新课程下的生物实验教学

面向全体学生是生物新课程标准的基本理念之一.在此理念引领下的生物教学,应着眼于全体学生在原有基础上都取得发展.故其课程内容和评价标准都有较大的灵活性,以适应不同学校的条件和不同学生的学习要求,促进学生有个性地发展.课程目标具体为知识目标,能力目标,和情感态度与价值观的培养.生物实验教学是生物教学的基本形式之一,实验使学生对生物学知识获得具体、明确的认识,是理解生命现象和生命活动规律的必要基础.依托于实验教学的形式,按新课标要求,在实验教学中使学生在实验教学中得到知识、能力和情感态度与价值观的培养,成为生物实验教学实践者要思考、解决的问题.下面就谈一谈本人在实验教学实践中的一些做法和体会.

一、知识目标的培养

知识目标包括生物学基本事实、概念、原理和规律的基础知识.实验是了解、研究自然规律的重要方法,是学生获取知识的基本途径.

对于“细胞的多样性与统一性”这节内容,学生首先进行“使用高倍显微镜观察几种细胞”的实验,获得大量真核和原核细胞的形态结构等主面的感性认识,就顺理成章的比较和分析出真核细胞和原核细胞之间的相同点、不同点,理性的认识到不同细胞形态上的相异性和在基本结构上的相似性,进而形成细胞多样性与统一性的认同感.再比如“真核细胞的有丝分裂”是高中生物知识中的一个难点,仅凭教师的讲解学生觉得分裂过程繁杂难懂,学生“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验,让学生有一个明确而直观的认识,在高倍镜下观察比较各个时期细胞内染色体的存在状态,判断这些细胞所处有丝分裂的时期,获得有丝分裂的直观印象,进而认识有丝分裂的全过程,总结各时期特点,学生印象深刻且易于理解.

二、能力目标的培养

生物学实验教学是进行能力目标培养的重要途径.立足以学生的长远发展,新课程标准确定的能力目标包括操作技能,信息能力和科学探究能力三个方面.

1.操作技能的培养

实验活动为学生进行实践操作提供了活动平台,通过实验课培养学生的操作技能,是实验课的基本目标,在教学中按学生技能形成的规律组织教学是培养操作技能的关键.

学生形成一定的操作技能首先要明确实验的目的和所用仪器的原理、药品的特性,这是前提.不了解所用器材,使用起来就会有盲目性,就不可能形成使用能力.比如在“提取叶绿体中色素”实验中,学生往往会忘记加入二氧化硅和碳酸钙,如果让学生先了解：Mg离子是叶绿素的成分之一,而叶绿素中的Mg易被细胞液内某些有机酸的H取代而转变为去Mg的叶绿素,影响对色素的观察,自然就明白了研磨时要加入碱性盐碳酸钙保护叶绿素.为什么一定不要让层析液没及滤纸上的滤液细线呢?那是因为防止滤纸条上的色素会溶解到层析液中.学生对注意事项了然于心,动手操作时细心处理,实验成功率大大提高,操作技能不断提高.

其次,在实验教学中若适时利用演示法展示实验过程,能起到事半功倍的教学效果,是提高实验操作技能的捷径.如在“使用高倍显微镜观察几种细胞”的实验中,先请学生讲述低倍镜的操作步骤,然后由教师演示高倍镜的操作,同时学生在下面跟着老师做,在教师一步步的示范下完成实验.最后由学生总结高倍镜的操作步骤和注意示项.学生通过教师典范操作的展示和实践,获得操作高倍显微镜的技能.演示实验,能避免学生走弯路,还能在潜移默化中培养学生良好的实验习惯,达到了良好的教学效果.

2.信息能力、探究能力的培养

新课程标准倡导探究性学习,实验教学也是一类探究活动,在实验教学中,引导学生进行科学探究,在探究过程中完成知识的构建,并培养学生分析和解决问题的能力,培养收集、分析、处理信息的能力以及交流合作的能力.下面以“影响酶活性的条件”的探究活动为例说明.

（1）提出问题

情景引入1：向学生展示加酶洗衣粉,并请学生读一读上面的使用说明.

提出问题：大多数酶的本质是什么,为什么高于70℃就没有用了?这与酶的活性有关吗?

情景引入2：展示消化道内不同部位的PH值（见表1）

表1：消化道内不同部位的PH值

提出问题2：为什么不同消化道内的PH值会有不同呢?这与酶的活性有关吗?

（2）分小组讨论,作出各自的检测设.

（3）设计实验.

有的小组验证温度对酶活性的影响,有的小组验证PH对酶活性的影响.在此过程中教师适时引导提出：①你的实验设计中应变量、自变量分别是什么?②怎样控制自变量,怎样观察或控制应变量?③预期的实验结果如何?

（4）交流改进方案.

（5）进行实验,观察记录.

（6）分析结果：①实验结果与你预期的相同吗?②通过本实验你得出什么结论?③用图表表示温度或PH对酶活性的影响.

（7）进一步探究：①当酶的活性降低以后还能恢复吗?②查阅资料,探究除温度、PH以外还有哪些因素影响酶的活性.

新课程的基本理念“注重现现实生活的联系”,目的就是要求教学要注意联系生活经验,引导学生学习和探究.利用加酶洗衣粉说明书创设情境,激发学了学生的学习主动探究的兴趣.

在上述实验的设计中,特别要注意给学生留下思考、交流和讨论的时间,让学生从设计原理上,实验步骤上,实验结果等方面重新审视自己的实验,以改进方案,是探究活动必不可少的环节,对提高探究能力相当重要.如上述设计中有的小组用碘检测,有的小组用斐林试剂检测.我并未马上否定或肯定任何一种方案,而是先问：先择不同的试剂,利用的原理有何不同?学生经讨论达成共识：斐林试剂检测淀粉分解产物还原性糖,即淀粉有没有分解,而碘液检测淀粉的有无,即淀粉有没有彻底分解.再问：我们用哪种试剂检测呢?请你们自己用实验比较并把结果告诉我好吗?他们继续实施实验,最后的结果分析表明,斐林试剂需要加热的条件会影响实验结果,导致错误结论的产生.这样处理不但激发了学生的学习兴趣,提高了学生解决问题、处理信息的能力,又培养了创新精神.在整个活动过程中,教师由知识的灌输者转变成了学习活动的指导者,和学生平等地交流讨论问题；学生主动积极,兴趣浓厚,每个人都充分发挥自身的才能,为顺利完成探究目标而分工合作,密切配合,实现合作互动的学习方式,实现了探究能力的培养.值得一提的是,学生通过自主探究获得的结果可能各不相同,只有通过师生、生生互动交流讨论,才能达成共识,促进知识的构建.

挖掘科学史中经典实验蕴含的科学方法教育素材,进行整理和加工,设计成科学性的探究性小实验,引导学生进行基于资料的分析探究活动,沿着科学家的思路发现知识,帮助学生实现知识能力的同步提高.如验证DNA是遗传物质的一系列实验,光合作用发现的一系列实验等.在教学时,不仅要让学生了解实验过程和结论,更要注重指导学生进行实验分析,分析每个发现之间的内联系,利于对整过程的把握和体验处理问题的科学方法.

三、实验教学中情感态度价值观的培养

一个人的情感、态度、价值观往往会伴随他的一生,对其一生的发展起到重要的影响.强调知识的来源,就是为了更好地渗透对人、对生命、对人类生存的环境的情感态度与价值观的教育.因此新教材中许多经典实验的介绍,都是结合科学发现史进行的,如酶的发现史,光合作用的发现史,生长素的发现史,遗传物质的发现史,DNA的双螺旋结构的发现,遗传基本规律的发现,激素的发现等等.这样的安排符合学生的知识基础、心理特点和认知规律.

这一段段科学发现的真实历程,不仅能让学生了解知识的发现过程,更体会到所学知识的宝贵,因为是一代代科学家们付出了血和泪,甚至生命才获得的.如孟德尔对杂交实验潜心研究8年,发现遗传规律；斯他林和贝利斯不迷信权威大胆创新用实验证明自己的检测设.再如“关于酶本质的探索”中,讲到巴斯德与李比希的观点铮锋相对时,我指出：科学发展过程中出现争论是正常的,分析巴斯德和李比希之间出现争论的原因是什么,这一争论对后人进一步研究酶的本质起到了什么作用?萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质,并因此荣获诺贝尔化学奖.你认为他成功的主要原因是什么?学生通过对这些问题的讨论体会到科学研究的过程是一个不断开拓、,继承、修正和发展的过程.科学家的科学态度、科学精神和价值观潜移默化地影响着学生.学生不但被科学家们追求真理的精神所打动,还能将科学态度,科学精神投入到实验操作中.做实验时认真踏实,实事求是,从不捏造数据,当实验结果由于某些因素而不正确时,不气馁冷静分析,找出失败原因,总结经验教训,直到实验成功.