◆符立松
在新課程理念的指導(dǎo)下,高中生物教師必須加強對學(xué)生進行科學(xué)探究方法的指導(dǎo),提高學(xué)生的探究效率,全面落實教學(xué)目標(biāo)。
實驗教學(xué)是生物教學(xué)的重要組成部分。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式比較單一,隨著新課程改革的不斷深入和教學(xué)資源的不斷完善,現(xiàn)在的實驗教學(xué)越來越體現(xiàn)新課程理念。下面以具體的實驗為例,談一下探究性實驗教學(xué)的點滴做法。
“葉綠體中色素的提取和分離”這個實驗是傳統(tǒng)生物實驗。過去教學(xué)中多為驗證性實驗,簡單易懂。而今進行的“葉綠體中色素的種類和顏色”的探究,教師對實驗原理給予簡要引導(dǎo)和說明,學(xué)生根據(jù)已有的經(jīng)驗,對葉綠體色素的種類有個初步的了解,但沒有親手提取過各種色素。因此,學(xué)生對親自提取色素有著非常濃厚的興趣和渴望。
通過實驗探索使學(xué)生學(xué)會提取、分離葉綠體中色素的方法,能合理地完成操作過程;探究葉綠體中的色素的種類、顏色及各種色素在層析液中溶解度的大小比較;提高觀察、判斷、分析等思維能力;學(xué)會對本實驗中出現(xiàn)的相關(guān)問題做出正確的評價和分析,激發(fā)學(xué)生對生物學(xué)科的興趣。
在探究式教學(xué)過程中,教師先通過提問引入課題。要求學(xué)生思考:高等植物的葉綠體為什么能進行光合作用?把二氧化碳和水合成有機物呢?學(xué)生結(jié)合前面學(xué)過的葉綠體中色素的種類和分布說出:葉肉細胞中有葉綠體,葉綠體中的色素能吸收傳遞和轉(zhuǎn)化光能。
教師適當(dāng)引導(dǎo):以前我們學(xué)的色素的種類只是大體上分的,那么葉綠體中具體有那幾種色素呢?都是什么顏色呢?今天我們就親自通過實驗探索來弄清葉綠體中色素的種類和顏色。通過引入,引導(dǎo)學(xué)生雖然不知道葉綠體中色素的具體種類,相信通過自己的探究能夠明白其中的理論知識。
1)師生共同分析下列問題:哪種植物什么部分做實驗材料最好?色素分布于葉肉細胞葉綠體的囊狀結(jié)構(gòu)薄膜上,怎樣將色素提取出來呢?要想將色素提取出來,必須將細胞弄破,怎樣弄破細胞而又不破壞色素分子呢?色素是哪種物質(zhì),怎樣將色素溶解出來呢?
2)師生共同分析得出科學(xué)探究的正確方法:弄破細胞用研磨法;色素是有機物,必須溶解于有機溶劑,常用的有機溶劑有酒精、丙酮;要想研磨充分可以加適量二氧化硅;不破壞色素分子加適量碳酸鈣;等等。這些實驗過程涉及的問題不是教師直接傳授給學(xué)生的,而是通過教師引導(dǎo)由學(xué)生探究得出的,有效培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識。
3)實驗的操作。學(xué)生探究實驗過程,此時教師要巡視學(xué)生實驗操作的過程,及時糾正不規(guī)范操作,使學(xué)生在科學(xué)的引導(dǎo)下進行自主探究。
4)實驗結(jié)果的分析。學(xué)生操作結(jié)束,要求學(xué)生對得到的濾液進行比較,會發(fā)現(xiàn)有的學(xué)生得到的濾液很淺。經(jīng)分析得出結(jié)論:選用的綠葉數(shù)量少,葉片剪切塊過大,研磨不充分,丙酮加的過量等,都可是濾液顏色很淺的原因。
1)師生共同分析下列問題:從我們得到的濾液看,能知道含有幾種色素嗎?要想知道含有幾種色素應(yīng)該怎么辦?要想把不同的色素分離出來,怎樣操作?用什么藥品能到達實驗的目的?
學(xué)生會想出很多方法,對于不恰當(dāng)?shù)姆椒◣熒餐治鲈?,得出正確的方法。如單純從濾液看,根本不知道色素的種類,要想弄清楚色素的種類,必須把濾液中的色素分離出來,經(jīng)過觀察顏色才能確定;分離色素,根據(jù)葉綠體中的色素在層析液中溶解度不同,從而分布在濾紙的不同部位,也就將不同色素分離開了。
2)實驗操作。教師強調(diào)一些注意事項,學(xué)生開始實驗探究,教師要巡視學(xué)生實驗操作過程,及時糾正不規(guī)范的操作,對共性問題及時更正。
3)實驗結(jié)果的分析。
①正確結(jié)果的分析。絕大部分學(xué)生能夠進行科學(xué)分析,得出正確的探究結(jié)論,是教學(xué)過程的重要環(huán)節(jié)之一。這個教學(xué)環(huán)節(jié)的組織程序是:讓學(xué)生準(zhǔn)確地描述出濾紙條上各條色素帶的色澤;說出濾紙條上各種色素名稱及含量對比。
②錯誤的結(jié)果分析。實驗結(jié)果中,有一部分學(xué)生的濾紙條上的色素帶不明顯,分辨不出色素帶的顏色種類。師生共同分析原因,可能是濾液細線劃得不規(guī)范或濾液細線觸到層析液等原因。
1)本節(jié)課設(shè)計中,變學(xué)生的驗證性實驗為探索性實驗,貫穿于教學(xué)實驗中,實驗原理和方法都是由學(xué)生自主探究得到的。通過這一方法的改變,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維,提高了學(xué)生的實驗素養(yǎng)。
2)本節(jié)課的教學(xué)中,注重體現(xiàn)教師的主導(dǎo)和學(xué)生的主體作用,每一個問題都由教師引導(dǎo)提出,再經(jīng)過師生的共同分析使學(xué)生明確實驗原理和方法,并對探索的思路予以啟發(fā)和引導(dǎo)。這樣,整個教學(xué)過程是主動的,充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識。
3)本節(jié)課將新授內(nèi)容和實驗融為一體,邊講邊實驗,邊實驗邊分析結(jié)果,培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)散思維和解決問題的能力,充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,激發(fā)了創(chuàng)造性,促進了學(xué)生思維能力的發(fā)展。
隨著新課程改革的不斷深入,植物組織培養(yǎng)實驗教學(xué)走進高中生物課堂。通過多年的探究,很多學(xué)生能夠親手接種無菌苗,并成功培育出矮牽牛、紫羅蘭、百合等大量的苗木,從師生對組培的朦朧、神秘,到師生的熟練操作、進行課題研究,遇到過許多困難,有過許多困惑,同時也總結(jié)出許多經(jīng)驗,取得一點點成績。
利用雙周二下午七、八節(jié)時間,每班找4個有興趣又有責(zé)任心的學(xué)生作為小組成員。先讓興趣小組的學(xué)生了解整個組培實驗流程,根據(jù)學(xué)生興趣愛好,自己選擇課題。通過幾個學(xué)期的探究,如今興趣小組學(xué)生已經(jīng)能獨立配母液、熬培養(yǎng)基,通過上網(wǎng)查找培養(yǎng)基配方,調(diào)配激素比例、pH值等,分組實驗時還能像教師一樣示范指導(dǎo)。
根據(jù)學(xué)校的實際情況,由兩位教師配合授課:首先由一名教師在組培室對面的實驗室,利用多媒體講述理論知識,重點講接種方法,并演示母液配制、培養(yǎng)基的熬制和分裝;講完后,學(xué)生分組進行接種實驗,課外活動小組學(xué)生指導(dǎo)接種方法。在第一、二組學(xué)生接種的過程中,第三、四組學(xué)生先整理教學(xué)案,總結(jié)培養(yǎng)基的成分,思考植物體細胞發(fā)育成完整植株需要的條件,看資料分析,總結(jié)影響植物組織培養(yǎng)的因素等;在第三、四組學(xué)生接種的過程中,第一、二組學(xué)生重復(fù)上述內(nèi)容。所有學(xué)生都接種完成后,共同進行問題探究,并完成鞏固練習(xí)——高考真題,提升應(yīng)用能力。
1)充分利用未凝固的培養(yǎng)基。第一次配培養(yǎng)基時,因pH值調(diào)得偏低未凝固,就毫不猶豫地倒掉了;還有一次配百合培養(yǎng)基,雖然成膏體但仍能流動,而分組實驗馬上就要開始,來不及配新培養(yǎng)基,臨時決定接種不敏感的煙草,結(jié)果長勢良好。
2)桶裝水代替蒸餾水。開始用涼白開水配母液和培養(yǎng)基,但接種苗感染嚴(yán)重。如果實驗室沒配蒸餾水機,可以用桶裝水代替蒸餾水,既經(jīng)濟效果又很好。
總之,探究性實驗教學(xué)沒有固定的模式,只要有利于學(xué)生的終身發(fā)展,有利于教學(xué)改革的不斷深入,有利于提高學(xué)生的生物實驗素養(yǎng),教師就應(yīng)該大膽放手,讓每一位學(xué)生都能參到探究活動中來,落實學(xué)生的主體地位,實現(xiàn)三維教學(xué)目標(biāo)。
[1]李承純.《葉綠體色素提取與分離》實驗教學(xué)探索[EB/OL].http://www.worlduc.com/blog2012.aspx?bid=1102482.