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生物学是一门实验性很强的学科。观察和实验是其基本的研究方法。九年制义务教育生物教材的最大特点之一就是增加了大量的实验,其目的在于加强生物学科的实验教学,培养学生的观察能力和实验能力。对中学生来说,实验教学既是培养学生实验技能获取生物知识和科学探究能力的主要手段,又是遵循新课程理念,导以思维、授以方法、练以技能、揭示规律,实现知识迁移,提高学生素质和能力的有效途径。生物实验教学能力培养主要包括①常见仪器、器具操作能力;②对实验程序的理解能力;③获得知识的能力;④对实验结果的整理分析能力;⑤解决问题的能力。
1 常见仪器、器具操作能力
熟练使用显微镜、解剖器、安装实验装置、自行设计各种实验步骤、采集制作植物、动物标本等;而明确仪器的原理和药品的特性,是培养学生操作能力的基础。对仪器的原理不了解,使用起来就会带有盲目性,不仅不能形成使用能力并可能造成一定的危害。例如,在显微镜的使用上,由于学生对低倍镜和高倍镜特点的无知,经常不能根据观察对象的特点和观察目的进行合理的选择,总是一上来就用高倍镜,认为高倍镜总比低倍镜观察清楚。这种盲目性,是由于学生不了解显微镜的基本原理,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。而且倍数越高,看到材料的厚度就越薄,高倍镜适宜观察局部和细节。低倍镜所看到的面积大,适宜观察材料的整体结构,以及寻找观察目标。只有学生了解了这些基本知识,才能正确选用低、高倍镜,才能熟练地掌握仪器的使用,提高自身操作能力。
2 对实验程序的理解能力
实验程序是为了解决某个问题而提出的具体步骤措施,它往往是经过几十次甚至上百次的反复摸索而最后确定下来的。所以我们不能程序性的按实验指导出现结果就行,而要指导学生去分析实验中每一步骤的作用、意义以及各步骤之间的联系,从中学习解决问题、研究事物的方法。例如,用龙胆紫或醋酸洋红溶液染色的目的是,这两种染料易使细胞核内的染色体着色,从而增大细胞核与周围部分的反差,便于观察染色体分布和变化。压片的目的是使细胞分散开,变成单层,否则光线无法透过会影响观察。加清水是起润滑剂和利于细胞分散的作用,压片时,在盖玻片上再加一片载玻片的目的是防止手指与盖玻片直接触压,会将极薄的盖玻片压碎(在镜下观察前应将载玻片取下,并注意不要让盖玻片移位)。因此,在实验过程中,应明确每一步的作用,由教师讲清或提出问题让学生思考,使学生既知道实验应怎么做,也知道为什么这样做。
3 获得知识的能力
是指在实验过程中通过聆听、观察、阅读、质疑、记录分析实验结果等途径获得知识的能力,中学生物实验离不开观察。观察是认识的源泉和起点,是发现问题的重要途径,是思维的基础。学生只有勤于观察,乐于观察,才能做好生物实验。让学生学会观察,掌握观察的方法,获得丰富的直观形象,活跃思维,以达到完成各种实验的目的。在生物实验教学中,无论是演示实验还是学生实验都需要学生进行细致的观察。例如:很多学生都认识和见过鼠妇(俗西瓜虫),但很少仔细观察过,教师通过引导学生观察影响鼠妇分布的环境因素,使学生了解到鼠妇生活在阴暗、潮湿的陆生环境中,对光、触碰等刺激能产生运动和反应,从而了解到环境因素对生物的影响。观察过程中,学生了解了干燥和潮湿、阴暗和明亮的环境对鼠妇分布的影响,获得了一定的感性认识。
4 对实验结果的整理分析能力
在高中生物实验教学过程中,不少学生只重视实验结果,不重视结果分析:只满足于实验的成功,而不愿对实验失败的原因进行分析。造成这种现象的原因,除了是学生对实验的根本目的缺乏深刻的认识以外,而不懂得如何分析实验、没有掌握实验分析的一般方法是非常重要的因素。通过表解、图释记录实验的结果,对实验现象进行分析整理,找出实验成败原因,并能解释实验现象,写出实验报告;由于各种因素的影响,实验结果往往千差万别,对于没有达到实验目的的实验,不能简单地要求学生重做,而是帮助学生分析实验过程和实验现象寻找失败的原因。例如:在“植物细胞吸水和失水”实验中,有些同学用同一材料、同一方法做实验,但蓝色液面不上升反而下降,通过分析原因,发现是因为盐水中食盐加得太少,也就是浓度较低,经过这样的分析比较,学生对细胞内、外溶液的浓度有了更深刻的认识,对知识的掌握更加牢固。又比如“观察植物细胞的有丝分裂”(以下简称“实验一”)中,准确切取洋葱根尖生长点部位,是实验成功的前提。一些学生制成的装片中往往看不到或看到很少的分裂相细胞,就是因为切取部位正确导致的,即没有选准根尖的生长点部位。应用镊子撕取洋葱表皮而不少学生是用刀片削或挖,以至取出的表皮较厚,这样在显微镜下也就看不到单层细胞。所以,实验分析很重要:一方面,可以找出并排除影响因素,使实验重做获得成功;另一方面,还可以总结出经验教训,甚至可能还有意外的收获、新的发现,这在科学史上是不乏其例的。因此,尽管现行高中生物教学大纲没有明确实验分析这一目的,而且实验也比较简单,在高中生物实验教学中,除了使学生达到提高动手能力、了解实验原理和方法、验证所学知识这些目的以外,教育学生辩证地看待实验的成功与失败、一教给学生进行实验分析的一般方法、初步培养学生实验分析的能力是必要的!
5 解决问题的能力
学生应用与实验有关的知识寻求解答问题的能力。面对一个生物学任务,我们如何通过合理的实验设计去完成它,这要求学生掌握一定解决问题的能力。设计实验建立在学生熟悉教材内容的基础上,它的成功,可大大调动学生参与探究活动的积极性和激发学生的好奇心和创新能力。实验能力的培养仅靠课堂实验教学是不够的,还要尽可能的开展生物课外活动,让学生对植物、动物、环境污染、人口问题等进行调查、研究,使他们有机会自己设计完成实验。在大量的实践活动中,运用已有的知识和能力去观察现象,分析解决遇到的实际问题,从而主动获得知识,进一步提高实验能力。传统实验往往学生按部就班地按设计好的试验操作。得到实验结果。这束缚了学生的手脚限制了学生思维的发展。中学生已有了一定的生活经验和实验动手能力,教师要指导学生自己设计实验。例如:在学习生物实验“鼠妇的感光性”时,鼓励学生通过各种方法来证实它的感光性。因为材料、方法都没有任何的限制,学生可以大胆地发挥想象力设计各种实验,最后老师提出实验不足,让学生思考改进方法。其中,有位同学做了一个纸盒,一半敞开透光,一半封闭不透光。该学生将十几只鼠妇放进敞开的一边。他发现其大多数不动或是乱跑,于是该同学得出结论:鼠妇喜欢有光的地方。随后,教师让该同学将鼠妇放进黑暗的一边,发现它们待在那里却没有向有光的一边跑去。现在的结果就与前一结论发生冲突。其实,鼠妇不喜光,如果直接将其放在有光处。由于其不熟悉周围环境不知道哪里是黑暗。所以很多停留在原地或是无目的的乱跑。通过教师的不断引导,该学生最后懂的了正确的实验方法:将鼠妇放在有光和无光交界的地方,观察鼠妇向哪一方向跑,然后总结出结论。
总之,在生物教学过程中,教师应加强对学生的能力的培养,定会事半功倍,全面提高教育。
参考文献
1 王峰.中学生物实验教学与能力的培养.安徽:教育学院学报,2003(3)
2 孔祥忠.加强实验教学.培养学生科学素质.中学生物教学,1997(4)
3 黄伟.生物教学的素质教育功能试淡.中学生物教学,1997(4)
4 冯虹.生物教学中探究式学习初探.武汉市教育科学研究院学报,2007(1)
5 孙绍芳.生物实验教学和实践能力的培养.芜湖:职业技术学院学报,2002(3)
6 邹俊.通过生物实验教学培养学生的创新实践能力.四川教育学院学报,2006(12)
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1 常见仪器、器具操作能力
熟练使用显微镜、解剖器、安装实验装置、自行设计各种实验步骤、采集制作植物、动物标本等;而明确仪器的原理和药品的特性,是培养学生操作能力的基础。对仪器的原理不了解,使用起来就会带有盲目性,不仅不能形成使用能力并可能造成一定的危害。例如,在显微镜的使用上,由于学生对低倍镜和高倍镜特点的无知,经常不能根据观察对象的特点和观察目的进行合理的选择,总是一上来就用高倍镜,认为高倍镜总比低倍镜观察清楚。这种盲目性,是由于学生不了解显微镜的基本原理,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。而且倍数越高,看到材料的厚度就越薄,高倍镜适宜观察局部和细节。低倍镜所看到的面积大,适宜观察材料的整体结构,以及寻找观察目标。只有学生了解了这些基本知识,才能正确选用低、高倍镜,才能熟练地掌握仪器的使用,提高自身操作能力。
2 对实验程序的理解能力
实验程序是为了解决某个问题而提出的具体步骤措施,它往往是经过几十次甚至上百次的反复摸索而最后确定下来的。所以我们不能程序性的按实验指导出现结果就行,而要指导学生去分析实验中每一步骤的作用、意义以及各步骤之间的联系,从中学习解决问题、研究事物的方法。例如,用龙胆紫或醋酸洋红溶液染色的目的是,这两种染料易使细胞核内的染色体着色,从而增大细胞核与周围部分的反差,便于观察染色体分布和变化。压片的目的是使细胞分散开,变成单层,否则光线无法透过会影响观察。加清水是起润滑剂和利于细胞分散的作用,压片时,在盖玻片上再加一片载玻片的目的是防止手指与盖玻片直接触压,会将极薄的盖玻片压碎(在镜下观察前应将载玻片取下,并注意不要让盖玻片移位)。因此,在实验过程中,应明确每一步的作用,由教师讲清或提出问题让学生思考,使学生既知道实验应怎么做,也知道为什么这样做。
3 获得知识的能力
是指在实验过程中通过聆听、观察、阅读、质疑、记录分析实验结果等途径获得知识的能力,中学生物实验离不开观察。观察是认识的源泉和起点,是发现问题的重要途径,是思维的基础。学生只有勤于观察,乐于观察,才能做好生物实验。让学生学会观察,掌握观察的方法,获得丰富的直观形象,活跃思维,以达到完成各种实验的目的。在生物实验教学中,无论是演示实验还是学生实验都需要学生进行细致的观察。例如:很多学生都认识和见过鼠妇(俗西瓜虫),但很少仔细观察过,教师通过引导学生观察影响鼠妇分布的环境因素,使学生了解到鼠妇生活在阴暗、潮湿的陆生环境中,对光、触碰等刺激能产生运动和反应,从而了解到环境因素对生物的影响。观察过程中,学生了解了干燥和潮湿、阴暗和明亮的环境对鼠妇分布的影响,获得了一定的感性认识。
4 对实验结果的整理分析能力
在高中生物实验教学过程中,不少学生只重视实验结果,不重视结果分析:只满足于实验的成功,而不愿对实验失败的原因进行分析。造成这种现象的原因,除了是学生对实验的根本目的缺乏深刻的认识以外,而不懂得如何分析实验、没有掌握实验分析的一般方法是非常重要的因素。通过表解、图释记录实验的结果,对实验现象进行分析整理,找出实验成败原因,并能解释实验现象,写出实验报告;由于各种因素的影响,实验结果往往千差万别,对于没有达到实验目的的实验,不能简单地要求学生重做,而是帮助学生分析实验过程和实验现象寻找失败的原因。例如:在“植物细胞吸水和失水”实验中,有些同学用同一材料、同一方法做实验,但蓝色液面不上升反而下降,通过分析原因,发现是因为盐水中食盐加得太少,也就是浓度较低,经过这样的分析比较,学生对细胞内、外溶液的浓度有了更深刻的认识,对知识的掌握更加牢固。又比如“观察植物细胞的有丝分裂”(以下简称“实验一”)中,准确切取洋葱根尖生长点部位,是实验成功的前提。一些学生制成的装片中往往看不到或看到很少的分裂相细胞,就是因为切取部位正确导致的,即没有选准根尖的生长点部位。应用镊子撕取洋葱表皮而不少学生是用刀片削或挖,以至取出的表皮较厚,这样在显微镜下也就看不到单层细胞。所以,实验分析很重要:一方面,可以找出并排除影响因素,使实验重做获得成功;另一方面,还可以总结出经验教训,甚至可能还有意外的收获、新的发现,这在科学史上是不乏其例的。因此,尽管现行高中生物教学大纲没有明确实验分析这一目的,而且实验也比较简单,在高中生物实验教学中,除了使学生达到提高动手能力、了解实验原理和方法、验证所学知识这些目的以外,教育学生辩证地看待实验的成功与失败、一教给学生进行实验分析的一般方法、初步培养学生实验分析的能力是必要的!
5 解决问题的能力
学生应用与实验有关的知识寻求解答问题的能力。面对一个生物学任务,我们如何通过合理的实验设计去完成它,这要求学生掌握一定解决问题的能力。设计实验建立在学生熟悉教材内容的基础上,它的成功,可大大调动学生参与探究活动的积极性和激发学生的好奇心和创新能力。实验能力的培养仅靠课堂实验教学是不够的,还要尽可能的开展生物课外活动,让学生对植物、动物、环境污染、人口问题等进行调查、研究,使他们有机会自己设计完成实验。在大量的实践活动中,运用已有的知识和能力去观察现象,分析解决遇到的实际问题,从而主动获得知识,进一步提高实验能力。传统实验往往学生按部就班地按设计好的试验操作。得到实验结果。这束缚了学生的手脚限制了学生思维的发展。中学生已有了一定的生活经验和实验动手能力,教师要指导学生自己设计实验。例如:在学习生物实验“鼠妇的感光性”时,鼓励学生通过各种方法来证实它的感光性。因为材料、方法都没有任何的限制,学生可以大胆地发挥想象力设计各种实验,最后老师提出实验不足,让学生思考改进方法。其中,有位同学做了一个纸盒,一半敞开透光,一半封闭不透光。该学生将十几只鼠妇放进敞开的一边。他发现其大多数不动或是乱跑,于是该同学得出结论:鼠妇喜欢有光的地方。随后,教师让该同学将鼠妇放进黑暗的一边,发现它们待在那里却没有向有光的一边跑去。现在的结果就与前一结论发生冲突。其实,鼠妇不喜光,如果直接将其放在有光处。由于其不熟悉周围环境不知道哪里是黑暗。所以很多停留在原地或是无目的的乱跑。通过教师的不断引导,该学生最后懂的了正确的实验方法:将鼠妇放在有光和无光交界的地方,观察鼠妇向哪一方向跑,然后总结出结论。
总之,在生物教学过程中,教师应加强对学生的能力的培养,定会事半功倍,全面提高教育。
参考文献
1 王峰.中学生物实验教学与能力的培养.安徽:教育学院学报,2003(3)
2 孔祥忠.加强实验教学.培养学生科学素质.中学生物教学,1997(4)
3 黄伟.生物教学的素质教育功能试淡.中学生物教学,1997(4)
4 冯虹.生物教学中探究式学习初探.武汉市教育科学研究院学报,2007(1)
5 孙绍芳.生物实验教学和实践能力的培养.芜湖:职业技术学院学报,2002(3)
6 邹俊.通过生物实验教学培养学生的创新实践能力.四川教育学院学报,2006(12)
“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”