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        基于科學(xué)思維的高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展

        2021-12-22 08:23:24陳莉
        求知導(dǎo)刊 2021年40期
        關(guān)鍵詞:科學(xué)思維教學(xué)研究

        摘 要:新時(shí)代,高中生物學(xué)教師應(yīng)以培養(yǎng)核心素養(yǎng)為目標(biāo)開(kāi)展教學(xué)活動(dòng),其中,實(shí)驗(yàn)教學(xué)是主要的教學(xué)模塊之一。高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力、科學(xué)思維能力,借助實(shí)驗(yàn)中的交流合作發(fā)展學(xué)生的知識(shí)交流能力。當(dāng)前的高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果并不理想,部分教師抱著完成任務(wù)的態(tài)度進(jìn)行教學(xué),為了趕教學(xué)進(jìn)度,將一些探究性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),這對(duì)學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)非常不利?;诖?,文章探究了高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展路徑,以供相關(guān)教師參考。

        關(guān)鍵詞:科學(xué)思維;高中生物學(xué);教學(xué)研究

        中圖分類(lèi)號(hào):G420 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào):2095-624X(2021)40-0077-02

        引 ? ?言

        學(xué)生學(xué)習(xí)高中生物學(xué)知識(shí)不能單純依靠記憶,而要理解知識(shí),懂得應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題??茖W(xué)思維是學(xué)生對(duì)問(wèn)題的思考方式和態(tài)度,因此,教師要引導(dǎo)學(xué)生發(fā)展科學(xué)思維??茖W(xué)思維和科學(xué)探究二者相輔相成,所以教師可以在開(kāi)展生物學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的過(guò)程中發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維[1]。

        一、手工制作實(shí)驗(yàn)?zāi)P?/p>

        很多高中生物學(xué)知識(shí)非?,嵥?,且需要學(xué)生理解和記憶,而大部分學(xué)生在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間死記硬背后學(xué)習(xí)效果仍然不明顯。對(duì)此,高中生物學(xué)教師在傳授知識(shí)的過(guò)程中可以設(shè)計(jì)一些手工制作實(shí)驗(yàn)?zāi)P偷幕顒?dòng),讓學(xué)生在動(dòng)手操作的過(guò)程中發(fā)展科學(xué)思維,對(duì)知識(shí)形成深刻印象[2]。

        例如,在教授蘇教版高中生物學(xué)必修一中的“細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器”這部分知識(shí)時(shí),教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生掌握各種不同細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能,并對(duì)這些細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行類(lèi)比分析。細(xì)胞中含有的細(xì)胞器比較多,而且不同類(lèi)型的細(xì)胞中的細(xì)胞器不一樣,如動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞、原核細(xì)胞和真核細(xì)胞等。為了發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維,幫助學(xué)生理解概念,教師開(kāi)展了一次手工制作實(shí)驗(yàn)?zāi)P偷幕顒?dòng),即將班上學(xué)生分為四人一小組,為每個(gè)小組分發(fā)不同顏色的橡皮泥,要求組內(nèi)學(xué)生合理分工,將動(dòng)物細(xì)胞、植物細(xì)胞、原核細(xì)胞、真核細(xì)胞四種細(xì)胞中存在的細(xì)胞器全部展示出來(lái)。首先,組內(nèi)分工,讓不同學(xué)生負(fù)責(zé)不同類(lèi)型的細(xì)胞。其次,開(kāi)展細(xì)胞器的制作活動(dòng),每位學(xué)生先在草稿紙上寫(xiě)出不同類(lèi)型的細(xì)胞中含有的細(xì)胞器,并根據(jù)這些細(xì)胞的特點(diǎn),用橡皮泥捏制出相應(yīng)的細(xì)胞器。最后是表達(dá)交流環(huán)節(jié),各小組展示自己制作的模型,并對(duì)模型進(jìn)行講解,其他學(xué)生聆聽(tīng)后對(duì)其做出評(píng)價(jià)。這樣,學(xué)生不但制作了自己喜歡的模型,而且了解了細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn),以及自己學(xué)習(xí)中的不足,從而鍛煉了實(shí)踐能力,發(fā)展了學(xué)習(xí)能力。

        高中生物學(xué)知識(shí)不但煩瑣而且有著緊密的邏輯結(jié)構(gòu),因此,教師在教學(xué)過(guò)程中可以設(shè)計(jì)直觀化的操作活動(dòng),使學(xué)生在實(shí)際操作中理解知識(shí),進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

        二、開(kāi)展驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)

        驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)在高中生物學(xué)教學(xué)中的作用非常大,也是高中生物學(xué)教學(xué)的重要板塊之一。在傳統(tǒng)的高中生物學(xué)教學(xué)中,教師會(huì)將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)操作的過(guò)程全部展示在課堂上,要求學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)步驟操作,一步步完成實(shí)驗(yàn)。這種機(jī)械式的實(shí)驗(yàn)操作無(wú)法有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。事實(shí)上,驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)應(yīng)讓學(xué)生根據(jù)結(jié)論進(jìn)行推理,自主設(shè)計(jì)驗(yàn)證過(guò)程[3]。

        例如,蘇教版高中生物學(xué)必修一中的“檢測(cè)生物組織中的糖類(lèi)、脂肪和蛋白質(zhì)”,該實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生利用不同試劑檢測(cè)不同食物中的糖類(lèi)、脂肪和蛋白質(zhì),通過(guò)顯色反應(yīng)和生成沉淀了解不同物質(zhì)含有的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)也不同。雖然該實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),但教師并沒(méi)有在課堂上直接展示驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的步驟,而是對(duì)學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)點(diǎn)撥,要求學(xué)生思考哪些食物富含糖類(lèi)、脂肪和蛋白質(zhì),以及檢測(cè)過(guò)程中的注意事項(xiàng),如水浴加熱、用顯微鏡觀察等,隨后讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟。首先,學(xué)生要思考哪些食物適合作為實(shí)驗(yàn)材料,書(shū)上給出的食物材料分別是蘋(píng)果、花生粒、雞蛋白。其次,學(xué)生要思考哪些試劑可以用來(lái)檢測(cè)這三種物質(zhì)。學(xué)生通過(guò)查找資料得出,斐林試劑、蘇丹Ⅲ、蘇丹Ⅳ染液及雙縮脲試劑等可以作為檢測(cè)試劑。最后,學(xué)生針對(duì)每一種檢測(cè)物質(zhì)分別設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟,主要從檢測(cè)試劑的配置、檢測(cè)過(guò)程注意事項(xiàng),以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果觀察幾方面展開(kāi)分析。比如,在檢測(cè)還原糖的實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生要思考斐林試劑中的甲液和乙液應(yīng)該如何添加;在顯色反應(yīng)過(guò)程中是否需要水浴加熱;斐林試劑和待檢測(cè)樣本如何保持具有的相同溫度,顯色反應(yīng)結(jié)束時(shí)可以觀察到怎樣的顏色變化。

        三、開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn)

        相對(duì)于其他生物學(xué)實(shí)驗(yàn),探究性實(shí)驗(yàn)更加復(fù)雜,結(jié)構(gòu)層次更為緊密,對(duì)學(xué)生的要求更高。由于探究性實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)器材和學(xué)生的要求都比較高,因此,開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn)具有一定的難度[4]。如何引導(dǎo)學(xué)生在探究性實(shí)驗(yàn)過(guò)程中培養(yǎng)科學(xué)思維能力,是每一位高中生物學(xué)教師需要思考的問(wèn)題。

        在高中生物學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維,要求探究性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展必須有組織、有計(jì)劃。在傳統(tǒng)的高中生物學(xué)教學(xué)中,很多探究性實(shí)驗(yàn)效果并不明顯,主要原因是實(shí)驗(yàn)過(guò)程缺乏組織性和規(guī)范性,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中較為隨意性,沒(méi)有嚴(yán)格按照探究性實(shí)驗(yàn)的一般步驟來(lái)操作[5]。因此,在開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn)時(shí),教師要設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)步驟,并指導(dǎo)學(xué)生嚴(yán)格按照步驟操作實(shí)驗(yàn)。

        例如,在教學(xué)蘇教版高中生物學(xué)必修一中的“探究影響酶活性的因素”時(shí),教師可以按照觀察現(xiàn)象、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、做出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、開(kāi)展實(shí)驗(yàn)、交流表達(dá)的步驟展開(kāi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。教師利用多媒體設(shè)備播放一段視頻,視頻內(nèi)容的是用溫水或冷水洗衣服的效果。學(xué)生通過(guò)觀看視頻發(fā)現(xiàn),溫水洗衣的效果更加明顯。隨后,學(xué)生提出問(wèn)題:“為什么溫水洗衣后的效果更加明顯?”學(xué)生分析問(wèn)題后做出假設(shè):水的溫度影響了洗衣粉中酶的活性。接著,學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究溫度如何影響酶的活性。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,學(xué)生不僅要思考設(shè)置怎樣的濃度梯度,還要通過(guò)觀察氣泡的數(shù)量判斷酶促反應(yīng)的速度,從而分析得出溫度過(guò)低、溫度過(guò)高對(duì)酶促反應(yīng)的影響,以及是否有一個(gè)最適宜的溫度。在探究pH對(duì)酶促反應(yīng)的影響時(shí),教師可以按照以上實(shí)驗(yàn)方案組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn),指導(dǎo)學(xué)生觀察、分析、思考實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,得出結(jié)論,以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

        四、開(kāi)展戶(hù)外實(shí)驗(yàn)

        生物學(xué)研究的是自然現(xiàn)象和自然規(guī)律,在教學(xué)過(guò)程中,教師可以帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)大自然,觀察自然現(xiàn)象,利用生物學(xué)知識(shí)解釋自然現(xiàn)象和規(guī)律[6]。因此,教師可以開(kāi)展戶(hù)外實(shí)驗(yàn),在戶(hù)外利用自然資源指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí),并引導(dǎo)學(xué)生利用生物學(xué)研究方法對(duì)自然現(xiàn)象進(jìn)行分析和研究。

        例如,在講授蘇教版高中生物學(xué)必修三中的“調(diào)查種群密度”時(shí),教師可利用戶(hù)外教學(xué)資源,指導(dǎo)學(xué)生在大自然中觀察和實(shí)踐,并完成一定的實(shí)驗(yàn)操作。在戶(hù)外,教師要對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行引導(dǎo),保證學(xué)生的人身安全和戶(hù)外實(shí)驗(yàn)的實(shí)效性。本實(shí)驗(yàn)選擇的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所是當(dāng)?shù)匾惶幏浅S忻纳止珗@,該公園的占地面積非常廣闊,其中的植物種類(lèi)非常多,很適合開(kāi)展該實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)前,教師將班上學(xué)生分為四人一組,每個(gè)小組分得一定的實(shí)驗(yàn)區(qū)域,要求每組學(xué)生調(diào)查自己所屬區(qū)域中的野山菊的種群密度。此時(shí)恰好是春天,野山菊遍山都是,為學(xué)生提供了天然的實(shí)驗(yàn)材料。由于不同組的學(xué)生所調(diào)查的實(shí)驗(yàn)區(qū)域不一樣,學(xué)生需要探討是應(yīng)用等距取樣法還是五點(diǎn)取樣法。當(dāng)遇到野山菊在樣方邊界上的情況時(shí),學(xué)生要思考邊界上的野山菊應(yīng)該如何處理。這時(shí)就有三種情況需要學(xué)生分析,第一種情況是邊界上所有的野山菊全部統(tǒng)計(jì)在其中,第二種情況是只統(tǒng)計(jì)左右或上下邊界上的野山菊,第三種情況是全部都忽略。針對(duì)這三種情況,學(xué)生要進(jìn)行仔細(xì)的分析和研究。

        戶(hù)外實(shí)驗(yàn)在高中生物學(xué)教學(xué)中屬于一種具有創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚣ぐl(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣,讓學(xué)生親近大自然,利用生物學(xué)知識(shí)解釋和分析大自然現(xiàn)象,實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用[7]。

        結(jié) ? ?語(yǔ)

        實(shí)驗(yàn)是高中生物學(xué)教學(xué)的重要板塊,實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)展的效果會(huì)影響整個(gè)高中生物學(xué)的教學(xué)效果。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師要從實(shí)際出發(fā),巧妙安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和問(wèn)題分析能力,進(jìn)而發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。

        [參考文獻(xiàn)]

        趙勝兵.基于科學(xué)思維品質(zhì)視角談高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略[J].理科愛(ài)好者(教育教學(xué)),2020(04):129,131.

        尹虎軍.在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力的探究[J].高考,2020(25):45-46.

        邴瑩.理性思維和科學(xué)探究相結(jié)合的高中生物課堂實(shí)驗(yàn)研究[J].中學(xué)生數(shù)理化(教與學(xué)),2019(12):25.

        朱凱興.基于“科學(xué)探究”的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考[J].試題與研究,2019(18):178.

        李珍玲.高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中科學(xué)探究能力的培養(yǎng)研究[J].中學(xué)課程輔導(dǎo)(教師通訊),2019(12):53.

        周洪凱.基于科學(xué)探究素養(yǎng)的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐研究[D].濟(jì)南:山東師范大學(xué),2019.

        毛靜.高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)科學(xué)思維的資源分析和實(shí)踐[D].重慶:重慶師范大學(xué),2019.

        作者簡(jiǎn)介:陳莉(1983.2—),女,江蘇高郵人,中學(xué)一級(jí)教師。

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