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优化生物实验设计 展现探究教学魅力

作者:第一论文网 更新时间:2015年10月26日 21:04:51

摘 要 结合生物课程标准对教材中的一些实验进行进一步优化设计,注重学生的学习体验,展现探究教学的魅力。 
  关键词 实验设计 课程标准 探究教学 
  中图分类号 G633.91 文献标志码 B 
  《义务教育生物学课程标准(2011年版)》(以下简称“新课标”)明确指出,生物学课程不仅要让学生获得基础的生物学知识,还期待学生主动地参与学习过程,养成理性思维的习惯,并高度重视对学生探究能力的评价。生物学是一门以实验为基础的科学,初中生物包含了近50个不同类型的实验。但对于一些不易操作或不够具体的实验设计,不少教师按部就班进行实验,导致实验效果不佳,或一些教师为了“挤时间”而变做实验为看录像,“练习”的效果或许不差,却达不到培养学生探究能力的目标。因此,根据新课标的要求,笔者结合实验实际操作的可行性和合理性原则,对教材中的一些实验进行了优化设计,让每一位学生都能真正获得学习体验。实践表明,学生学习积极性高,教学效果显著。 
  1 改进实验装置,关注学生体验 
  瑞士教育心理学家皮亚杰曾说过:“知识来源于动作”。我国著名教育家陶行知先生也早在1927年便提出“行是知之始,知是行之成”的著名理论。这些都说明动手实践和探究实践的重要性。同时,新课标大大增加了实验教学的份量,在实验操作过程中倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,突出了对学生探究能力的培养。笔者通过改进实验装置并实施,关注学生的学习体验,提高了学生的科学素养。 
  案例1:以苏教版七年级上册第六章第四节中“植物呼吸作用产生二氧化碳”的实验为例。教材中选用分别装有新鲜和烫熟蔬菜的黑色塑料袋,验证植物的呼吸作用产生了二氧化碳。该实验中,新鲜植物经过一个昼夜的呼吸作用产生的气体量并不多,在塑料袋中不易将其完全挤压出来,经常使通入澄清石灰水中的气体量不足,而导致实验失败。 
  针对以上问题,教师进行了实验装置的改进,如图1所示。用矿泉水瓶代替黑色塑料袋,瓶中气体受到挤压易排出,且排出量较大。改进后的实验装置十分便于操作,即使一名学生也能独立完成实验。另外,矿泉水瓶易得,携带方便,学生也可带回家进一步验证。经过这样的改进后,每一位学生都真正获得了学习体验,提高了学习兴趣,进而加深了对生物学知识的理解。 
  2 提高实验材料可控性,化难为易 
  “培养学生具有一定的探索精神”是新课标倡导的基本目标之一。而初中生物实验范围较广,涉及到生物界的各个方面,在实验过程中实验材料的可控性将直接影响实验的效果和对学生探索精神的培养。教师通过提高实验材料的可控性来降低实验操作的难度,大大激发了学生的探究兴趣。 
  案例2:以苏教版七年级上册第二章第二节中“蚯蚓在什么样的物体表面爬得快”的实验为例。教材中对探究假设蚯蚓在玻璃板(硬纸板)的物体表面爬得快只提供了简单的实验指导,而在实际的操作中往往会遇到许多难题:如蚯蚓在物体上不爬怎么办?爬得不是直线怎么办?怎么测量爬的直线距离呢?这些问题在实际的操作中均会出现,教师却难以控制。笔者对这个实验做了以下改进,效果良好。 
  首先,实验前将蚯蚓浸泡在水中30 s,制造缺氧环境。这样蚯蚓在脱离水后,便会产生应激反应而不断爬行,可解决蚯蚓不爬的问题。然后紧贴蚯蚓放置一把直尺,并记下蚯蚓爬行时的起点和终点刻度,以获得在特定时间段内的爬行距离,进而得知蚯蚓的爬行速度。这样便解决了蚯蚓爬的不是直线和如何测量爬的直线距离的问题,降低了实际操作的难度,化难为易,大大提高了学生的探究兴趣。 
  3 改进实验方法,联系现实生活 
  在初中生物实验中,有些实验材料不易制成临时切片标本,只好以观察永久切片代替,这让实验缺乏了趣味性,也不能培养学生的创新能力。“注重与现实生活相联系”是新课标的基本理念之一。故笔者尝试改进实验方法,转变思想联系现实生活,化静为动,提高了教学的高效性。 
  案例3:以苏教版七年级下册第九章第二节中“观察小肠结构”的实验为例。教材中选用在显微镜下观察狗小肠壁横切片标本,说明小肠结构易于吸收的特点,这样的设计较为科学却缺乏趣味性。 
  教师用日常生活中的毛巾,制作简易小肠皱襞模型,让学生直观、形象地观察到小肠皱襞结构。然后把毛巾展开,可让学生直观体会到小肠皱襞和绒毛大大增加了小肠内的吸收面积的特点,进而形成结构与功能相统一的观点(图2)。同时,为了让学生更加清晰地了解小肠绒毛的内部结构,教师选用不同颜色的超轻黏土,分别作成图3中的形状,褐色代表小肠绒毛壁、黄色代表毛细淋巴管、蓝色代表小静脉、红色代表小动脉组装成小肠绒毛结构模型。学生可以形象地看到小肠绒毛中丰富的毛细血管和毛细淋巴管,进而理解小肠绒毛有利于营养物质吸收的结构特点。改进后的实验不仅让学生“动起来”,培养了学生的创新能力,也让学生体会到“知识源于生活”。该实验可选择在学习完知识点后让学生操作,教师也可边讲解边让学生操作,加深印象。 
  此外,在苏教版七年级下册第八章第三节“骨的特性与骨的成分之间的关系”的探究实验中,教材中用“骨的煅烧”和“骨的脱钙”两个实验以说明骨的成分包含无机物和有机物。骨在煅烧后剩余的成分是否是无机物呢?骨在脱钙后剩余的成分是否是有机物呢?教材中没有进一步的验证,却给学生带来了困惑。根据骨中的无机物可溶解于盐酸,有机物可燃烧的特点,教师增加了“煅烧后骨的脱钙”和“脱钙后骨的煅烧”两个实验,对骨的成分进行了进一步的验证,很好地解决了学生的困惑,加深了学生对该知识点的理解。 
  初中生物中的实验操作颇多,教师不能按部就班地去完成一个个实验,应充分开发学生自身潜力,使学生智慧思考,创造性地利用实验器材和身边的资源,使实验设计更加合理化、人性化,使教学更具启发性和说服力。教师要优化实验设计,展现探究教学的魅力,让学习更轻松、更有趣。