(揚州大學附屬中學 江蘇揚州 225001)
生物學人類認識和改造世界的重要手段,是推動科學事業(yè)前進的偉大力量[1]。從上世紀六十年代中國首次成功合成牛胰島素,到參與人類基因組計劃,這些都是中國生命科學的里程碑。作為初等教育的必修科目,實驗課程是生物學科的重要基礎與發(fā)展方向,一方面,實驗可以幫助學生更好的掌握理論知識,另一方面,扎實的操作技能也是邁進高等教育的墊腳石。筆者通過總結多年教學過程中遇到的實際問題,結合對教材和大綱的探究,以葉綠素提取和分離實驗為例,提出一些課程改進意見,以期切實提升學生學習生物的興趣和能力。
中學生物實驗課程設置的目的是在學習生物知識、掌握基本操作技能的基礎上,具備獨立解決問題的能力。但在實際教學過程中,并不能得到理想的結果。對比高中實驗課本和高等教育教材《環(huán)境科學與工程 實驗教程》中葉綠素提取實驗,筆者提出以下幾點原因[2]:
1.實驗說明簡略,不便理解。初等教育和高等教育教材編寫一致,但是《環(huán)境科學與工程》會詳細說明各個步驟的目的,便于大學生自主學習;而初等教育則因為考綱、課時安排缺少相應說明。同時,刻板的步驟分解、以及相關溶劑的安全性問題也不利于激發(fā)學生的探索熱情。
2.實驗操作復雜,難以把控,容易失敗。葉綠素分離實驗的一個步驟:用毛細吸管蘸取色素提取液在濾紙上畫線。對于學生來說,畫線“細、齊、直”的要求操作難度較大,而且對實驗結果至關重要;色素層析實驗中,試管壁上殘留的層析液以及添加量都對實驗的成敗具有重要影響。
改進初等教育生物實驗教材,使其在符合教學大綱的前提下,更加有利于激發(fā)學生對科學知識的探求欲,可以借鑒美國的實驗教學經驗,因為后者在此擁有大量成功案例以及較為成熟的體系。
筆者以人教版生物教材《必修1·分子與細胞》 和美國Hill教材《Biology-The Dynamics of Life》為例,分別對“葉綠素提取和分離”實驗進行比較[3]。
表2-1 “葉綠素提取與分離”在中、美中學生物教材中位置特點
從表2-1中可以看出人教版教材重理論、輕實驗,實驗只是理論教學的一種“引入導讀”,而不是學習目的;嚴格遵從內容教條,形式單一的“實驗三大步”:實驗目的—實驗內容—實驗結果。并且所需工具、材料不是尋??梢姷?,不易引發(fā)學生對日常事物的聯想與思考;操作方法繁瑣且易失敗,不利于提高普通中學生的實驗技能和學習興趣(表2-2)。美國的Hill教材則是將理論與實驗有效融合,促進融會貫通;實驗工具及材料便于利用身邊物品代替,步驟簡便易操作,而且減少了研磨葉片時帶來的安全問題,實驗結果分析側重現象規(guī)律,有利于培養(yǎng)學生的發(fā)散思維。
表2-2 中、美中學生物教材中“葉綠素提取與分離”的實驗步驟對比
根據以上提出的教材編寫、實驗結構這方面的問題,筆者提出以下改進建議:
1.生物學實驗課程在教材編寫時給予更大的關注,而不只是作為一個“課題導入”實驗。
2.可以適當添加利用生活用品開展的實驗探究部分,激發(fā)學生從生活中發(fā)現問題的興趣和能力。
3.實驗討論可通過啟發(fā)學生對現象產生的原因進行總結,激發(fā)其發(fā)現問題、探索規(guī)律的興趣。
4.通過相應的教學考核,增強學生的實驗操作技能。