曾鵬光
摘要:農(nóng)村中學(xué)在生物學(xué)教學(xué)中如何利用現(xiàn)有的教育資源和條件有效地開展生物實驗、實施生物新課程,是我們在新課程改革中需要研究和解決的問題.實驗課教學(xué)效率不高、教學(xué)效果不佳,是農(nóng)村中學(xué)生物學(xué)課堂教學(xué)最薄弱的一環(huán).本文通過對農(nóng)村中學(xué)生物學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查和分析,并對如何有效地開展生物學(xué)實驗教學(xué)提出一些對策.
關(guān)鍵詞:農(nóng)村中學(xué);實驗教學(xué);現(xiàn)狀分析;對策
生物學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué),因此,生物學(xué)教學(xué)離不開實驗.通過實驗不僅可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)生物的積極性和主動性,還可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和嫻熟的實驗技能.在農(nóng)村中學(xué),生物實驗教學(xué)的狀況普遍不容樂觀,如硬件設(shè)備的制約,觀念落后,知識體系陳舊,演示實驗和學(xué)生實驗嚴(yán)重不足,實驗課教學(xué)存在的這許多問題,致使實驗課教學(xué)效率不高、教學(xué)效果不佳,實驗課教學(xué)未能很好的開展.本文對農(nóng)村中學(xué)生物學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析,并對如何有效開展實驗教學(xué)提出個人的一些看法.
一、農(nóng)村中學(xué)生物學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀分析
本人利用課余時間走訪了揭陽市的20多所農(nóng)村中學(xué),發(fā)現(xiàn)很多學(xué)校的實驗教學(xué)設(shè)備落后,大多數(shù)都沒有專門的生物實驗室,實驗儀器欠缺,設(shè)備不足;多數(shù)學(xué)校教師只有課本和教參而已,教學(xué)手段單一、落后,一支粉筆一本教材打天下,課堂上只是“空對空”地講;有許多教師認(rèn)為,“做實驗不如講實驗”,“講實驗不如背實驗”,對實驗原理、材料用具、試劑、過程、現(xiàn)象、注意事項等等,該讓學(xué)生劃的就劃,該讓學(xué)生背的就背,于是,生物學(xué)實驗課往往通過教師“講實驗”和學(xué)生“背實驗”的方式來完成的.這樣的“實驗課”完全失去了其原本的價值,生物學(xué)課也因此失去了其應(yīng)有的特點.
其實在農(nóng)村中學(xué),平時課堂上學(xué)生很難見到應(yīng)該見到的實驗,學(xué)生實驗也不做.而造成這樣現(xiàn)象的原因有很多,如由于實驗材料選擇不當(dāng),操作手段不嚴(yán)密,試劑配制不合理等原因,往往導(dǎo)致實驗現(xiàn)象不明顯,與預(yù)期結(jié)果不符,不僅使學(xué)生對知識的理解產(chǎn)生了偏差,而且實驗成功率的降低也使學(xué)生無法體會到經(jīng)過努力而成功的樂趣,學(xué)習(xí)生物科的積極性也就無法提高.
實際上,在新一輪課程改革中,對于生物教材安排的實驗,教師應(yīng)在課堂上做演示實驗,甚至讓學(xué)生自己動手做.利用平常易于尋找、易于實驗的物品,開展課后小實驗、小制作、小科研的活動.例如,利用易拉罐、礦泉水瓶,可以進(jìn)行花卉的無土栽培實驗以及一些生長素的系列實驗,這樣不僅學(xué)生易于實驗,而且效果明顯.因此,有效地開展生物學(xué)實驗教學(xué)是開展素質(zhì)教育的重要途徑,也是當(dāng)前新課程改革的一項重要任務(wù).針對上述的現(xiàn)狀,下面筆者談?wù)勗谵r(nóng)村中學(xué)如何有效開展生物學(xué)實驗教學(xué).
二、有效開展生物學(xué)實驗教學(xué)的對策
(一)切實改變現(xiàn)有的教學(xué)手段、教學(xué)方法,是有效開展生物學(xué)實驗教學(xué)的保障.
教育主管部門和學(xué)校應(yīng)加大實驗教學(xué)方面的指導(dǎo)、督促力度,通過開展教師實驗操作技能比賽達(dá)到“以賽促學(xué)、以學(xué)促教”的目的,在此基礎(chǔ)上,可開展一些簡單、易行的學(xué)生實驗比賽,利用學(xué)生日常生活常見的動植物進(jìn)行一些觀察性實驗、驗證性實驗和探究性實驗,例如在對植物進(jìn)行觀察、識別、分類時,可采集一些常見的植物(蔬菜、瓜果、中草藥等)進(jìn)行觀察、識別、分類,不僅方便易取,而且又可以提高學(xué)生對潮汕中草藥價值的認(rèn)識.在觀察和認(rèn)識魚類方面,可利用常見的鯽魚進(jìn)行解剖和觀察,利用魚骨頭進(jìn)行骨的成分鑒定,同時也可進(jìn)行唾液淀粉酶對淀粉的消化作用的實驗等.通過簡單的實驗,讓學(xué)生了解實驗的原理、方法、步驟以及注意事項,培養(yǎng)學(xué)生在實驗中善于對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行觀察,記錄和深入分析的能力,同時也能從中得出正確的結(jié)論.這樣不僅能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和興趣,培養(yǎng)其良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,還能提高他們的動手操作能力.
(二)生物學(xué)教師不斷學(xué)習(xí),更新教育理念,是有效開展生物學(xué)實驗教學(xué)的關(guān)鍵.
當(dāng)前仍有一部分農(nóng)村中學(xué),客觀上存在生物學(xué)專業(yè)教師隊伍薄弱、學(xué)校實驗設(shè)施簡陋、班級人數(shù)過多等因素.主觀上存在學(xué)科地位低、應(yīng)試教育依然存在、教學(xué)方法還比較落后、實驗教學(xué)不夠深入,甚至把做實驗變成學(xué)實驗、講實驗的現(xiàn)狀.為了跟上時代發(fā)展的步伐,改變生物學(xué)實驗的現(xiàn)狀,作為生物學(xué)教師,應(yīng)不斷學(xué)習(xí)領(lǐng)會當(dāng)前生物學(xué)的改革精神,以全新的視角審視生物學(xué)實驗教學(xué).不斷總結(jié)實驗教學(xué)經(jīng)驗,改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)手段,如在課堂教學(xué)過程中增加演示實驗,嘗試做實驗條件的創(chuàng)新、實驗方法的創(chuàng)新,把某些驗證性實驗改為探究性實驗,把課本中的問題設(shè)計為課外實驗,增加生物學(xué)第二課堂,盡可能地采用現(xiàn)代化教學(xué)手段去進(jìn)行實驗教學(xué).不斷加強業(yè)務(wù)學(xué)習(xí),提高自然科學(xué)素質(zhì),要多接觸大自然,充分利用農(nóng)村生物實驗資源,多開展教研活動,努力提高自然科學(xué)素質(zhì),達(dá)到有效進(jìn)行實驗的水平.
(三)改進(jìn)實驗方法,不斷提高實驗教學(xué)質(zhì)量,是有效開展生物學(xué)實驗教學(xué)的捷徑.
采集方便、效果明顯的實驗材料,改進(jìn)實驗方法,不斷提高實驗教學(xué)質(zhì)量.以下是對某些實驗的一些改進(jìn):
1.利用農(nóng)村豐富的實驗材料,有效開展實驗教學(xué)
生物學(xué)實驗材料的適當(dāng)選擇是實驗成敗的關(guān)鍵.由于我國地域遼闊,不同地區(qū)的環(huán)境條件千差萬別,使得課本上的某些實驗所用的實驗材料在當(dāng)?shù)夭灰渍业?,或?qū)嶒灢僮髌饋硇Ч惶硐?農(nóng)村有豐富的動植物資源,因此,要認(rèn)真考慮選用當(dāng)?shù)厝菀渍业降膶嶒灢牧线M(jìn)行代替,同樣會收到意想不到的效果.
(1)用白菜幼嫩葉替代黑藻觀察細(xì)胞質(zhì)的流動.在觀察細(xì)胞質(zhì)的流動實驗中,可用小白菜幼葉替代黑藻來觀察細(xì)胞質(zhì)的流動,小白菜幼葉表皮細(xì)胞體積較大,葉綠體多,細(xì)胞質(zhì)流動速度較快,效果顯著.在制作臨時裝片時,還可以用1%葡萄糖水溶液,這樣能增加流動速度.由于小白菜取材方便,容易獲得活體實驗材料,這樣就能彌補黑藻在我們揭陽地區(qū)不易找到,而影響實驗順利進(jìn)行的缺憾.
(2)用顯微鏡觀察葉綠體的實驗.此實驗在教材所用的材料是菠菜葉片,但撕取的菠菜葉表皮通常只能看到成片模糊的葉綠體,其形狀、個體較難分辨.針對菠菜葉表皮這一缺點,在觀察葉綠體實驗時,可以采集揭陽當(dāng)?shù)氐囊恍┤~片扁平的水草為實驗材料直接用于觀察,葉綠體清晰可辨,非常明顯.另外,韭菜也是用于觀察葉綠體比較理想的實驗材料,選用新鮮的韭菜葉片,用刀片在葉背面橫切一下,用鑷子從此處撕取下表皮,用刀片取稍帶綠色葉肉的一小段,放在載玻片的清水滴中,蓋上蓋玻片.在低倍鏡下找到裝片上葉肉細(xì)胞重疊少,即顏色稍淺的部分進(jìn)行觀察,在此處容易觀察到葉綠體,然后再換成高倍鏡進(jìn)行觀察,可觀察到多而清晰的葉綠體.
(3)生物組織中蛋白質(zhì)的鑒定實驗.在進(jìn)行蛋白質(zhì)鑒定的實驗中,普遍都是選用豆?jié){,但選用雞蛋清代替豆?jié){的實驗效果更為明顯.因為雞蛋清是無色透明的液體,便于觀察實驗中顏色的變化.做法為取生雞蛋1只,用鑷子輕輕的敲破一小塊蛋殼,剝開蛋殼,將蛋清倒入燒杯中,加水稀釋到500mL.
(4)用綠菊代替金魚藻做光合作用產(chǎn)生氧氣的實驗.在做光合作用產(chǎn)生氧氣的實驗時,常選用金魚藻作為實驗材料,由于揭陽及周邊地區(qū)養(yǎng)殖金魚藻的極少,很難買到,這樣就給實驗的選材帶來不便.經(jīng)筆者觀察、查找資料和實踐,發(fā)現(xiàn)在揭陽及周邊地區(qū)培育綠菊十分普遍,用其做光合作用產(chǎn)生氧氣的實驗,效果十分明顯,綠菊價格相對較低,而且較為柔軟、集中,便于蓋置漏斗和試管.因此,可以用綠菊來代替金魚藻做光合作用產(chǎn)生氧氣的實驗,既方便,又快捷.
(5)驗證綠葉在光下制造淀粉的實驗.此實驗可選用玉米幼苗為實驗材料,因為玉米在農(nóng)村都有種植,取材容易方便,且實驗效果是非常好的,非常適合農(nóng)村中學(xué)作實驗材料.具體做法是:將玉米葉放入小燒杯酒精中水浴加熱,綠葉很快褪色呈現(xiàn)白色,取出白色玉米葉用清水漂洗后加碘,未遮蓋部分呈藍(lán)色,遮蓋部分不變藍(lán)色,且變藍(lán)部分與不變藍(lán)部分界限十分清楚,易于觀察.
(6)對“觀察植物細(xì)胞的有絲分裂”實驗的改進(jìn).在對植物細(xì)胞的有絲分裂實驗的觀察中,教材推薦使用培養(yǎng)的洋蔥根尖作為實驗材料,這樣一來,全班分組實驗就需要較多洋蔥和廣口瓶,這對于教育經(jīng)費一般的農(nóng)村學(xué)校是很難滿足實驗的要求.可以選用蔥做實驗,在同等條件下,生根比洋蔥生根快得多,相比之下,二棵蔥頭長出的根與一個洋蔥長出的根一樣多.由于蔥個頭小,用細(xì)竹條把蔥鱗片葉串成串,放在大水槽中培養(yǎng),一個大水槽可放幾串蔥,水槽水多,一天換一次水即可,一個水槽培養(yǎng)的蔥足夠供一個班分組實驗用,所需費用不足一元,這樣,極大地降低了實驗教學(xué)的費用,且省時省力,簡單易行,同樣達(dá)到顯著的實驗效果.
另外,還可以用一些簡單的實驗材料做很多實驗.比如用玉米種子做觀察種子結(jié)構(gòu)、探究種子萌發(fā)的條件,用成行種于花盆中的玉米幼苗做向光性實驗等.還可以讓學(xué)生采集大豆、花生、大蒜等作為實驗選材,這樣不僅可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣,而且可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和實驗觀察能力、探究能力.
2.替換實驗試劑,解決實驗教學(xué)難題
由于農(nóng)村中學(xué)的實驗條件簡陋,且實驗經(jīng)費有限,因此,要對課本中一些昂貴的化學(xué)試劑進(jìn)行替換,這是解決農(nóng)村中學(xué)實驗條件簡陋,經(jīng)費不足的一條途徑.
(1)在“葉綠體中色素的提取和分離”實驗中,用于提取色素的試劑(丙酮)是一種有毒的化學(xué)物質(zhì),為了減少此試劑對師生身體帶來的傷害,可改用體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精來代替,實驗效果相同,而且能夠避免試劑對人體的毒害作用.在分離色素時可用93號汽油代替,這樣既取材簡單,又經(jīng)濟便宜.
(2)碘液的改進(jìn).碘液是中學(xué)生物實驗室中經(jīng)常使用的一種試劑,例如在檢測水稻的糯性、非糯性時就用到碘液進(jìn)行染色.碘液是碘的水溶液,性質(zhì)不穩(wěn)定,易變質(zhì),有時很不利于實驗現(xiàn)象的觀察.經(jīng)實踐證明,若用0.4%左右的碘酒溶液代替碘液效果更好.
(3)觀察人的口腔上皮細(xì)胞實驗.在觀察人的口腔上皮細(xì)胞這個實驗過程中,在將臨時裝片放在顯微鏡下進(jìn)行觀察時,可將明亮的視野調(diào)暗些再觀察,效果會更好,或在制作臨時裝片中,用于染色的碘液可改用一定濃度的紅墨水染色,同時要將口腔上皮細(xì)胞涂在0.9%的生理鹽水中,這樣細(xì)胞才能維持正常的形狀.通過調(diào)整顯微鏡視野的光暗度和試劑的替換,得到的實驗效果更為明顯.
(4)淀粉酶對淀粉的水解作用.在這個實驗中要求用到的試劑有α—淀粉酶,一些農(nóng)村中學(xué)的實驗室中并沒有這種試劑,所以,要用α—淀粉酶來做該實驗有一定的難度.在該實驗的設(shè)計中,可以用麥芽片、多酶片及干酵母片等替之,且麥芽片效果最好,麥芽片制作溶液方便,且為無色的液體,便于觀察實驗的結(jié)果.做法為取麥芽片一片,研磨成細(xì)粉狀,溶解在10 mL蒸餾水中即可.
3.創(chuàng)新實驗方法,提高實驗教學(xué)質(zhì)量
按照教材中所提供的材料、方法、操作過程做實驗,多數(shù)是可以取得較好的效果.但有些實驗由于材料采集難度大或反應(yīng)速度慢,持續(xù)時間過長等原因,可以嘗試新的實驗方法以消除原實驗中的弊端.例如,高中實驗:“動物激素喂養(yǎng)小蝌蚪”,驗證動物激素對動物生命活動的調(diào)節(jié)作用.該實驗有以下缺憾:①蝌蚪變態(tài)緩慢,約需1個月;②在喂養(yǎng)蝌蚪過程中必須常換池塘水(內(nèi)含蝌蚪所需營養(yǎng)),若以自來水代替,并喂蛋黃等食物則常使水變臭,造成蝌蚪未及變態(tài)而身先死,使該實驗失敗.可以鼓勵學(xué)生大膽嘗試,變甲狀腺激素為胰島素,變蝌蚪為魚,探究出新的實驗方法:由向水中加入甲狀腺激素喂養(yǎng)蝌蚪變?yōu)樵隰~的鰓部注射適量的胰島素.由于魚的血糖濃度急劇降低影響了神經(jīng)系統(tǒng)的功能,15分鐘左右魚即昏厥,顯示了動物激素對動物生命活動的影響.那么是否是由于胰島素致使血糖濃度降低而導(dǎo)致的昏厥呢?驗證方法是:再由鰓部注射適量的葡萄糖溶液,魚很快復(fù)蘇.可見,有時通過對實驗方法的創(chuàng)新,不僅可以消除原實驗中的一些弊端(如實驗材料采集難度大或反應(yīng)速率慢等),又可得到更為明顯的實驗效果.
對“種子萌發(fā)時釋放CO2”實驗的改進(jìn).對此實驗的分析:這是一個難度較小的演示實驗,條件較好的學(xué)校,在實驗員準(zhǔn)備就緒之后,教師在講臺上輕松操作一下,效果就很好.但對于農(nóng)村中學(xué)來說,根本談不上有正規(guī)生物實驗室和實驗員,所有實驗都是由任課老師一手包辦,而且我們的生物學(xué)任課老師一般要上六、七個班級的課程,那么要把這樣正規(guī)的實驗搬到六、七個教室輪流地演示,可能困難不小.因此,就要考慮如何改進(jìn)這個實驗了.改進(jìn)實驗的材料用具:四個瓶口較小的塑料瓶,兩個長帽橡皮蓋子,一支小試管,一個注射器,萌發(fā)和煮熟種子各一份.改進(jìn)后實驗的方法:①將萌發(fā)和冷卻后的煮熟種子分別裝入兩個塑料瓶后(約占半瓶),蓋上長帽橡皮蓋子(把長帽反包瓶口并擠壓瓶身檢查是否漏氣),然后一起放在溫暖處.另取兩個瓶子,分別裝入等量的澄清石灰水并用原瓶蓋蓋緊.②經(jīng)過一夜之后,即可用袋子提著這些裝置及器具進(jìn)行好幾個班級的演示實驗:先把澄清石灰水倒入小試管,然后用注射器先抽煮熟種子瓶內(nèi)的氣體注射入一個小試管內(nèi)的澄清石灰水中,再抽萌發(fā)種子瓶內(nèi)的氣體注射入另一個小試管內(nèi)的澄清石灰水,讓學(xué)生注意觀察哪個瓶內(nèi)氣體能使澄清石灰水變混濁,分析原因,得出實驗結(jié)論.改進(jìn)實驗的課后反思:改進(jìn)實驗的用具輕便易得,設(shè)計科學(xué)、巧妙,易操作,在很大程度上提高了實驗的效率,效果也很明顯.由于塑料瓶具有可塑性,所以,不影響注射器抽取瓶內(nèi)的氣體.
4.設(shè)計簡便實驗,突破知識難點
教師在進(jìn)行生物教學(xué)過程中,要組織好實驗教學(xué),針對一些抽象理論或較難懂的知識設(shè)計一些簡便小實驗,以幫助學(xué)生理解知識難點,并提高他們的學(xué)習(xí)興趣.例如很多農(nóng)村中學(xué)因無肺活量計而無法測肺活量,其實可讓學(xué)生先盡量吸氣,然后盡一口氣所能吹一個氣球,吹完捏緊末端,另一個學(xué)生用皮尺測量氣球最寬處的周長;放出氣球里的空氣,重復(fù)上述步驟,一共量5次,選最大1次的周長,計算其體積,便可知吹氣學(xué)生的肺活量.還可以讓學(xué)生利用一些廢舊物品制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型、生物膜模型、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,用彩色紙牌模擬血液循環(huán)的過程等.通過設(shè)計這些簡便的實驗.不僅能夠發(fā)揮學(xué)生的想象力,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力,而且還能把一些比較抽象的生物理論知識,轉(zhuǎn)化為形象直觀,幫助學(xué)生理解掌握知識,從而增強學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣.
總之,生物學(xué)實驗教學(xué)不僅能有效的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生動手能力,形成科學(xué)的生物學(xué)概念,而且是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力和良好意志品質(zhì)地重要途徑.針對農(nóng)村中學(xué)的實際情況,作為生物學(xué)教學(xué)的任課教師,在實驗教學(xué)工作中,對有關(guān)實驗材料的選取,實驗試劑的選用,實驗方法的改進(jìn),需要不斷創(chuàng)新,不斷探究,不要照搬教材實驗的方法和步驟,積極尋找各種改進(jìn)方法,積極創(chuàng)造條件,就地取材,充分利用農(nóng)村常見的材料,因陋就簡地開設(shè)好生物學(xué)實驗,大大減低了實驗成本,提高實驗開出率,努力確保實驗教學(xué)的成功開展,就一定能夠培養(yǎng)學(xué)生的各種能力,充分發(fā)揮生物實驗教學(xué)在素質(zhì)教育中的重要作用.
參考文獻(xiàn):
[1]唐志哲.農(nóng)村中學(xué)生物教學(xué)的改革探索[J].中學(xué)生物學(xué),2007,117(3):34~36.
[2]馬強云.談新課程下生物學(xué)實驗教學(xué)的實施[J].生物學(xué)教學(xué),2007,261(9):45~46.
[3]唐加富.中學(xué)生物學(xué)實驗在課程改革中的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].生物學(xué)教學(xué),2008,286(1):56.
[4]袁艷華.優(yōu)化指導(dǎo) 提高觀察實驗的教學(xué)有效性[J].生物學(xué)教學(xué),2011,305(5):44~45.
[5]陳建生.談中學(xué)生物學(xué)實驗的有效教學(xué)方法[J].生物學(xué)教學(xué),2011,312(12):21~22.
[6]祁全新.挖掘校本資源 創(chuàng)新高中生物學(xué)實驗教學(xué)[J].生物學(xué)教學(xué),2012,316(4):31~32.