摘要 1 生 物 实 验 中 培 养 学 生探 究 能 力 的必要性 传统 的生 物实验多 为 演 示型 实 验和 验证型 实验 , 实验课上教师 向 学生演示实验步骤 , 学生根据教师的指导 , 按照 实验步骤
1生物实验中培养学生探究能力的必要性
传统的生物实验多为演示型实验和验证型实验,实验课上教师向学生演示实验步骤,学生根据教师的指导,按照实验步骤操作,观察实验现象,最后得出实验结论。在整个实验课上,学生只是按照教师的流程在走,没有真正思考问题和解决问题,学生的探究能力也得不到提高。《义务教育生物学课程标准(2011年版)》提出,生物教学的课程理念之一是倡导探究性学习,生物科学不仅是众多事实和理论,也是一个不断探究的过程。倡导探究性学习,力图改变学生的学习方式,引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,逐步培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力,以及交流与合作的能力等,突出创新精神和实践能力的培养。在生物教学中,教师可以根据实验的特点,有目的地培养学生的探究能力,比如引导学生自己设计实验方案,让学生逐渐养成喜欢探究和自主学习的好习惯。
2探究实验举例
2.1观察鸟卵的结构
笔者在教学“鸟的生殖和发育”时,做了一个“观察鸟卵的结构”的实验。以前的实验课,笔者会在学生动手做实验前,先给学生演示这个实验的操作步骤,再让学生根据笔者的演示开始做实验。现在笔者上这节实验课时,先让学生根据课本上的鸡卵的结构图片,寻找图片上鸡卵各部分的结构,并观察这些结构的特点,思考这些结构具有什么样的作用。学生在打开鸡蛋前,会思考从哪头打开可以找到鸡卵的气室,学生两两结盟,其中一个学生从鸡卵的尖端敲开鸡卵,另一个学生从鸡卵的钝端敲开鸡卵。学生通过自己的尝试找到鸡卵气室的位置,比教师直接告诉他们气室位于鸡卵的钝端效果要好得多。笔者进一步引导学生思考,为什么气室要位于鸡卵的钝端,学生们纷纷提出了各种猜测,笔者再进一步总结。待学生找到鸡卵各部分的结构并知道其功能后,笔者进一步引导学生探究,一个鸡卵的卵壳上约有7000个气孔,请设计一个实验,来证明气孔的存在。有的学生说用放大镜或显微镜观察;有的学生说将光线透过卵壳观察;还有的学生说制作皮蛋和咸鸭蛋时卵壳是完整的,而盐分和化学物质可以进去,由此联想到卵壳上有气孔;有的学生说煮鸡蛋时,蛋壳上有小气泡冒出,提出用温水煮蛋的方法验证卵壳上有气孔。对于学生提出的实验方案,笔者没有立刻评价,而是让他们自己去尝试,最后比一比谁的实验方案最佳。学生通过交流讨论和实验观察,一致认为将鸡蛋放在温水中煮观察气孔的方法最好。
2.2草履虫应激性
实验笔者教学“单细胞生物”时,跟学生一起做了观察草履虫的实验,课标对本实验的要求是,帮助学生形成“单细胞生物可以独立完成生物活动”的概念。以前上这节实验课,在学生观察完草履虫的结构后,笔者根据教材的提示,将食盐作为有害刺激来观察草履虫的应激性,学生观察总结后,实验结束。现在上这节课,笔者做了一些改变,引导学生思考:“除了食盐以外,还可以用什么材料作为有害刺激?”学生们想到了辣椒水、醋、酱油、低浓度墨水等。接着笔者又问:“草履虫会躲避有害刺激,趋向有利刺激,我们可以用什么材料作有利刺激呢?”学生们想到了糖、牛奶、面包屑、饮料等。笔者让学生用这些材料进行实验验证。在实验中,学生发现酱油和醋颜色较深,不利于观察。于是他们尝试将食醋换成白醋、将酱油稀释后再进行实验。通过实验,学生总结出草履虫躲避有害刺激的反应很快,而趋向有利刺激的反应并不明显。
2.3观察种子的结构
笔者在教学“种子植物”时.需要分离玉米胚,以前笔者引导学生用解剖针将玉米的胚挑出来,但学生在操作时不容易成功。现在笔者做这个实验时,直接把问题丢给学生,让学生自己想办法将玉米的胚分离出来。有的学生尝试用解剖针挑玉米的胚,有的学生直接将玉米种子一挤成功分离了胚,笔者对学生的尝试给予了充分的肯定。
2.4练习使用显微镜
在教学“练习使用显微镜”时,其中一个实验是让学生用显微镜观察玻片标本。以前笔者演示完实验后,给每个实验小组发几个玻片标本,让学生进行观察。因为实验室的玻片标本很有限,学生观察到的细胞种类也很有限。现在上显微镜实验课前,笔者先让学生准备好想要观察的材料,再带到实验室制成玻片后用显微镜观察。学生带来了家里各种植物的叶片、采摘了校园里的花草、剪取了宠物的毛和自己的头发等。在实验课上,笔者教学生制作临时装片的方法,再让学生尝试将自己带来的材料制作成临时装片,用显微镜观察,很快学生就看到了各种各样的细胞。这节实验课,因为一点小小的改变,而变得更加有趣。
3学生的变化
3.1自己琢磨做实验笔者教学“种子的萌发”时,让学生自己在家尝试萌发种子。但是教学时间正值冬天,气温很低,大多数学生的种子并没有萌发。到了春天,气温升高,有些学生再尝试做种子萌发的实验。学生还清楚的记得笔者曾经讲过叶绿素的合成需要光,特意设置了一个对照组,进行遮光处理。笔者当时很惊讶,没想到学生会自己设置实验组和对照组。短短几天后,绿豆就发芽了,并长出了嫩绿的叶子,遮光处理的那盆绿豆也发芽了,但叶子是黄色的。这个实验充分说明,种子的萌发需要适宜的温度,叶绿素的合成需要光照。笔者将学生的实验过程拍照保存下来,作为以后授课的素材。
3.2遇到问题多思考为什么笔者在教学“绿色植物与生物圈的水循环”时,讲到叶片下表皮气孔数量明显多于上表皮,就有学生举手提问:“这什么会出现这种现象?”笔者听了很高兴,学生开始善于思考提问了,正好将该问题抛向全班学生。有的学生说,如果叶片上表皮气孔多,则空气中的灰尘很容易掉进气孔;有的学生说,如果叶片上表皮气孔多,遇到下雨,来不及关闭气孔,气孔就变成了“水孔”;还有的学生结合气孔的功能,认为叶片上表皮气孔分布少,是为了减少水分的蒸发。笔者对善于思考和回答问题的学生进行了表扬,并作出了正确的解释。
3.3关心周围的新鲜事物有一天下课,一个学生过来问道:“最近学校的树上挂了几个捕绳笼和黄色的粘虫板,可是,捕蝇笼的顶端并不是密封的,是怎样捕到苍蝇的?粘虫板为什么全部是黄色,而不是其他颜色?”中午休息的时间,笔者去校园里拍下捕蝇笼和粘虫板的照片,并制作成PPT。教学完新课后,笔者向学生展示了捕蝇笼和粘虫板的图片,让学生思考它们能捕到虫子的原理是什么。然后笔者作出解答,捕绳笼笼底有一个黑色托盘,盘里装着一些诱饵。捕绳笼是利用苍蝇起飞只能斜向上飞的特点,当苍蝇飞落到托盘内吃过食物起飞后,就会被上方锥形纱网罩住,只好从顶端的小洞进人套在它外围的鸟笼状的纱网笼中,逃不出去直至被饿死。粘虫板的原理是,蚜虫、白粉虱、斑潜蝇等多种害虫对黄色敏感,具有强烈的趋黄性,采用这种特殊的黄色配以特殊黏胶,添加特定昆虫信息素,开发研制出高效黄色粘虫板,对害虫的诱杀效果非常显著。
3.4善于提问“昆虫的生殖和发育”以蚕的发育史作为变态发育的代表。讲完蚕的发育过程后,一个学生问了个问题:“蚕看起来都一样,它们也分雌雄吗?”笔者当时一愣,蚕蛾分雌雄,蚕肯定也分雌雄。那么,外表看起来都一样的蚕,怎么辨别雌雄呢?因为备课时没有想到这个问题,笔者一下子不知道怎么回答。下课后,笔者马上查阅了资料。识别蚕雌雄,最可靠的特征是腹部第八、九节:雌蚕第八、九节腹面有4个透明小点;雄蚕第9节腹面中央,有1个透明小点,根据这个特征来辨别蚕的雌雄。学生越来越喜欢思考问题,提出的有些问题,笔者都不知道答案,回去查资料才能作出回答,但是笔者因为学生的改变而倍感喜悦。
4关于实验教学中培养学生探究能力的几点思考
任何探究实验,都要以学生的安全为前提。教师在实验前,应该提醒学生注意安全。比如有的实验需要用到小刀,就要提醒学生不要切到手;有的实验需要用到酒精灯加热,就要提醒学生用火安全。因为学生还没有学习化学,不知道正确熄灭酒精灯的方法,教师在实验开始时应该正确给学生示范,避免出现安全事故。
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