吳蘭蘭
(江蘇省蘇州工業(yè)園區(qū)獨墅湖學(xué)校,江蘇蘇州 215000)
初中生物是以實驗教學(xué)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科。實驗是生物教學(xué)的靈魂和支柱,是驗證、探索和發(fā)現(xiàn)生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的最重要手段,也是提高學(xué)生實驗操作技能和合作溝通能力、培養(yǎng)學(xué)生探究能力和創(chuàng)新思維的重要途徑[1]。開展初中生物實驗教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)意義重大。筆者通過多年教學(xué)實踐,在實驗材料、實驗用具和實驗操作等方面,探索出了一些優(yōu)化初中生物實驗教學(xué)的策略。
筆者通過實踐發(fā)現(xiàn),初中生物教材中提供的參考實驗材料未必是開展實驗的最佳材料。有些實驗材料價格昂貴,使用量大,成本高;有些準(zhǔn)備周期長,效果不明顯;還有些材料的獲取受到季節(jié)限制,成功率低,等等。因此教師可以結(jié)合實際教學(xué)情況,借助生活經(jīng)驗,用易獲取的、效果好的材料替代原有材料,確保實驗順利開展,并取得預(yù)期效果。
例如,在“探究光合作用”系列實驗中,天竺葵往往是首選材料,也是教材中的范例材料,其實驗效果確實很好,但是天竺葵難覓,且葉片少,在一個年級多個班級的實驗教學(xué)中短時間損耗很多,實驗完畢后幾乎只剩枝條,很難養(yǎng)到第二年再用。筆者在實踐中嘗試使用長春花、常春藤、銅錢草、青菜等相對常見、葉片多、易養(yǎng)活、成本低的植物作為實驗材料,意外發(fā)現(xiàn)其效果不亞于天竺葵。其中銀邊常春藤、帶葉柄的青菜等還可以用來探究植物光合作用的場所。
在“觀察根毛”實驗中,蠶豆種子萌發(fā)的速度受溫度的影響很大,如果連續(xù)低溫,蠶豆種子萌發(fā)速度非常緩慢,甚至不能萌發(fā)。筆者發(fā)現(xiàn)教師辦公室中有很多水培綠蘿,在透明的瓶子里綠蘿的根清晰可見,于是筆者將綠蘿的根平放在深色紙上,使學(xué)生可以明顯見到根毛。實驗完成后,筆者將綠蘿物歸原主,綠色環(huán)保,毫無浪費。
在“觀察青霉”實驗中使用的橘子皮不容易發(fā)霉,特別是現(xiàn)在很多橘子皮都經(jīng)過了打蠟處理。筆者曾實驗發(fā)現(xiàn),置于合適條件下的橘子皮超過10 天都不發(fā)霉。經(jīng)實踐,筆者改用通過山藥獲得青霉。筆者將山藥切成小段,在切面上灑點水,常溫下4 ~5 天就會長出青霉。
實驗用具的合理選擇對實驗的順利開展有著事半功倍的作用。在實際教學(xué)中,教師可以通過優(yōu)化、簡化、自制實驗器具等方式,克服部分實驗器材難以獲得、難以操作、效果不明顯等缺點,為實驗的順利開展做好重要準(zhǔn)備。
例如,在“驗證綠葉在光下吸收二氧化碳”實驗中用到的大廣口瓶,需要滿足瓶體大、口大(能容納一盆植物)、透光、帶蓋、蓋上能插導(dǎo)管、氣密性好的條件,這樣的裝置在日常生活中很難找到,導(dǎo)致該實驗在實際教學(xué)中很少開展。于是筆者采用塑料密封袋代替大廣口瓶,塑料密封袋不僅透光性、密封性好,而且價格低廉,可以很好地解決這一難題。
這一實驗還要用到兩盆一樣的盆栽植物,既要求體積較小,能放進密閉容器,又要求植物長得相對茂盛,有較強的光合作用,這樣的盆栽也不易獲得。于是筆者改用新鮮的、葉片較多的、生長旺盛的植物枝條(如香樟枝條),扎成相同的小束,插入注水的燒杯中。這樣的植物體積小,易放入密閉容器,取材方便,實驗效果明顯。
“氣孔開閉”原理一直是教學(xué)難點,采用自制的實驗教具可以提高實驗觀察結(jié)果的直觀性。教師首先取兩個長條形氣球,分別沿氣球縱向貼一條雙面膠,然后用打氣筒給兩個氣球充氣,讓學(xué)生觀察氣球的變化。學(xué)生發(fā)現(xiàn),氣球會朝貼有雙面膠的對側(cè)發(fā)生彎曲。教師將兩個氣球貼有雙面膠的一側(cè)相對、上下兩端對齊擺放在一起,然后讓學(xué)生說說氣球是在模擬什么,中間的孔模擬了什么,貼雙面膠的一側(cè)表示什么,向氣球內(nèi)打氣模擬了什么,打氣后發(fā)生的變化模擬了什么、為什么。經(jīng)過對自制實驗用具的觀察、分析,學(xué)生了解了氣球是在模擬保衛(wèi)細胞,為氣球打氣模擬了保衛(wèi)細胞吸水膨脹的過程。這樣學(xué)生便理解了保衛(wèi)細胞的吸水和失水與氣孔開閉的關(guān)系,以及保衛(wèi)細胞特殊的結(jié)構(gòu)特點(靠氣孔的內(nèi)側(cè)面細胞壁厚,離氣孔遠的外側(cè)面細胞壁?。┡c其功能的關(guān)系。
初中生物實驗中有少數(shù)實驗的操作難度大,即使是教師也未必能熟練掌握。教師可能出于對自身實驗技能的不自信、學(xué)生操作存在安全性、實驗成功率低等方面的考慮,往往會在教學(xué)中放棄這部分實驗[2]。筆者嘗試優(yōu)化實驗操作,讓復(fù)雜的實驗方法和過程變得簡單,不僅容易操作,而且效果明顯。
例如,“觀察葉片的組成”實驗要求學(xué)生用支持物法徒手切出非常薄的切片,在實際操作中筆者發(fā)現(xiàn)難度非常大。學(xué)生很難在短時間內(nèi)熟練掌握徒手切片的方法,切出的葉片往往很厚,觀察效果非常不理想。經(jīng)實踐發(fā)現(xiàn)可以改用雙刀片法:取兩片雙面刀片,中間夾一層薄紙,紙略低于刀刃,用醫(yī)用膠帶將一端刀刃粘住,防止傷手。將葉片剪成大約1cm 寬的條狀,平放在載玻片上。用雙面刀片數(shù)次快速切割葉片,將刀刃在培養(yǎng)皿的水中輕輕晃動,使刀片上的葉片組織進入水中。再用毛筆蘸取最薄的切片制片。改進后的實驗方法大大降低了技術(shù)難度,保證了實驗的成功率和學(xué)生的安全。
在“探究蚯蚓適應(yīng)土壤中生活的特征”的實驗中,探究蚯蚓在不同物體上運動的快慢是難點,因為蚯蚓的運動往往不沿直線,其運動的路程很難確定,因此探究其運動的快慢也形同虛設(shè)。經(jīng)實踐,筆者對實驗操作方法進行了如下優(yōu)化。筆者將蚯蚓放在玻璃板上,用兩把長30cm 的刻度尺立在蚯蚓的兩側(cè),兩尺間隔約3cm,用水筆在玻璃板上標(biāo)出蚯蚓頭部頂端的刻度,記為N0。從蚯蚓開始運動計時,測定20s,再次記錄下蚯蚓頭部頂端的刻度記為N1,N1-N0 即為蚯蚓運動的距離,連續(xù)測三次求平均值。實驗操作改變后,學(xué)生不僅能較方便、準(zhǔn)確地記錄蚯蚓的運動距離,而且由于刻度尺固定了“跑道”,使得蚯蚓的運動趨于直線,提高了實驗的準(zhǔn)確性,同時也使實驗操作更簡單有效。
綜上所述,教師對生物實驗的不斷創(chuàng)新,不斷尋求改變和突破,化繁為簡、變難為易,可以使初中生物實驗教學(xué)變得多彩而高效,成為創(chuàng)建高效生物學(xué)課堂、培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的有效途徑之一。因此,教師應(yīng)在日常教學(xué)中及時反思,總結(jié)實驗教學(xué)中的問題,時時創(chuàng)新,提升生物實驗教學(xué)效果。