专题讲座 (2)

浅谈高中生物实验教学摘 要：提高生物科学素养是新课标的基本理念之一，而生物学是一门以实验为基础的自然学科，通过实验既能培养学生的实验操作技能，又能培养学生的综合探究能力并树立实事求是的科学态度；对实验观察到的现象进行讨论和分析，能很好的发挥学生学习实验、认识自然的成效；这无疑是当今新课程改革的要求。在高中生物教学中积极探索和研究实验教学，将为学生的生物科学素养打下坚实的基础。关键词：高中生物 实验教学提高生物科学素养是新课标的基本理念之一，已往的生物教学大纲都没有这样明确的提法，其提出的直接源头是素质教育的提出。生物科学素养是指公民参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学知识、探究能力以及相关的情感态度与价值观，它反映了一个人对生物科学领域中核心的基础内容的掌握和应用水平，以及在已有的知识基础上不断提高自身科学素养的能力。而生物学是一门以实验为基础的自然学科，通过实验既能培养学生的实验操作技能，又能培养学生的综合探究能力并树立实事求是的科学态度；对实验观察到的现象进行讨论和分析，能很好的发挥学生学习实验、认识自然的成效；这无疑是当今新课程改革的要求。因为在新课程改革的今天，教育的目的不仅是传授学生知识，更主要的是培养学生的素质和能力。即不仅要学生知道是什么，而且要知道为什么，更重要的是知道怎么做；不仅要使学生学会已有知识，而且要让学生学会动手动脑收集、加工知识，学会自我增长知识和生产知识。因此我们应该明确实验在生物学教学中的重要地位，它是学生获取生物知识的最有效手段之一，同时对学生整体素质教育的提高，起到了非实验教学无法替代的作用。有人说：“得实验者得生物之天下”，这话说得有一定的道理，随着高考的不断改革，高考对生物学实验要求越来越高，占有的比重也越来越大。对云南省来说，今年是实施新课程以来的第四年，在生物复习中如何有效的复习生物实验，相信是摆在许多生物老师面前的一个比较迫切的任务。笔者认为，从一开始的生物教学，认真探索和研究高中的生物实验教学，有着及其重要的现实意义。1.平时教学中重视实验教学，注意培养和提高学生各方面的能力:2012年云南省普通高中高考考试说明中对中学生物学的实验高考提出了的要求：能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能, 并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。从中可以看出高中课本的一些基础实验教学必须引起大家的重视，但在平时的接触中了解到，许多老师好像对 - 1 -平时的书本的基础实验教学并没有引起足够的重视。许多生物老师感到困惑:在高三的生物实验专题复习中化了那么多的时间，怎么还有那么多的学生在实验题的基本得分中还是那么低？其中一些缘由不难理解，学生的许多能力并不是靠短时间的强化就能有质的飞跃。因为从近几年的高三学生的理综的生物部分的模拟训练中所暴露出的问题及近几届我校高考考生的信息反馈中，笔者发现有一部分学生在做有关生物实验题时，竟然还不清楚什么是实验目的、实验原理等许多生物学实验的基本知识，难怪考生在这方面得分较低，如果平时对实验教学没有引起足够的重视，学生对基本实验的原理、方法及基本技能等都没掌握，要学生会综合运用，那是否有点勉为其难呢？所以即使到高三花了很多精力进行实验专题复习也往往也收不到较好的效果。这让笔者深深地感到在平时的生物学教学中就应该认真抓好实验教学，采取有效措施来培养学生各方面的能力，方能收到较好的效果。那么，应培养学生哪些方面的能力呢？笔者认为主要包括培养学生对于生物学的动手操作能力、观察能力、逻辑思维能力、创新能力及实验设计能力等综合素质能力，而要提高学生的综合素质能力就应该从平时抓起，绝不是一朝一夕所能见效的。而笔者认为应该从以下几方面入手：1.1在平时高中生物实验教学中力求帮助学生搞清仪器的原理和药品的特性，培养学生动手操作能力。只有先“知其然”，才有可能“知其所以然”。为了使实验教学更加有效，笔者觉得花点时间帮助学生搞清仪器的原理是很有必要的，例如，生物实验最常用的仪器之一显微镜的使用，直接关系到高中许多实验的成败，但在许多高中生物老师的眼中却认为那些学生从初中开始就会用了，用不着多费口舌，其实还有许多学生在学习初中自然科学有关生物的实验过程中根本没有掌握显微镜的使用，甚至发现有些同学连对光都不会，却常常由于好奇心的驱使和对低倍镜、高倍镜特点的无知，总是一上来就用高倍镜，认为高倍镜总比低倍镜观察更清楚，而有些女同学在使用显微镜时只怕压坏装片或弄坏镜头而过于小心，在低倍镜下看到图像后，总是先用初准焦螺旋调高镜筒，还有些同学对图像位置的调整很盲目，这其中的许多问题大多出在一些学生不了解显微镜的原理，只有让学生了解显微的基本原理后，学生才会弄懂高倍镜放大倍数大，分辨率高，但所看到的实际面积小，即视野小，而低倍镜则相反。学生只有在了解了这些基本原理的基础上，才能正确选用低、高倍镜，才能正确使用高倍镜，另外，学生搞清楚了显微镜成像原理，知道成的是倒像，也就不难理解为什么图像在视野中偏左还要把装片往左侧移动的道理了。当然在此基础上还应该让学生亲自动手去做做，这样印象才会深刻。因为在上实验课时笔者发现，有部分同学怕出错而不敢亲自动手，喜欢看人 - 2 -平时的书本的基础实验教学并没有引起足够的重视。许多生物老师感到困惑:在高三的生物实验专题复习中化了那么多的时间，怎么还有那么多的学生在实验题的基本得分中还是那么低？其中一些缘由不难理解，学生的许多能力并不是靠短时间的强化就能有质的飞跃。因为从近几年的高三学生的理综的生物部分的模拟训练中所暴露出的问题及近几届我校高考考生的信息反馈中，笔者发现有一部分学生在做有关生物实验题时，竟然还不清楚什么是实验目的、实验原理等许多生物学实验的基本知识，难怪考生在这方面得分较低，如果平时对实验教学没有引起足够的重视，学生对基本实验的原理、方法及基本技能等都没掌握，要学生会综合运用，那是否有点勉为其难呢？所以即使到高三花了很多精力进行实验专题复习也往往也收不到较好的效果。这让笔者深深地感到在平时的生物学教学中就应该认真抓好实验教学，采取有效措施来培养学生各方面的能力，方能收到较好的效果。那么，应培养学生哪些方面的能力呢？笔者认为主要包括培养学生对于生物学的动手操作能力、观察能力、逻辑思维能力、创新能力及实验设计能力等综合素质能力，而要提高学生的综合素质能力就应该从平时抓起，绝不是一朝一夕所能见效的。而笔者认为应该从以下几方面入手：1.1在平时高中生物实验教学中力求帮助学生搞清仪器的原理和药品的特性，培养学生动手操作能力。只有先“知其然”，才有可能“知其所以然”。为了使实验教学更加有效，笔者觉得花点时间帮助学生搞清仪器的原理是很有必要的，例如，生物实验最常用的仪器之一显微镜的使用，直接关系到高中许多实验的成败，但在许多高中生物老师的眼中却认为那些学生从初中开始就会用了，用不着多费口舌，其实还有许多学生在学习初中自然科学有关生物的实验过程中根本没有掌握显微镜的使用，甚至发现有些同学连对光都不会，却常常由于好奇心的驱使和对低倍镜、高倍镜特点的无知，总是一上来就用高倍镜，认为高倍镜总比低倍镜观察更清楚，而有些女同学在使用显微镜时只怕压坏装片或弄坏镜头而过于小心，在低倍镜下看到图像后，总是先用初准焦螺旋调高镜筒，还有些同学对图像位置的调整很盲目，这其中的许多问题大多出在一些学生不了解显微镜的原理，只有让学生了解显微的基本原理后，学生才会弄懂高倍镜放大倍数大，分辨率高，但所看到的实际面积小，即视野小，而低倍镜则相反。学生只有在了解了这些基本原理的基础上，才能正确选用低、高倍镜，才能正确使用高倍镜，另外，学生搞清楚了显微镜成像原理，知道成的是倒像，也就不难理解为什么图像在视野中偏左还要把装片往左侧移动的道理了。当然在此基础上还应该让学生亲自动手去做做，这样印象才会深刻。因为在上实验课时笔者发现，有部分同学怕出错而不敢亲自动手，喜欢看人 - 2 -家做，而有些同学则懒得动手，我们必须督促每个学生亲自去做每一个实验，确保每个学生都动手，显微镜的使用、装片的制作等是生物实验的基本功，尤其是显微镜的使用，直接关系到实验的成败。笔者为了让学生弄懂显微镜的基本原理及使用，在上实验课时为此特意花了两节课，学生掌握也很不错，因为对于“用显微镜观察多种多样的细胞”、“观察叶绿体”、“观察动物细胞的吸水和失水”、“观察植物细胞的质壁分离和复原”、“观察细胞的有丝分裂”等实验，许多学生做起来就比较得心应手。另外，在生物实验教学中对于药品的使用方面也应引起一定的重视，例如，在观察植物细胞的有丝分裂实验中，有许多同学总是把漂洗与染色这两个步骤调换，如果我们把盐酸、龙胆紫的特性向学生介绍清楚，让学生懂得盐酸的目的是用来解离、碱性龙胆紫是用来染色的，学生也就比较容易理解解离后先用清水漂洗再去染色可以使染色效果更佳，再譬如，在“叶绿体色素的提取和分离”实验中，在实验教学中笔者帮助学生弄清二氧化硅、碳酸钙、层析液等药品的特性，使他们能比较顺利的提取和分离到色素，在此基础上，启发学生若在色素提取时不加丙酮而让水代替，那效果会怎样，让学生动手试试，效果都不错。1.2在平时的生物实验教学中注意培养学生分析实验现象的习惯，这对于提高学生分析问题和解决问题能力有极大的益处。在考试说明中要求学生“具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理”。在实验中，经常发现有许多学生只重视实验最后结果的记录，而轻视对实验过程中间出现某些现象的记录，而平时好多同学由于种种原因没有得到期望的实验结果而泄气，碰到这些情况教师不要急于指出毛病出在哪，而要帮助他们分析没能达到预期效果的各种可能情况，让他们自己找出失败的原因，从而提高学生分析问题的能力。例如，在观察植物细胞有丝分裂实验过程中，大致为：培养10HCI解离漂洗染色压片，一些学生也是按照这些步骤去做，但是在显微镜下看到有的细胞重叠在一起，看不清每个细胞的形态，让学生分析可能是哪一步骤出现错误，学生会得出可能是两种原因：其一是用HCI解离时间过短，另一种是压片时处理得不够好，在此实验中有时会出现细胞颜色过浅，学生会分析出可能是漂洗和染色时间短所致。又譬如，“叶绿体中色素的提取和分离”实验，个别学生没按正常步骤操作，而直接用水代替丙酮，在实验中忘了放二氧化硅、碳酸钙、层析液等药品，学生得不到理想的实验效果，笔者就启发学生分析为什么出现不一样的实验现象。像这样平时在实验教学中重视对学生实验中的失败查找原因，既培养了学生分析与处理实验现象和结果的能力，又培养了学生严谨的学习态度。1.3在平时的生物实验教学中结合教材进行实验方法或实验步骤的改进或实验类型等的自主第3/6页 设计实验的尝试，对于培养学生的创造能力及科学素养应该会有很大的帮助。根据教育部的划分标准，高中生物新课程的实验根据学生实验目标的不同，共分三大类：技能型、验证型和探索型。其中探索性实验最能培养学生的创造能力。在平时的生物学实验中，教师可有意渗透实验设计的一般原理与方法的教育，在一定程度上把验证性、演示性的实验改为探索性实验、研究性实验，鼓励学生自己设计具体的实验，给学生提供一个宽松和谐的实验环境，使学生的情绪、情感处于积极主动的状态，这能极大地提高学生学习生物的主动性、积极性。虽然探究性实验具有很大程度的不确定性，主要表现为实验材料的不确定性和实验步骤的不确定性，不同的学生对同一个实验有不同的实验设计方案、不同的实验材料；同时，不同的学生对同一知识点的理解不同，也会有不同的实验设计思路，这样它所选用的实验步骤也不同，虽然学生有许多实验设计还很不完善、很不成熟，甚至于失败，但笔者平时鼓励学生在实验中大胆创新，给他们更多的选择自由。例如，在教“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验时，在要求学生搞清质壁分离和复原的原因后，鼓励学生用不同材料去试试，有的学生从家里带来一些食盐、农业化肥（KNO3、尿素）等，还有的学生从细胞的吸水和失水原理中想到可否用不同浓度梯度的蔗糖溶液来测出一些植物细胞的细胞液浓度，笔者指导学生如何设计实验，利用书本知识结合实际，在实验条件许可的情况下，都可让他们去试一试。通过这些过程，既能培养学生独立且科学地思考问题的能力，又能培养他们观察、实验、思维、自学等能力，从而提高学生的科学素质，这在一定程度上也会激发学生学习生物的兴趣。2.在生物实验复习中培养学生的实验设计能力和完成实验能力。考试说明中还要求学生：“具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法”， 这就要求我们的实验复习要提高学生的实验能力或更直接地说解题能力，需深入复习“生物知识内容表”所列的16个实验，掌握这些实验的实验目的、原理、方法和操作步骤等方面的技能，并能在此基础上归纳总结，以达到举一反三，触类旁通的目的。在平时我们若重视生物实验教学，学生在实验各方面的能力也在不知不觉中提高了。2.1加强对考试说明规定的实验的识记、理解和拓展。指导考生分析和研究教材中的经典实验，总结和领悟实验与探究的过程和方法。如光合作用的发现、生长素的发现、孟德尔豌豆杂交实验、肺炎双球菌的转化实验等，指导学生分析总结实验设计的基本原则，如单一变量原则、对照实验原则、可重复性原则。特别要注意的是对照实验原则，在高中的实验设计中用得最多的是空白对照与相互对照。我们有必要总第4/6页 结的是对照组和实验组的区别，根据对照的含义和几种形式，可以这样认定对照组和实验组。凡是施以实验因素（即变量）作用的一组即为实验组，因为实验目的就是探索在此变量下可能的结果，所以确定为实验组，而没有给予实验因素或只有部分实验因素不是所要研究的处理因素就是对照组，例如验证“胰岛素具有降低血糖浓度的作用”实验中，把小白鼠分为两组，其中实验组加胰岛素，对照组用等量的生理盐水。2.2指导学生熟悉来自各省市实验题的一般题型及其解题方法，重视实验变式训练，培养学生发散思维能力。在学生已具备的知识和能力的基础上,对实验中的问题进行变式训练很重要。因为它可以让学生通过变式训练掌握不同实验题型的解题规律和技巧，明确命题意图和要求，克服思维定势，对变式训练问题的进一步讨论分析,将有利于学生对知识的综合升华和能力的提高。2.3强化规范训练，提高学习效率。通过以往的训练中，发现有些学生答题不规范、叙述啰嗦、语言描述不准确、口语化严重，在实验强化训练中要求学生书写认真规范、布局合理，能用简洁、清晰、逻辑性强的语言或其他形式准确地描述或表达生物学基本原理、事实和实验结果。如设置对照实验时应注意用下面一些词：“分组编号”、“个体大小，健康状况相同”、“长势和生长状况相同”、“等量”、“在相同条件下培养”、“适宜条件”、“一段时间后观察”等等。“细节决定成败”，有些看似细小的地方却是许多学生容易疏忽的地方，有些实验设计就是由于不重视一些小的细节而导致实验的失败，我们在平时就要求学生注意回答多用生物专业术语，力求科学、规范，在复习中可以引导学生对照一些典型高考试题，先分析试题，再对照标准答案反复分析、理解，要引导学生充分讨论和交流，以期最大限度地相互促进和校正思维过程，以期提高语言表达能力，并培养了学生严谨踏实的科学态度,认真求实的良好实验习惯。因此，笔者认为高中的生物教学必须重视实验课的教学，掌握学习生物学的能力和方法，为他们获取新的知识并将知识运用于实践创造良好的条件。在高中生物教学中积极探索和研究实验教学，将对学生的实验备考打下坚实的基础。而在对生物实验进行复习时，运用有效的教学策略，将会激发学生学习的主体意识,充分调动学生的学习兴趣，并有利于拓宽学生的思路,丰富学生的知识，更好地培养学生的创新意识、创新精神、创新能力及实践能力,全面提高教学质量。关于必修三稳态与环境易错问题专题讲座讲座人：韦龙江时间：2011年4月地点：生物教研室