗證光合作用產(chǎn)生淀粉的實驗,施加人為因素的一組,即遮光組為實驗組。
(3)實驗結(jié)果、結(jié)論:依據(jù)實驗原理寫結(jié)果,依據(jù)實驗目的寫結(jié)論。
【解題模板】
取材分組 把(生長狀況、大小、性別、身高、體重和發(fā)育狀況等)相同的××隨機均分為若干組,記為A(對照組)、B(實驗組)組
材料處理 A組加適量的××(自然條件或模擬自然條件――對照組處理);B組加等量適量的××(施加實驗變量――實驗組處理);其他條件相同且適宜
觀察記錄 在相同且適宜的條件下培養(yǎng)(生理實驗)或反應(生化反應)一段時間后,觀察(特異顏色變化、沉淀反應、形態(tài)結(jié)構、生理特征等變化)記錄(生長發(fā)育速度、生化反應速度等)數(shù)據(jù),進行相應的處理(求平均值等)
2.探究性實驗
【典例分析】
例2:以下是一個測定某植物細胞液濃度的實驗:
實驗步驟 實驗示意圖
①在每組試管中注入等量不同濃度的蔗糖溶液
②在每組的a試管中加入等量葉圓片和少量亞甲基藍晶粒(對溶液濃度影響可忽略不計)并定時輕搖
③從每組a中吸取1小滴藍色液滴,小心放入對應b試管的溶液中部,觀察藍色液滴沉浮情況并記錄
說明:若a管溶液濃度上升,藍色液滴將在b管的無色溶液中下沉;反之藍色液滴將上浮;若a管溶液濃度不變,藍色液滴將均勻擴散。
實驗結(jié)果如下表:
請回答下列問題:
(1)本實驗的原理是: ,這種變化可通過藍色液滴的浮沉反映出來。
(2)本實驗的結(jié)論是:植物葉肉細胞的細胞液濃度大約相當于 M的蔗糖溶液濃度。
(3)本實驗不同組別間的自變量是 ,因變量是 。
(4)若在某組a試管中的植物細胞發(fā)生了質(zhì)壁分離現(xiàn)象,則在第③步操作中,將發(fā)現(xiàn)藍色液滴 。
(5)在操作正確情況下,若發(fā)現(xiàn)在所有的組別中藍色液滴都上浮,則實驗應該如何改進? 。
解析:(1)測定植物細胞液濃度的實驗,原理是根據(jù)植物細胞液與外界溶液存在濃度差時會發(fā)生滲透吸水或失水現(xiàn)象,引起外界溶液濃度的改變,這種變化可通過藍色液滴的浮沉反映出來。(2)從實驗結(jié)果可以看出,在0.05M的蔗糖溶液濃度時,液滴均勻擴散,說明植物細胞的細胞液濃度大約相當于0.05M的蔗糖溶液濃度。(3)本實驗不同組別間的自變量是蔗糖溶液的濃度,因變量是a管中蔗糖溶液濃度的改變。(3)若在某組a試管中的植物細胞發(fā)生了質(zhì)壁分離現(xiàn)象,說明蔗糖濃度高于細胞液濃度,則在第③步操作中,將發(fā)現(xiàn)藍色液滴上浮。(4)在操作正確情況下,若發(fā)現(xiàn)在所有的組別中藍色液滴都上浮,說明蔗糖溶液濃度偏高,則實驗應設置低于最低溶液濃度的系列,讓溶液組別重新進行試驗。
答案:(1)植物細胞液與外界溶液存在濃度差時會發(fā)生滲透吸水或失水現(xiàn)象,引起外界溶液濃度的改變 (2)0.05 (3)蔗糖溶液的濃度 a管中蔗糖溶液濃度的改變 (4)上浮 (5)設置低于最低溶液濃度的系列蔗糖溶液組別重新進行實驗
【技能技巧】
(1)實驗原理的書寫方法:利用××(理論或器材或反應原理),通過××(方法),出現(xiàn)××(現(xiàn)象),就能達到××(目的)。
(2)書寫預期實驗結(jié)果:實驗組和對照組的觀測指標都要進行描述。
(3)書寫實驗結(jié)論常用語言是:如果“結(jié)果”,則“結(jié)論”。要分類討論,一般為:實驗組比對照組好,實驗變量有利、促進;實驗組比對照組差,實驗變量不利、抑制;實驗組與對照組無顯著差異,實驗變量無影響。
(4)分析實驗結(jié)果,套用實驗原理。
【解題模板】
取材
分組 將若干生長發(fā)育狀況、大小、長勢、體重(體長)、年齡、性別等相同的材料用具隨機均分為若干組,并用字母進行標號 分組編號,等量對照(描述無關變量)
材料
處理 不施加實驗變量(自然條件或模擬自然條件)設為對照組;施加實驗變量,設為實驗組(或均施加實驗變量,設為相互對照);控制無關變量,即其他條件相同適宜,試劑適量且等量 處理實驗組(描述自變量,平衡無關變量)
觀察
記錄 反應(生化反應)或培養(yǎng)(生理實驗)相同時間后,觀察指標(特異顏色變化、沉淀反應、形態(tài)結(jié)構、生理特征變化等)或測定指標(生長發(fā)育速度、生化反應速度等),記錄并處理數(shù)據(jù) 處理實驗結(jié)果(描述因變量)
3.評價性實驗
【典例分析】
例3:某興趣小組為驗證2,4-D對插條生根的促進作用,進行了如下實驗。
A.剪取同一楊樹植株上長勢與長度相同、部位相近且有3個芽的健壯枝條20根,隨機均分為甲、乙兩組;B.甲組每根插條上都保留3個芽,乙組每根插條上的芽全部去除;C.將甲組插條的下端插入適量蒸餾水中,乙組插條的下端插入等量適宜濃度的2,4-D溶液中。兩組均置于相同且適宜的環(huán)境中培養(yǎng);D.每天觀察、記錄插條上芽的數(shù)目。
請對上述實驗進行分析:
(1)每組選取多根插條的目的是 。
(2)請指出該實驗設計的兩項不合理之處。
① ;② 。
(3)實驗設計改正后,甲組起 作用。
解析:(1)每組選取多根插條的目的是減少實驗誤差(排除偶然因素對該實驗結(jié)果的影響或排除無關變量的影響)。(2)依據(jù)實驗設計的等量原則和單一變量原則,分析該實驗設計的兩項不合理之處依次是:甲、乙兩組插條上芽的數(shù)量不等(或沒有控制好變量);觀察、記錄插條上芽的數(shù)量不對(或觀察記錄的指標不對)。(3)實驗設計改正后,甲組起對照作用。
答案:(1)減少實驗誤差(排除偶然因素對該實驗結(jié)果的影響或排除無關變量的影響) (2)①甲、乙兩組插條上芽的數(shù)量不等(或沒有控制好變量) ②觀察、記錄插條上芽的數(shù)量不對(或觀察記錄的指標不對) (3)對照
【技能技巧】
(1)實驗材料用具的評價:材料選擇是否合理(包括生長狀況、大小、身高、體重、生長發(fā)育和性別等是否相同,分組是否隨機均分);用具選擇是否合理;是否遺漏重要的實驗用具;材料用具是否充分利用;是否隨意增加材料用具;藥劑選擇、使用、用量是否準確。如在做低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化的實驗時,要將整株材料在低溫下處理才能達到實驗目的。
(2)實驗變量處理的評價:有無實驗對照;實驗變量設置是否合理;是否有標記;是否遵循單一變量原則;是否遵循了適量等量原則;是否排除了干擾因素。
(3)實驗步驟的評價:步驟是否完整;步驟順序是否合理;操作是否違反生物學原理;觀察指標是否正確;實驗條件是否正確。如在做低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化的實驗時,要先漂洗后染色。
(4)實驗條件的評價:是否需要攪拌、加熱;實驗所需的溫度和光照條件是否合理。
(5)實驗結(jié)果和結(jié)論的評價:實驗結(jié)果的種類是否符合實驗的類型;實驗結(jié)果與題目要求寫出的結(jié)果是否相符;實驗結(jié)果是否出現(xiàn)科學性錯誤;結(jié)果(實驗現(xiàn)象)與結(jié)論因果關系是否倒置;實驗結(jié)果的驗證方法是否得當。如在做低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化的實驗時,只能看到部分細胞的染色體加倍。
(6)實驗原理的評價:是否包括自變量和因變量之間的關系;是否包括因變量的觀測指標;是否包括對實驗具體過程的描述。
【解題模板】
對照原則 除遺傳學實驗分析、鑒定性實驗可不設置對照外,均要設置對照(自身對照、相互對照、空白對照和條件對照等)
單一變量原則 無論一個實驗有幾個實驗變量,都應做到一個實驗變量對應一個反應變量;實驗中做到避免無關變量和額外變量的干擾
科學性原則 實驗原理的科學性、實驗材料選擇的科學性、實驗方法的科學性、實驗結(jié)果處理的科學性
平衡重復原則 設計的實驗必須有足夠的實驗次數(shù),在無法重復的情況下不能得出正式結(jié)論
可行性原則 實驗的原理、實驗的實施和實驗結(jié)果產(chǎn)生的可行性
關鍵詞:高中生物 實驗課 課堂教學 探索性教學
生物學既是一門以實驗為基礎的自然科學,又是一門處于活躍發(fā)展時期的邊緣學科,所以生物課強調(diào)學生的獨立思考能力和創(chuàng)新實踐能力等學習素質(zhì)。通過實驗了解生物的結(jié)構組成和生命活動的規(guī)律,是學習和了解生物學知識的重要途徑,因此,實驗課是生物課教學中重要的組成部分,對學生學好、學會生物學課程起著極其關鍵的作用。
令人遺憾的是,長期以來高中生物學實驗課并沒有發(fā)揮出它應有的作用,以往的高中生物實驗課多是教師嚴格按照教材內(nèi)容,照本宣科地演示實驗內(nèi)容,學生則是被動地觀看、重復整個實驗,教師對學生的考察標準也多是一份實驗報告。這樣的實驗課,學生真正學到的僅僅是一些最基本的實驗操作,但真正需要培養(yǎng)和鍛煉的創(chuàng)新思維和實踐動手能力卻完全沒有得到體現(xiàn)。針對這種情況,“新課改”提出要加強學生的主動學習意識和創(chuàng)新能力,高中生物實驗課探索性教學方式逐漸得到推廣應用。探索性教學,簡而言之就是,學生按照教材所提供的生物實驗主題,收集整理各種思路和方案,自行設計和開展實驗。這樣可有效激發(fā)學生的求知欲,引導學生自主學習,獨立思考并動手實踐,以此培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和自學能力??傮w而言,高中生物實驗課探索性教學的要點有以下幾個方面:
一、要培養(yǎng)學生養(yǎng)成科學的思維習慣,真正學會探索
在生物學發(fā)展的過程中,每個發(fā)現(xiàn)和成就都經(jīng)過了研究者開創(chuàng)性的設想、周密的實驗設計、嚴謹認真的操作、細致的觀察分析以及大量的推理和驗證,正是這些研究孕育了生物學。作為初步系統(tǒng)接受生物學知識的高中生,除了要擁有濃厚的學習興趣和探究生物學領域的好奇心外,還要培養(yǎng)踏實的學習態(tài)度和瀾韉難芯肯骯摺>嚀宥言,教學中要做好以下兩點:
(一)結(jié)合科學家的事跡,啟發(fā)學生,培養(yǎng)學生的科學創(chuàng)新思維能力
以孟德爾兩個遺傳基本規(guī)律的創(chuàng)立為例, 從大膽的設想到實驗方案的確定,從材料和性狀的選擇,統(tǒng)計的方法到結(jié)論的推理驗證,無論哪一環(huán)沒有完善的考慮,那么這兩個奠基經(jīng)典遺傳學的定律就無從談起了。做學問就是如此,光有假說或猜想還不夠,實驗驗證的方法和過程也是至關重要的。
教學中要引導學生參照并學習科學家的思路,踴躍自由地思考、討論,設計嚴謹?shù)膶嶒灧桨福囵B(yǎng)良好的研究習慣。通過這這種方式的教學,使學生不僅學到了知識,同時也鍛煉了自己的科研能力。
(二)培養(yǎng)學生學習科學的研究方法
在教學中,教師應充分地把科學思想和方法結(jié)合到授課中,啟發(fā)學生學習科學的研究方法,并在實踐中得到鍛煉。還以孟德爾之的遺傳學兩大規(guī)律的發(fā)現(xiàn)為例,他在研究時,對復雜的雜交表型,只選取其中一對差異最明顯的性狀觀察記錄,大大簡化了研究的對象和范圍,另外他首次把數(shù)理統(tǒng)計方法引入生物學的研究中,這些研究方法都是學生在自己設計實驗時值得學習和借鑒的。
二、創(chuàng)設或改良探索性實驗,給學生提供更多實踐機會,鼓勵學生主動探究
高中生物課程中很多實驗課內(nèi)容都給學生留有較大的自由度和發(fā)揮空間,教師在教學實踐中可將這些模擬實驗和驗證性實驗設計為探索性實驗教學,為學生提供更多的動腦和動手的機會,將學生的實驗操作由被動重復變?yōu)橹鲃犹骄浚瑥亩行У丶ぐl(fā)學生的求知欲,培養(yǎng)學生的主動學習能力,使學生在探索研究的過程中豐富自己的知識,提高自己的能力。
舉例說明:在觀察植物細胞的有絲分裂各個時期這個實驗的教學中,在完成教程的教學目標后,教師可做適當拓展,引導學生自己做進一步探索性實驗分析:實驗材料為什么選用洋蔥根尖分生區(qū)細胞,其他植物的細胞是否可以?在選用材料時有哪些注意事項?染色體和染色質(zhì)區(qū)別在哪?染色的機理是什么?實驗方法有沒有可改進或簡化的可能?在確定這些問題和實驗目的后,引導學生認真思考、積極討論,鼓勵學生自己動手設計實驗驗證自己的想法進而得出結(jié)論。這樣一來,學生的探究熱情就會被充分調(diào)動起來,積極主動地參與到實驗課中,如果課堂時間充分,教師還可根據(jù)學生們的探索性實驗的結(jié)果,引導學生完整設計一個用其他植物細胞為材料,用其他染色劑染色的實驗。
通過類似以上這樣的實例可發(fā)現(xiàn),學生得到主動在實驗課中探索學習的條件時,是能夠在實驗過程中發(fā)現(xiàn)問題并有效解決問題的,教師在教學過程中貫徹探索性教學的思路,適當設計探究性實驗,會使學生的學習興趣和學習能力得到有效提高,另外,學生在自己通過實驗更好掌握了知識的同時,對自己的信心也會增強,有利于其個性的發(fā)展。
三、學生自主設計探究性實驗時要適當給予指導
教師在實驗教學中應當盡量鼓勵學生運用所學的知識,認真分析,積極主動地進行實驗設計,但也要注意把握好尺度,畢竟高中階段的學生剛剛比較系統(tǒng)地接受生物學知識,知識儲備和分析能力都有限,完全放任而不做適當?shù)闹笇O有可能會讓學生在學習實踐中遇挫或繞彎路,嚴重時會影響他們的學習積極性。教師在高中生物實驗課上進行探索性教學時正確的方式應該是適當指導,有效監(jiān)督,適時鼓勵,合理糾正,要兼顧教授知識和培養(yǎng)能力。
例如,在學習物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗龝r,教師可以通過日常生活的現(xiàn)象進行提問,比如在家包餃子時,媽媽經(jīng)常會把白菜剁碎了放上鹽,靜止一段時間后會出現(xiàn)什么情況?學生通過討論分析以及自己的觀察,可以得出會有水分滲出來的結(jié)論,根據(jù)學生討論的結(jié)果,授課教師可以緊接著提出第二個問題,水為什么會滲出?根據(jù)已有的生物學知識,學生自然會想到是植物細胞中有水分流了出來。然后教師可以追問為什么放鹽后植物細胞會流出水?這一連串的問題刺激了學生們求知和思考愿望。
四、結(jié)語
總之,積極引導學生自己去探索,主動思考問題,設計實驗驗證自己的想法,這樣的探索性實驗課教學比簡單的模擬重復更能培養(yǎng)和提高學生的實驗技能和創(chuàng)新能力,不僅可使學生深刻理解并掌握知識要點,而且激發(fā)了學生學習興趣和熱情,有利于其全面發(fā)展。
參考文獻:
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關鍵詞:高中生物;核心素養(yǎng);培養(yǎng)
中圖分類號:G633.91 文獻標識碼:B 文章編號:1672-1578(2016)12-0300-01
隨著新課改的教學觀念在各個階段教育中的不斷滲透和深入,在高中生物教學中,也要求將培養(yǎng)學生的生物核心素養(yǎng)作為高中生物學科教學的中心任務。學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)和提高不僅對學生自身發(fā)展有著重要的作用,還有利于學生在整個教育過程中的全面綜合發(fā)展,能有效提高學生的學習效率,并幫助學生形成科學、健康的生活方式。
1.高中學生在生物學科中的核心素養(yǎng)體現(xiàn)
高中學生在生物教學中核心素養(yǎng)的培養(yǎng),就是要讓學生對生物學科的知識進行理解掌握,然后以學生掌握的基礎知識為依據(jù),培養(yǎng)學生的知識理解能力和知識探究能力,以此同時還要幫助學生情感態(tài)度的形成和培養(yǎng)。學生核心素養(yǎng)培養(yǎng)中的知識素養(yǎng)是基礎,而核心則是學生各方面能力的培養(yǎng),而價值觀素養(yǎng)和情感態(tài)度的培養(yǎng)則必須建立在知識教育和能力培養(yǎng)之上。
2.在高中生物學科中對學生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的對策
2.1 對學生實踐能力的培養(yǎng)。在高中生物教學中,培養(yǎng)學生的實際動手操作能力是一項非常重要的教學任務。大家都知道,在高中生物教學中有很多實驗教學版塊,如果在生物教學過程中能增加學生親自動手的教學機會,學生就能從試驗過程中培養(yǎng)并提高自身的實踐操作能力。培養(yǎng)實踐操作能力的主要措施就是,老師將學生進行分組,讓學生根據(jù)教材中提供的實驗,獨立或者小組之間協(xié)作完成實驗操作,在培養(yǎng)學生動手能力的同時,也給予了學生獨立思考的空間和機會,實驗的成功與否都能讓學生加深實驗涉及到的知識內(nèi)容,并且能鍛煉學生的思維方式和觀察能力。所謂盡信書不如無書,老師可以引導學生自己進行實驗設計,并自己動手按照自己的想法去證實實驗結(jié)果,當學生在實驗中出現(xiàn)操作失誤導致結(jié)果有誤差的時候,老師再引導學生去分析失誤的原因,并引導學生重復進行實驗,直到將結(jié)果得以驗證為止。培養(yǎng)學生的實踐操作能力,能很大程度的提高學生自身的核心素養(yǎng)。
2.2 在高中生物教學中培養(yǎng)學生的探究精神。由于高中生物是一門有很多實驗的學科,所以這就為培養(yǎng)學生探究精神奠定了良好基礎。在教學過程中,老師應該將學校給予的教學資源與學生的實際學習情況相結(jié)合,將探究教學方法融入到生物教學中,實施創(chuàng)造性探究教學策略。具體的探究式教學方法可以這樣進行操作:根據(jù)相關教學內(nèi)容向?qū)W生提出問題,并作出有效假設,然后根據(jù)假設進行實驗設計,接著引導學生進行假設驗證,然后得出實驗結(jié)論,再組織學生進行合作交流。這樣的探究教學方式能培養(yǎng)學生對問題解決意識的形成,并充分給予學生自主想象、自主思維和自主實踐的機會,學生在這樣的學習氛圍中能極大的激發(fā)自身的學習興趣,從而進行主動學習,這是高中生物教學中對學生核心素質(zhì)培養(yǎng)的重中之重。老師在實施研究教學的過程中起到的作用主要就是引導,引導學生對資料的自主收集、引導學生之間積極交流,引導鼓勵學生大膽將自己的觀點發(fā)表出來,引導學生利用自身的知識解決實際問題。
2.3 在教育教學^程中,各學科之間的相互聯(lián)系在素質(zhì)教育的實施中越來越緊密。高中生物學科中涉及到的很多知識點都要用其它學科的知識來進行學習解答。比如,在學習葉綠體知識點的時候,就涉及到用化學方法來解決葉綠體色素的提取和分離。再比如,在生物中學習分泌蛋白知識點的時候,就要涉及到用物理方法來實現(xiàn)分泌蛋白的分泌過程。而且在高中生物教學中運用哲學講述教學原理的知識點也很多。在高中生物教學過程中,在解決生物中的問題時運用其他學科的知識進行解決,這不僅能幫助學生對生物知識進行有效的掌握,還能幫助學生提升自身的綜合素質(zhì)能力,這對培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)有較大的幫助。但是要注意的是,在運用其他學科知識進行生物問題的解決時,要以不減弱,或者強化生物教學知識為前提。
2.4 要培養(yǎng)提升學生的核心素養(yǎng),首先需要老師具備過硬的學科素養(yǎng)。老師作為知識的傳播者,要培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng),高效完成教學任務,就必須不斷加強自身的核心素養(yǎng)。高中生物老師自身核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是非常關鍵的,只有老師具備強大的師德素養(yǎng),才能提高自身的事業(yè)心,在自身的工作崗位上積極奉獻的老師才能培養(yǎng)學生的各方面素質(zhì),才能教育好學生。老師在執(zhí)教過程中,不僅僅要督促學生不斷學習知識充實自己,老師自身也要不斷學習充電,才能不斷提升自身素質(zhì),才能在教學過程中高效完成教學任務。高中生物老師還應該具備從教材中挖掘新知識點的核心素養(yǎng),將學科中與其他學科有關聯(lián)的知識點進行整理,然后運用這些知識點不斷提高自身的核心素養(yǎng),以及培養(yǎng)提高學生的生物核心素養(yǎng)。
總而言之,高中學生在生物教學過程中的核心素養(yǎng)不是一朝一夕的事,需要教師改變傳統(tǒng)的教學方式,并建立一個長期的教學系統(tǒng)。在引導學生理解高中生物教學目標的同時,采用探索式教學方法進行教學內(nèi)容的講解,再利用眾多的教學實驗培養(yǎng)學生的實踐操作能力,并將不同學科之間聯(lián)系起來進行教學以提高學生的綜合素質(zhì),并幫助學生形成自主學習的良好學習習慣。
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