成響元
(咸豐縣第一中學(xué),湖北恩施 445600)
實驗是生物教學(xué)不可缺少的一個重要部分,重在培養(yǎng)學(xué)生的探究能力與創(chuàng)新能力,學(xué)生深化對生物知識的理解,幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識框架,促進學(xué)生生物核心素養(yǎng)的發(fā)展。與此同時,實驗的開展也能促進理論與實踐銜接,為學(xué)生搭建良好的學(xué)習(xí)平臺,幫助學(xué)生鞏固提升生物知識,提高學(xué)生的動手能力與探究能力。目前來看,高中生物實驗教學(xué)還存在教學(xué)模式單一、重點不突出等問題,在一定程度上影響了生物教學(xué)實效。研究發(fā)現(xiàn),以新課標(biāo)為導(dǎo)向,進一步優(yōu)化高中生物實驗教學(xué)有利于引導(dǎo)學(xué)生把握實驗教學(xué)方向,同時也能使學(xué)生通過實驗深化對學(xué)科理論知識的理解,以理論指導(dǎo)實踐,逐步強化學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。基于此,教師要進一步改革生物教學(xué)模式,引導(dǎo)學(xué)生通過實驗探究把握生物學(xué)習(xí)要點,促進學(xué)生綜合學(xué)習(xí)能力提升。
在新課標(biāo)背景下,生物實驗教學(xué)要突出學(xué)科核心素養(yǎng),倡導(dǎo)學(xué)生開展探究性學(xué)習(xí),自主設(shè)計實驗并進行驗證,逐步強化學(xué)生的探究能力,使學(xué)生能夠認(rèn)識生命世界、學(xué)習(xí)生物課程,把握生物學(xué)習(xí)本質(zhì)。與此同時,實驗教學(xué)也要注重與生活的聯(lián)系,鼓勵學(xué)生應(yīng)用生物學(xué)原理解釋生活中的實際現(xiàn)象,解決生活中的實際問題,強化學(xué)生的實踐應(yīng)用能力。此外,還要注重學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng),學(xué)生改變以往獲取知識的途徑,自主探究實驗,把握生物實驗本質(zhì),突破實驗學(xué)習(xí)難關(guān)。
在高中生物實驗教學(xué)過程中,為提高實驗教學(xué)有效性,可以給學(xué)生講述特定的儀器,使學(xué)生了解儀器原理與藥品特性,逐步強化學(xué)生的應(yīng)用能力。在生物實驗教學(xué)中,以了解特定的儀器原理、藥品特性為重點。以顯微鏡為例,部分學(xué)生在應(yīng)用過程中,無法正確選擇顯微鏡,經(jīng)常為選擇低倍鏡或高倍鏡產(chǎn)生疑惑,未能根據(jù)觀察對象的特征合理選擇。由低倍鏡換高倍鏡時,如圖像不太清晰,這時需要調(diào)節(jié)細準(zhǔn)焦螺旋,直到看清圖像為止。如果有污染的花斑或異物,會影響觀察效果,對此應(yīng)該清除污染物,首先要確定污染物的位置,判斷其在目鏡、物鏡還是裝片上。在此過程中,學(xué)生可用手轉(zhuǎn)動目鏡所在的鏡筒,裝片在載物臺上可用手向任意一個方向移動或用移動器上下移動,如污染物在裝片上,移動裝片,污染物也移動,向反方向移動,如污染物移動,則污染物就在物鏡上。清除污染物后,學(xué)生還要了解相互順序,如先摘下物鏡,然后再摘下目鏡,擦拭完畢后先裝目鏡后裝物鏡,避免兩者在摘裝過程中摩擦?xí)r的灰塵進入物鏡內(nèi)部。
在高中生物實驗教學(xué)過程中,部分學(xué)生習(xí)慣按部就班,按照書本上的操作流程進行實驗,不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維。從以往高中實驗的實驗用具來看,多為固定的器材,不利于指導(dǎo)學(xué)生開展個性化實驗,也不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)?;诖耍覀兛梢愿淖円酝慕虒W(xué)理念,以創(chuàng)新為指導(dǎo),鼓勵學(xué)生更換已有的實驗材料,利用生活中的一些材料進行相關(guān)實驗,調(diào)動學(xué)生的實驗積極性,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識,學(xué)生自主設(shè)計實驗并探究,進一步提升實驗效果。
以“葉綠體中色素的提取和分離實驗”為例,在實驗過程中,學(xué)生需要在濾紙上刻畫濾液細線,這一過程對學(xué)生的要求也比較高,學(xué)生刻畫的線條直而且細。按照以往的方法,學(xué)生通過毛細吸管進行刻畫,但如果操作過程用力不均,容易導(dǎo)致細線又粗又歪,對實驗效果也有很大影響?;诖耍膭顚W(xué)生改變以往的學(xué)習(xí)理念,秉持創(chuàng)新性原則,如用蓋玻片或塑料膠片等玻片進行刻畫,使濾液細線又細又直,進一步提升實驗效果。
從以往的高中生物實驗教學(xué)模式來看,多采用示范法教學(xué),學(xué)生未參與實驗過程,難以理解實驗原理,對學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)也有重要影響。基于此,教師要改革以往的教學(xué)理念,挑選簡單、容易操作的實驗,逐步強化學(xué)生的動手能力,培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。
以“影響酶活性條件”這一實驗為例,引入特定的實驗主題,如探究過氧化氫酶在不同溫度和PH值下對過氧化氫水解的影響。首先,學(xué)生結(jié)合自身的學(xué)習(xí)經(jīng)驗做出假設(shè),思考什么因素會影響酶的活性,如何判斷酶的活性,進而深入地掌握實驗原理。例如,部分學(xué)生以ph對酶活性的影響這一實驗為例,設(shè)計實驗證明自己的猜想。為提升實驗效果,在實驗過程中,我們可以讓學(xué)生思考實驗中的自變量是什么,明確自變量后,學(xué)生自主選擇若干試管,分別在試管中加入蒸餾水、氫氧化鈉、稀鹽酸,在此基礎(chǔ)上,再加入等量的淀粉酶和可溶淀粉溶液,將上述溶液混合均勻。保持溫度不變,最終,在上述溶液中加入等量的斐林試劑,觀察實驗現(xiàn)象。通過觀察實驗現(xiàn)象,學(xué)生發(fā)現(xiàn)只有加入蒸餾水的試管液體顏色變藍,進而得出PH值偏高或偏低都會影響酶的活性這一結(jié)論。對此,在今后實驗教學(xué)過程中,我們要靈活篩選實驗,鼓勵學(xué)生動手進行實驗探究,深入領(lǐng)悟?qū)嶒炘?,把握實驗學(xué)習(xí)要點,提高自身的實踐能力。
問題具有一定的導(dǎo)向性,能夠使學(xué)生把握實驗學(xué)習(xí)要點。在高中生物實驗教學(xué)中,重視學(xué)生探究能力的培養(yǎng),激發(fā)學(xué)生的求知欲,使學(xué)生能夠深入實驗探究中,進而深化對生物實驗的興趣。在此過程中,以問題為導(dǎo)向,學(xué)生帶著疑問設(shè)計生物實驗,加深對生物實驗的印象。
以“質(zhì)壁分離與復(fù)原”這一實踐為例,部分學(xué)生在實驗過程中,觀察到一部分細胞并沒有發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象,基于這一現(xiàn)象,我們可以讓學(xué)生思考,為什么會存在這種問題?并讓學(xué)生思考是什么原因造成細胞沒有質(zhì)壁分離?在此過程中,學(xué)生也可做出假設(shè),如探究濃度對細胞質(zhì)壁分離的影響。為提升實驗教學(xué)效果,我們也可進一步拓展實驗教學(xué)內(nèi)容,如將學(xué)生分組,在此基礎(chǔ)上設(shè)計生物實驗,使學(xué)生以小組合作之力解決實際問題。在此過程中,給學(xué)生準(zhǔn)備顯微鏡、滴管、鑷子、吸水紙、載玻片、蓋玻片、0.3 g/mL蔗糖溶液、刀片,洋蔥鱗片葉、清水等。學(xué)生按照特定的流程進行實驗:首先,將載玻片放置于桌子上,并在其中央滴一滴清水。其次,借助刀片在洋蔥鱗片外表皮劃一個小方塊,用鑷子取下表皮部分,將其放入載玻片上的清水滴中,蓋上蓋玻片。置于顯微鏡下觀察,總結(jié)洋蔥表皮細胞的特征。最后,從載物臺上取下裝片,應(yīng)用引流法使洋蔥表皮細胞處于30%的蔗糖溶液中,觀察細胞形態(tài),動態(tài)化了解質(zhì)壁分離現(xiàn)象,把握生物實驗學(xué)習(xí)主題。
還是以“植物細胞的質(zhì)壁分離及復(fù)原”這個實驗為例,為使學(xué)生把握實驗主題,強化學(xué)生的實驗探究能力。在實驗教學(xué)過程中,我們可以為學(xué)生引入以下多個探究性問題,如問題1,發(fā)生質(zhì)壁分離的細胞是活細胞還是死細胞?如何判斷細胞的性質(zhì)?問題2,實驗研究過程中,能否只選用洋蔥表皮細胞?選擇其他細胞可以嗎?問題3,關(guān)于實驗試劑的選擇,除了應(yīng)用蔗糖溶液外,還可以采用其他試劑嗎?試劑的濃度控制在多少較好?問題4,原生質(zhì)層和細胞壁哪個伸縮性更大?如何判斷?通過上述問題的引入,學(xué)生能夠不斷改進實驗探究方法,對自身思維的發(fā)展有重要作用,同時,也能深化對植物滲透吸水原理的認(rèn)識,便于突破生物學(xué)習(xí)困境。
在新課標(biāo)背景下,我們要緊跟課程要求,豐富生物實驗教學(xué)形式,全面調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,進一步提升實驗教學(xué)效果。俗話說,興趣是最好的老師,對高中生來說也是如此,在高中生物實驗教學(xué)中,應(yīng)注重學(xué)生興趣的培養(yǎng)結(jié)合教學(xué)內(nèi)容豐富實驗教學(xué)形式,全面增強學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗,學(xué)生深入理解學(xué)科知識,把握生物學(xué)習(xí)要領(lǐng)。在實驗教學(xué)過程中,我們可以引入一些開放性實驗,激發(fā)學(xué)生的想象力與創(chuàng)新能力,促進學(xué)生思維的發(fā)展。
以“植物細胞質(zhì)和植物細胞壁”相關(guān)實驗為例,在探究過程中,學(xué)生根據(jù)自身的興趣愛好,選擇實驗材料,在顯微鏡下區(qū)分不同類型的植物,了解植物細胞結(jié)構(gòu)。以細胞液濃度等相關(guān)實驗為例,學(xué)生借助教材或其他教輔資料了解相關(guān)信息,指導(dǎo)學(xué)生進行實驗,給予學(xué)生必要的點撥與評價,全面調(diào)動學(xué)生實驗的積極性,強化學(xué)生的實驗探究能力,提升實驗教學(xué)效果。
在高中生物實驗教學(xué)中,注重學(xué)生探究能力的培養(yǎng),學(xué)生能夠根據(jù)實驗現(xiàn)象分析實驗原理,逐步強化學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)能力,學(xué)生知其然,知其所以然。
以觀察植物細胞有絲分裂實驗教學(xué)為例,實驗經(jīng)歷以下流程:培養(yǎng)—10%氯化氫解離—漂洗—染色—壓片。在實驗過程中,我們要給予學(xué)生適當(dāng)引導(dǎo),學(xué)生思考根尖放在10%的氯化氫溶液中的作用,通過思考,學(xué)生能夠認(rèn)識到這一舉措重在溶解細胞間的果膠質(zhì),在這種情況下,也能使根尖細胞變得更為松散,便于壓片。與此同時,10%氯化氫溶液的應(yīng)用,也能使細胞在短時間內(nèi)迅速死亡,且死亡時保留各自的分裂狀態(tài)。在實驗研究過程中,學(xué)生分析為什么用龍膽紫或醋酸洋紅溶液染色?通過分析,學(xué)生能夠認(rèn)識到這種染料能夠使細胞核內(nèi)的染色體著色,增大細胞核與周圍部分的反差,便于直觀觀察染色體的分布。
以葉綠體中色素的提取與分離這個實驗為例,我們可引導(dǎo)學(xué)生制備濾紙條,與此同時,還要讓學(xué)生思考在劣質(zhì)條制備過程中,為什么要將濾紙剪成十厘米長?這與胡蘿卜素在紙條上擴散的距離有什么關(guān)系?為什么在距去兩角的一端一厘米處用鉛筆畫橫線?劃濾細線時為什么要干燥后重復(fù)畫兩三次?通過梳理上述問題,學(xué)生了解實驗原理,對學(xué)生思維的培養(yǎng)有重要意義。
創(chuàng)新是生物教學(xué)的主題,在新課標(biāo)背景下,我們要注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),學(xué)生突破以往的思維束縛,探索最新的生物問題,逐步提升自身的想象能力,促進自身創(chuàng)新思維的發(fā)展。
以“檢測生物組織中的脂肪、糖和蛋白質(zhì)”這個實驗為例,為使學(xué)生更好地觀察花生中的脂肪,需要學(xué)生選取若干花生,進行切片處理。一些學(xué)生在實驗過程中,借助刮刀刮花生,得到花生切片,這個方法非常便捷,便于學(xué)生將刮刀的刮片和熏腸切片進行對比,進而優(yōu)化實驗方案。學(xué)生通過這個實驗,觀察到雖然刮刀切片非常便捷,但得到的細胞結(jié)構(gòu)并不完整?;诖?,我們可引導(dǎo)學(xué)生從多個角度思考問題,改變思考問題的維度,讓學(xué)生思考如何檢測生物組織中的脂肪、糖和蛋白質(zhì)。
綜上所述,生物作為一門自然學(xué)科,對學(xué)生理性思維的培養(yǎng)有重要意義,同時也能指導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),通過自主探究了解更多的生物原理,強化學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)能力。在實際教學(xué)過程中,我們要改革以往的教學(xué)理念,引導(dǎo)學(xué)生從多個角度探究生物實驗,發(fā)現(xiàn)并解決實際問題,強化學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)能力,促進學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。在新課標(biāo)背景下,高中生物實驗教學(xué)要突出學(xué)生的主體地位,強化對學(xué)生的引導(dǎo),學(xué)生能夠把握生物實驗主題,開展高效的探究活動,全面調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。在實驗過程中,可采取多元化的教學(xué)策略,如及時更換實驗用具,提升實驗效果;靈活篩選實驗,提高學(xué)生的實踐能力;借助問題導(dǎo)學(xué),深化學(xué)生對實驗原理的認(rèn)識;豐富生物實驗教學(xué)模式,提升實驗教學(xué)效果;突出探究性原則,提高學(xué)生的分析能力,學(xué)生逐步突破實驗學(xué)習(xí)難關(guān),促進學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。