论文部分内容阅读
1 案例
笔者旁听“探究2，4-D对插枝生根的作用”公开课。教师引导学生在合理区间内设置一系列不同浓度2，4-D溶液，选择适合枝条浸泡在其中，在适宜条件下培养，学生每隔一段时间观察记录枝条生根情况。通过实验操作，学生理解不同浓度2，4-D对枝条生根的影响，体验生长素及其类似物在使用时存在的双重性作用。教学过程教师遵循教学设计，但学生在课堂活动中出现：① 不知道哪种枝条适合扦插；② 不清楚如何设计浓度梯度；③ 知道数根的数目或计算根的长度去统计结果，不知道考虑枝条自带叶芽的影响；④ 不知道枝条的培养会受到温度、湿度等外界条件的影响；⑤ 在教师提供实验数据之后，不会利用实验数据分析实验结果等问题。课堂上学生暴露出的问题值得反思。
2 实验教学现状
生物实验教学其实质就是围绕某问题的解决而进行的一系列操作。近几年生物实验教学发生了从“热衷实验结果感知”到“体验实验探究过程”的转变。但教学中仍会出现学生学习主体地位被削弱的情况，从实验目的设置、实验材料选择、变量控制和得出实验结论，教师用自己的思维牵制学生的学习，学生被动接受教师传授的知识和经验，不仅泯灭了学生的学习兴趣，还导致学生对生物实验的学习出现懒惰和依赖的现象。有些教师习惯了对学生个体学习经验的忽视，导致教师的“教”与学生的“学”缺少针对性。虽然模拟了孟德尔杂交实验，有些学生对实验流程及结果仍不清楚；学生已经用标志重捕法进行种群密度的调查，如何使调查结果更接近真实值？很多学生依然模糊。在生物实验的学习中很多学生处于形象思维的阶段，通过图像、语言、文字等认识生物世界，或者凭借直觉从表面现象去推断生命现象，缺少对生物实验原理或本质的认识，加之授课过程中教师使学生获得的有效信息不足，学生往往对实验的理解进入误区，甚至是背道而驰。于是教学中出现：在光合色素分离的操作中将层析液没及滤液细线；探究温度对酶影响实验中选择过氧化氢作材料；制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片实验中认为滴加盐酸是为了杀死细胞等很多错误的操作和理解。
3 对“任务前置”的思考
生物实验教学难点在于学生缺乏相关亲身体验。教学中应尽可能让学生通过探究活动或经历探究思维来体验知识的生成。教师课前将实验原理、方法、步骤、仪器及探究问题等，通过班级QQ群提前发布给学生，帮助学生在课前预习相关知识和初步进行探究活动，引导学生投入到生物实验的学习，同时使课堂教学目标明确，学生有序讨论，启迪思维发展。
3.1 编制学案
大肠杆菌的培养和分离实验、亚硝酸盐的测定实验等强调过程教学的内容，教师提前编制好学案发给学生。学生在课前对实验步骤一目了然，便于课堂上学生进行实验操作，也有利于帮助教师课前实现教学目标的初步达成。教师将模拟孟德尔杂交实验教学内容编制成学案，学案中突出人工去雄、套袋、人工授粉和再套袋几个关键步骤，请学生思考关键步骤对实验成功有何影响？帮助学生课前理解实验为何要如此操作，加深学生对实验原理的认知，使学生对实验的学习知其然也知其所以然。学案的前置，使学生明确学习任务，帮助学生提前做好学习准备，有利于教师与学生课前交流，教师了解学生在学习中遇到的困难之后再进行课堂教学，提高实验教学的针对性。
3.2 制作微课
教师将实验学习的重难点知识或探究活动所需要的背景知识制成微课。例如学生测定植物细胞液浓度范围及如何选择植物细胞进行质壁分离及复原实验的探究活动，教师将各小组学生收集的资料进行汇总，提前制作成微课公布给学生，学生在开展探究活动中会产生一些疑问：① 如何使测定的细胞液浓度接近真实值；② 温度如何影响细胞质壁分离；③ 不能发生复原的细胞一定是死细胞吗？学生带着迫切求知欲而进入实验课堂，对于学生生成的疑问，教师组织小组之间讨论，有利于小组之间合作学习的开展。又如研究细胞呼吸的实验装置，实验设备安装比较复杂，实验现象产生需要较长时间，实验数据记录比较繁琐。教师和学生课前完成实验装置组装，教师将实验过程拍摄下来制作成微课，课堂上将实验过程通过播放视频，学生课前进行了试验，会产生浅层次疑问：① 如何检测酵母菌呼吸产物；② 如何测定呼吸速率；③ 环境因素如何影响呼吸速率等，通过微课的学习，学生会产生深度探究的欲望，此时教师再设置一系列有深度的思考讨论问题：① 改变什么条件可以使呼吸现象明显？② 如何更加准确测定呼吸速率？③对实验装置如何进一步改进等问题，引导学生进一步探究，有利于学生对细胞呼吸原理的理解。再如通过数学计算讨论种群中基因型频率和基因频率的变化的教学中，教师将实验需要的数学知识制成微课，学生已经在课前以小组为单位学习微课中的内容，教学中每个小组互相设置问题，积极参与实验内容的学习，小组之间互相评分，挖掘学生自主学习的意识和能力。
3.3 改进实验
教师课前和学生共同对实验材料、装置、设备、研究方法改进，让学生原有的认知结构同化新的信息，提高学生对生物学实验的思考与理解。教师与学生对实验内容的改进，在创新中培养学生分工合作精神，提高学生动手能力，激发学生学习生物知识的兴趣，从而帮助突破教学难点。例如环境因素对光合作用影响的实验，实验原理简单，操作容易，但是改变温度或光照等自变量后通过单位时间内产生气泡的数量反映因变量的变化，学生不容易测量。教师和学生经过多次研究，想到将传感器与实验装置相连，传感器再与计算机相连，通过电脑可以直接读出单位时间内产生气泡的数量，使学生对光合速率的变化认识得更直观深刻。又如在探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化的实验中，教师和学生课前进行培养实验，但是出现酵母菌死亡的情况，影响实验的计数。教师和学生尝试在计数时利用美蓝染色剂对酵母菌进行染色，排除死亡酵母菌对实验结果的干扰，使实验结果更加准确。
4 反思
对于“探究2，4-D对插枝生根的作用”实验教学，教师与学生课前做预实验，课堂上学生会合理设置2，4-D浓度范围；教师将2，4-D使用的要求，不同植物生理特性等知识课前给学生，学生在活动中会排除温度、湿度等无关变量的干扰，同时会选择合适的实验材料，实验课堂的教学效果将更高效。生物实验教学教师应更关注学生的认知规律，改进原本的教学方法，才能突破教学难点，帮助学生解决学习困难，适应学生发展需要。
笔者旁听“探究2，4-D对插枝生根的作用”公开课。教师引导学生在合理区间内设置一系列不同浓度2，4-D溶液，选择适合枝条浸泡在其中，在适宜条件下培养，学生每隔一段时间观察记录枝条生根情况。通过实验操作，学生理解不同浓度2，4-D对枝条生根的影响，体验生长素及其类似物在使用时存在的双重性作用。教学过程教师遵循教学设计，但学生在课堂活动中出现：① 不知道哪种枝条适合扦插；② 不清楚如何设计浓度梯度；③ 知道数根的数目或计算根的长度去统计结果，不知道考虑枝条自带叶芽的影响；④ 不知道枝条的培养会受到温度、湿度等外界条件的影响；⑤ 在教师提供实验数据之后，不会利用实验数据分析实验结果等问题。课堂上学生暴露出的问题值得反思。
2 实验教学现状
生物实验教学其实质就是围绕某问题的解决而进行的一系列操作。近几年生物实验教学发生了从“热衷实验结果感知”到“体验实验探究过程”的转变。但教学中仍会出现学生学习主体地位被削弱的情况，从实验目的设置、实验材料选择、变量控制和得出实验结论，教师用自己的思维牵制学生的学习，学生被动接受教师传授的知识和经验，不仅泯灭了学生的学习兴趣，还导致学生对生物实验的学习出现懒惰和依赖的现象。有些教师习惯了对学生个体学习经验的忽视，导致教师的“教”与学生的“学”缺少针对性。虽然模拟了孟德尔杂交实验，有些学生对实验流程及结果仍不清楚；学生已经用标志重捕法进行种群密度的调查，如何使调查结果更接近真实值？很多学生依然模糊。在生物实验的学习中很多学生处于形象思维的阶段，通过图像、语言、文字等认识生物世界，或者凭借直觉从表面现象去推断生命现象，缺少对生物实验原理或本质的认识，加之授课过程中教师使学生获得的有效信息不足，学生往往对实验的理解进入误区，甚至是背道而驰。于是教学中出现：在光合色素分离的操作中将层析液没及滤液细线；探究温度对酶影响实验中选择过氧化氢作材料；制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片实验中认为滴加盐酸是为了杀死细胞等很多错误的操作和理解。
3 对“任务前置”的思考
生物实验教学难点在于学生缺乏相关亲身体验。教学中应尽可能让学生通过探究活动或经历探究思维来体验知识的生成。教师课前将实验原理、方法、步骤、仪器及探究问题等，通过班级QQ群提前发布给学生，帮助学生在课前预习相关知识和初步进行探究活动，引导学生投入到生物实验的学习，同时使课堂教学目标明确，学生有序讨论，启迪思维发展。
3.1 编制学案
大肠杆菌的培养和分离实验、亚硝酸盐的测定实验等强调过程教学的内容，教师提前编制好学案发给学生。学生在课前对实验步骤一目了然，便于课堂上学生进行实验操作，也有利于帮助教师课前实现教学目标的初步达成。教师将模拟孟德尔杂交实验教学内容编制成学案，学案中突出人工去雄、套袋、人工授粉和再套袋几个关键步骤，请学生思考关键步骤对实验成功有何影响？帮助学生课前理解实验为何要如此操作，加深学生对实验原理的认知，使学生对实验的学习知其然也知其所以然。学案的前置，使学生明确学习任务，帮助学生提前做好学习准备，有利于教师与学生课前交流，教师了解学生在学习中遇到的困难之后再进行课堂教学，提高实验教学的针对性。
3.2 制作微课
教师将实验学习的重难点知识或探究活动所需要的背景知识制成微课。例如学生测定植物细胞液浓度范围及如何选择植物细胞进行质壁分离及复原实验的探究活动，教师将各小组学生收集的资料进行汇总，提前制作成微课公布给学生，学生在开展探究活动中会产生一些疑问：① 如何使测定的细胞液浓度接近真实值；② 温度如何影响细胞质壁分离；③ 不能发生复原的细胞一定是死细胞吗？学生带着迫切求知欲而进入实验课堂，对于学生生成的疑问，教师组织小组之间讨论，有利于小组之间合作学习的开展。又如研究细胞呼吸的实验装置，实验设备安装比较复杂，实验现象产生需要较长时间，实验数据记录比较繁琐。教师和学生课前完成实验装置组装，教师将实验过程拍摄下来制作成微课，课堂上将实验过程通过播放视频，学生课前进行了试验，会产生浅层次疑问：① 如何检测酵母菌呼吸产物；② 如何测定呼吸速率；③ 环境因素如何影响呼吸速率等，通过微课的学习，学生会产生深度探究的欲望，此时教师再设置一系列有深度的思考讨论问题：① 改变什么条件可以使呼吸现象明显？② 如何更加准确测定呼吸速率？③对实验装置如何进一步改进等问题，引导学生进一步探究，有利于学生对细胞呼吸原理的理解。再如通过数学计算讨论种群中基因型频率和基因频率的变化的教学中，教师将实验需要的数学知识制成微课，学生已经在课前以小组为单位学习微课中的内容，教学中每个小组互相设置问题，积极参与实验内容的学习，小组之间互相评分，挖掘学生自主学习的意识和能力。
3.3 改进实验
教师课前和学生共同对实验材料、装置、设备、研究方法改进，让学生原有的认知结构同化新的信息，提高学生对生物学实验的思考与理解。教师与学生对实验内容的改进，在创新中培养学生分工合作精神，提高学生动手能力，激发学生学习生物知识的兴趣，从而帮助突破教学难点。例如环境因素对光合作用影响的实验，实验原理简单，操作容易，但是改变温度或光照等自变量后通过单位时间内产生气泡的数量反映因变量的变化，学生不容易测量。教师和学生经过多次研究，想到将传感器与实验装置相连，传感器再与计算机相连，通过电脑可以直接读出单位时间内产生气泡的数量，使学生对光合速率的变化认识得更直观深刻。又如在探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化的实验中，教师和学生课前进行培养实验，但是出现酵母菌死亡的情况，影响实验的计数。教师和学生尝试在计数时利用美蓝染色剂对酵母菌进行染色，排除死亡酵母菌对实验结果的干扰，使实验结果更加准确。
4 反思
对于“探究2，4-D对插枝生根的作用”实验教学，教师与学生课前做预实验，课堂上学生会合理设置2，4-D浓度范围；教师将2，4-D使用的要求，不同植物生理特性等知识课前给学生，学生在活动中会排除温度、湿度等无关变量的干扰，同时会选择合适的实验材料，实验课堂的教学效果将更高效。生物实验教学教师应更关注学生的认知规律，改进原本的教学方法，才能突破教学难点，帮助学生解决学习困难，适应学生发展需要。