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中学生物实验教学中如何实施素质教育

作者:原创论文网 时间:2011-12-17 15:22 加入收藏

  [摘 要]生物学是一门以实验为基础的自然科学,许多生物现象、各种生物结构及许多生物学理论都是通过实验得到解释、验证和总结。因此,生物学实验教学应着重培养学生的实践能力、应用能力与创新能力,包括培养学生良好的观察习惯、动手能力、想象能力和创造能力,重视实验结果分析,提高分析问与解决问题的能力,使学生养成较好的科学实验素养、理论联系实际与实事求是的科学作风及严肃认真的科学态度。

  [关键词]中学;生物实验教学;素质教育

  生物学是一门以实验为基础的自然科学,许多生物现象,只有通过实验才能得到解释,各种生物结构,必须通过实验才能观察清楚。生物学理论也是人们通过实验总结出来的,许多新成就无不源于生物实验,中学生物教材的很多原理、结论都要通过实验来进行论证。因此,生物实验教学在生物教学中有其重要的作用。素质教育核心是培养学生实践能力、应用能力和创新精神,由于实验教学有其独特的教学特点和教学手段,因此在素质教育中的作用受到特别的重视。从2000年以来,我们就如何在生物实验教学中培养学生的创新能力,提高学生的综合素质,从理论和实践上进行了认真的分析和探索,取得了一定的经验和体会。

  一、培养学生良好的观察习惯和品质

  科学研究问题的基本流程是观察现象--提出问题--设计实验--得出结论。所以良好的观察习惯是学生应该具备的一种基本技能。

  (一)培养勤于观察的习惯

  生理学家巴甫洛夫曾经提出"观察、观察、再观察"的名言,说明科学知识来自于实践,实践中养成勤于观察的习惯,对学生学好生物学知识有很大帮助。培养学生勤于观察应从培养学生观察的积极性入手。很难想象一个学生对某一事物毫无兴趣而去主动观察的。浓厚的学习兴趣,是启迪学生求知欲望,培养学生观察能力的重要手段。如教学中观察叶的形态,把学生带到丰富多彩的大自然中去采集植物的叶。教师重点指导学生认识各种各样叶的外形和特征,要求学生观察叶的颜色和大小;观察叶的形状;认识叶是由哪些部分组成的;闻一闻叶的气味。充分调动学生的多种感官参与活动,使学生在大自然的熏陶中提高能力,增长知识。

  (二)培养综合观察习惯

  学生对观察对象的观察往往缺乏思考分析,看不到观察对象之间的内在关系。因此,实验教学中应培养学生综合观察习惯。例如,观察生态系统中的食物链,不能只停留在某一事物或某一现象的发生,而应进行综合观察,才能认识食物链的结构,即生产者、消费者和分解者三者之间的关系。

  (三)培养全面记录习惯

  学生的观察往往带有随意性,观察过的现象是不全面的、表面的,培养学生及时作全面记录的习惯尤其重要。教师应指导学生先观察什么,然后观察什么,怎样观察,应注意什么,把观察到的实验现象及时记录下来,这样的观察结果才真实、全面,培养学生实事求是的科学态度,不弄虚作假。如观察鸟类的多样性,带领学生对鸟类标本进行全面观察,记录鸟的形态、爪的类型、喙的形态、翅膀的大小和形状,为学习文化知识提供真实、丰富的材料。

  (四)培养稳定的观察心理

  要使学生通过观察真正认识到过去所不认识的东西,发现过去所没有注意到的现象,培养学生认真、细致地观察,形成稳定的观察心理。农村的山川、河流、田野开阔,动、植物种类繁多,资源相当丰富,可让学生对周边事物进行认真、细致地观察。如观察蚂蚁的行为,蜘蛛的生活习性,蚕的生活史,鱼的生活习性及家畜、家禽的行为等等。通过这样认真细致观察,既为今后学习提供重要材料,还可以提高学习能力。有些实验现象的发生需要一定的时间,这就要求学生有耐心观察的心理品质。如观察唾液淀粉酶对淀粉消化作用时,由于唾液淀粉酶对淀粉的消化作用需要适宜的温度和一定时间,这就要求学生要有耐心。有些实验现象一触即发,瞬间消失,需要培养学生具有敏锐的观察心理。

  二、通过开放式教学,培养学生的动手能力

  传统的实验教学模式可以概述为按部就班。这种教学没有给学生留下积极思维的空间和余地,创新机会较少,抑制了学生的主动性和独立性,这就要求要改变传统的教学方法,允许打破常规、走出课堂,采用开放式教学,培养和提高学生的各种能力。开放式教学主要是对学生进行实验教学过程中,让学生积极主动参与进去,教师结合具体实验,教会学生一些基本的实验研究方法,然后让他们自己去主动查找资料,弄清实验原理,选择合适的实验材料和实验方法。例如高中生物必修课本中有好几个实验都要用到洋葱根,洋葱根的培养就可由学生自己来完成。除了按书上的方法培养外,也可尝试其它的培养方法,如/沙培法0等。在这过程中,学生能体会到培养洋葱根过程中应注意哪些问题。又如,在做/渗透作用0这一实验前,/半透膜0的材料也可由学生自己寻找。一般用的是动物膀胱膜,而获得膀胱膜并不十分容易。能否采用其他材料作半透膜呢?有人可能会想到用鸡蛋膜、玻璃纸或鱼鳔等,不妨把这些材料都找出来,逐个试验,结果会发现鸡蛋膜和鱼鳔是较为理想的实验材料,这样不仅可使学生获得某种程度上的成就感,也培养了学生的动手能力。同时也要重视课外实验教学,它能打破课堂中的条条框框,不受课堂教学中的时间、空间等方面的约束,完全是一种以学生为主体的教学方式。生物课外实验比课堂教学更具有实践性、自主性、广泛性和灵活性等特点,也不受教学计划和教材内容上的限制,对培养学生的独立能力、实践能力、观察能力、思维能力等综合素质方面具有独特效果。同时,课外实验活动也为学生提供科学实践的机会,因为整个课外实验教学活动都可以由学生自主地独立完成,包括课题的选择、课题实验设计、实验报告写作等各个方面,都是由学生个人或一个小组完成,而在整个过程教师只是提供某些资料,或者对一些实验的技术进行指导,处于服务地位。

  三、设计实验,培养学生的创造能力

  实验一般可分为技能型、验证型和探索型,其中探索型实验最能培养学生的创造能力。在平时的生物学实验中,教师可有意渗透实验设计的一般原理与方法的教育,在一定程度上把验证性、演示性的实验改为探索性实验、研究性实验,鼓励学生自己设计具体的实验。在实验过程中,从实验构思到实验方案的设计,从实验结果的分析到实验报告的完成,每个程序和环节都需要进行思维活动和实践。因此,教师要充分利用实验的教育功能,把学生带入发现问题的情境中,在实验操作过程中培养他们的思维能力,激发学生的思维积极性,帮助学生掌握科学研究的基本过程,培养学生思维的逻辑性,能正确运用概念,以判断、推理的形式进行思维和结果表达。因此,培养学生在运用所学的知识、技能和已有的经验、能力去发现未知的问题,进行思考和解决问题的过程,也是培养学生建立起初步的研究能力和创新能力过程。例如,在/酶的特性0实验教学过程中,采用诱思探究方法,给学生提供实验材料、工具以及相关资料,分组自行设计实验方案进行实验、探究、讨论,最后得出结论:酶的催化特点是高效性、专一性,易受外界条件的影响。这样变过去的验证性实验为探索性实验,变过去的接受性学习为合作性学习、探究性学习,通过这一探索性实验,既提高了学生的动手能力,又提高学生的思维、分析、综合能力,培养学生的合作、探索精神和实验创新能力,从而提高学生的科学素质。将验证性实验改为探索性实验,应考虑三个条件:一是教材内容难易适中;二是学生对进行探索性实验要有准备;三是教师要有充裕的时间采用研究探索法教学,而且很好掌握实验探索教学法。

  四、重视实验结果分析,提高分析问题和解决问题的能力

  实验完成后对实验结果的分析也是提高学生能力的重要环节,对实验现象明显,效果好的装片,让全班学生对比看,对实验效果差的同学,不急于指出毛病出在哪,而帮助他们分析没能达到预期效果的各种可能情况,让他们自己找出失败的原因,从而提高学生分析问题的能力。例如,洋葱根尖有丝分裂装片在显微镜下观察,看到有的细胞重叠在一起,看不清每个细胞的形态,让学生分析可能是哪一步骤出现错误,通过分析,学生得出原因可能有两方面,一是解离时间短,二是制片过程压片没压好。在同一实验中细胞有时会出现颜色过浅,学生会分析出可能是漂洗和染色时间短所致,通过对实验结果的分析也培养了学生严谨的学习态度。在今后的实验中,学生都能认真对待每一步骤,主动提出问题,如某一步骤为什么要这样操作,如不这样会怎样,对实验的某一步进行改革,增强了学生实验的兴趣,也培养了解决实验问题的能力,例如在叶绿体色素的提取和分离实验中,划滤液细线是难题,用书本说的毛细吸管划,往往一次很难成功,但学生有的用废油笔去划,有的用盖玻片边缘去划,得到的效果更好。在植物细胞壁分离和原实验中,用1摩尔KNO3溶液代替30%蔗糖溶液,质量分离速度较快,而且便于实验后的清洗,还有的同学在实验中加入红墨水,通过染色,效果更好。所以我鼓励学生敢于对实验进行改革,使学生获得了成功的喜悦,增强了兴趣,同时也提高了能力。

  五、通过画图、识图,培养学生想象能力

  教材中各种各样的结构图、坐标图、细胞图等都是从画图、识图及图像与实物转化的角度,训练学生对生物规律掌握的程度的,换句话说,也就是靠想象来认识生物规律,然后靠作图来进行分析、判断的。如酶的活性受温度和PH值的影响,可以通过坐标图形来分析,将实验结果描述于图形中。

  "叶绿体中色素的提取和分离"这一实验,可将色素种类以及含量描述于四条色素带中。这样可以加深学生的理解和丰富学生的想象力。从上述例子中可以看出,想象使学生头脑中出现一些超乎他们自己经验的形象;由于想象的材料来源于实践并与感知、记忆密切相关,因此教师应引导学生运用画图、识图、观察图表和模型等,来帮助学生对没有直接感知过的,或根本不能直接感知的事物,产生清晰的表象,以开拓学生的思路,扩大知识范围,促进学生想象能力发展。

  通过生物实验,不但要达到教材对每一个实验提出的实验目的,进行常规的验证性的实验教育,还要培养学生的科学实验素养与理论联系实际和实事求是的科学作风及严肃认真一丝不苟的科学态度,更重要的是通过对分组实验、课堂演示实验、课外小实验以及日常生活中生物现象的严密观察和思考,培养学生的探索精神和创新能力。

  参考文献

  [1]朱正威、赵占良。遗传与进化[M].北京:人民教育出版社, 2004年

  [2]吴相钰、刘恩山。遗传与进化[M].杭州:浙江科学技术出版社, 2005年

  [3]张新时。遗传与进化[M].北京:中国地图出版社, 2004年


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