摘 要:實驗教學要注意領會實驗的意義,不能背離課程理念,否則會出現(xiàn)各種疏誤。結合新課程理念,提出了生物學實驗創(chuàng)新的幾點體會。
關鍵詞:生物實驗;創(chuàng)新設計;課程理念;實驗分析;疏誤
湖南省郴州市教育裝備處2010年下學期舉行了第二屆中學生物學教師實驗技能比賽,鼓勵參賽者進行創(chuàng)新設計或對教材實驗進行改進。多數(shù)參賽者在實驗的創(chuàng)新設計或改進方面有良好的表現(xiàn),也有部分教師由于對課程理念、課程標準和實驗目的認識不足而在創(chuàng)新設計方面出現(xiàn)疏誤。對參賽者的疏誤進行反思,筆者總結出生物學實驗創(chuàng)新設計的幾點體會。
一、對實驗的改進要符合課程理念
教材安排的“探究饅頭在口腔中的變化”實驗,有利于學生獲得真實的生活體驗。有位教師將此改為“探究α-淀粉酶對饅頭的消化”并陳述了改變的理由,理由是“學生取唾液感覺惡心”和“唾液因人而異增加了一個無關變量”。但這一“改進”及其理由未得到評委的認同。評委點評時堅持這個實驗應該使用唾液,并提出同一小組學生的唾液混合后再使用可以避免“因人而異”的可能差異,還建議教師應該設法消除學生取唾液感到惡心這一可能的心理障礙,培養(yǎng)學生的科學態(tài)度,使學生獲得真實的體驗。
把“探究饅頭在口腔中的變化”改為“探究α-淀粉酶對饅頭的消化”、把“同樣方法調查草地中某種雙子葉植物的種群密度”改為在實驗室進行的模擬實驗。這類“改進”都忽視了探究的真實,背離了新課程理念。本來容易做的實驗或實習,遇到一點本可以克服的困難,就對實驗目標與實驗操作大打折扣,課程標準“倡導探究性學習”的基本理念將如何落實?
二、領會原實驗操作程序的含義,才能設計出好的實驗教學方案
教材安排的絕大多數(shù)實驗有其科學含義,如“探究鼠婦對光的反應”。因為鼠婦受驚可能會假死,實驗中容易受到聲音的干擾。故教材建議每班分6~8組、每組測10次,全班一共測60~80次,得到的實驗結果是能夠排除干擾而可信的?!岸啻螠y試”這一環(huán)節(jié)是統(tǒng)計學基本方法,承載有探究實驗方法訓練的目標。有的教師用“探究鯽魚對氧氣的反應”替代“探究鼠婦對光的反應”,這一替換忽視了原實驗訓練學習排除干擾的實驗方法的目的。因此,教師對教材安排的實驗進行改變,要先進行教學研究,只有掌握實驗原理、方法,理解實驗的目的與意義,才能設計出好的改進實驗的教學方案。
三、嚴謹?shù)膶嶒灧治鍪窃鰪妼嶒炚n教學有效性的保障
實驗教學的實驗分析環(huán)節(jié),是培養(yǎng)學生科學思維能力的重要途徑,教師應該以適當?shù)姆椒ㄒ龑W生嚴謹?shù)剡M行實驗分析。
新教材對“探究種子萌發(fā)的外界條件”實驗做了改進,但部分教師仍然采用類似舊教材的裝置圖進行演示講解。在演示過程中僅對實驗條件和結果作簡單陳述后就輕率地下結論:“只有A燒杯中間的種子萌發(fā),這個實驗說明種子的萌發(fā)要同時滿足3個外界條件:一定的水分、充足的空氣和適宜的溫度”,這犯了籠統(tǒng)作出結論的錯誤。
有的實驗,其總結論由幾個分結論組成。分析這類實驗時,要先逐項條件分析得出一一對應的分結論,再推導出總結論。如果對種子萌發(fā)條件的實驗簡單分析為“A1缺水、A3缺少空氣、A1~A3溫度適宜,所以,種子萌發(fā)所需外界條件為水分、空氣和適宜的溫度”是粗淺的,應該引導學生對比分析,即:A1與A2對比后導出水分條件,A3與A2對比后導出空氣條件,B2與A2對比后導出溫度條件,最后小結。引導學生對比分析,可使學生既理解實驗結果又了解對比實驗原理。嚴格的對比分析導出的結論才最可靠,若將B1與A2對比,就不能肯定B1不萌發(fā)是水分的影響還是溫度的影響。由此可見,在做實驗分析時,籠統(tǒng)地作出實驗結論有失嚴謹,是不利于培養(yǎng)學生科學思維方法的。如果將七年級上冊“植物呼吸作用的演示實驗”3個相關小實驗合為一套裝置,不要忘了分步設問或提問引導討論分析結果。其實,初一學生的科學分析能力較低,采取逐項分析、逐步推進的方法有助于低年級學生認識科學事實和科學原理。
在教學中,實驗分析是教學方法、思維方法和科學知識的綜合運用,是啟發(fā)學生思維與發(fā)展學生能力的重要途徑,實驗分析的任何疏忽與失誤,都是同素質教育的原則與目標背道而馳的。因此,教師應認真、科學、有效地引導學生進行實驗分析,還應設置新穎的實驗情境訓練學生,使實驗分析成為實驗教學過程中的點睛之筆。
四、學生分組實驗的可操作性是針對全體學生而言的
有位教師做“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗,為了在實驗創(chuàng)新設計方面有所作為,改用排水法比較產(chǎn)生氧氣的速度。原實驗操作方便,只需觀察氣泡的產(chǎn)生情況即可,實驗現(xiàn)象明顯可靠。如果非要追求完美的量化,就只會越弄越復雜。雖然設計是科學的,但自身在演示操作過程中因氣密性問題出錯而未成功,繁瑣的操作怎么面向全體學生?由簡到繁的“實驗改進”是不可取的。
總而言之,成功的實驗教學,應該是在課程理念與教育教學原則的指導下,在掌握實驗原理、方法,理解實驗目的與意義的基礎上,才能夠實現(xiàn)的。
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