生物、化学教学中的探究性学习

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  编者按
  新课程倡导从学生和社会发展的需要出发,发挥学生自身优势,将科学探究作为课程改革的突破口,激发学生的创新意识,培养学生的实践能力。本组文章正是老师们从这一原则出发,结合教学实际,运用新的教学思想,因人、因地、因条件、因内容而异,灵活有效地开展教学工作时的深切体会。
  
  在开放式实验教学中培养学生的实践能力
  ■平顶山市二中 陈素毡
  
  生物实验是一个科学探究的过程,是培养学生创新意识和实践能力的有效途径。为此,在实验课教学中,我尝试运用开放式实验教学方法,真正确立学生的主体地位,为学生提供自主学习的机会和自由探索的空间,有意识地激发学生的创造性思维,从而有效培养学生的创新意识和实践能力,取得了较好的教学效果。
  首先,对演示实验实施开放式教学。例如,用玻璃纸做半透膜的实验,实验现象虽然明显,但对于生物学实验来说,它属于非生物材料,缺乏一定的说服力,而且材料的来源有一定的难度。为此,我采用开放式实验教学方法,布置学生自行设计实验。学生设计的实验方案有十余种,有的用洋葱内表皮制成半透膜,有的将纯纤维滤纸溶于浓硫酸使其发生溶解和水解反应后制成半透膜,有的将洗净的鸡蛋卵壳膜用稀盐酸处理后制成半透膜……通过比较,最后得出结论:用鸡蛋卵壳膜做半透膜是经济实惠的选择。学生带着兴趣去实验,带着问题去实践,从中体会到科学探究的苦与乐,极大地激发了研究生物学的兴趣,有利于探究意识的提高和创新能力的培养。
  其次,这里所说的开放式实验教学,应包括实验材料、实验步骤、实验仪器和试剂、实验分组、实验结论报告的开放。举一个实验材料开放的例子加以说明:通常情况下,实验材料是由实验教师根据教科书的要求进行配备的,而我却让学生自己准备。如对蛋白质的鉴定实验,我让学生准备了牛奶、豆浆和鸡蛋清等实验材料,经实验比较,同学们认为用蛋清比较好,因牛奶和豆浆有较明显的白色混浊,影响结果观察,而蛋清清澈透明,蛋白质含量高,反应后颜色呈现明显。通过实践,学生理解了实验选材的方法,知道了自己设计实验时该如何选择实验材料。这样做有利于学生创造性思维的发展,有利于学生创新意识和实践能力的提高。
  再次,对实验室实施开放式教学管理。通过对演示实验、分组实验的开放式教学,带来的问题仅靠课堂上的45分钟加以解决是不够的,因此,我们要对实验室实施开放式教学管理。开放实验室是实行开放式教学的重要途径之一,可以为学生提供良好的探究实践环境。开放实验室不仅是对学生操作技能的训练,而且对培养学生独立操作的能力和创新意识、创新精神、开拓能力具有重要的作用,能最大限度地发挥实验教学资源的效益,吸引学生利用课余时间到实验室参加实验,参加小制作和发明创造活动,培养学生的动手能力和创新实践能力。
  总之,开放式实验教学,对树立以学生为主体的教学理念,创设民主、平等、和谐、宽松的学习氛围,激发学生的学习兴趣,培养学生的动手操作能力和动脑创新能力,培养学生的合作意识和合作精神等方面,具有良好的效果。
  
  生物课教师要重视语言的科学性
  ■平顶山市二中 赵俊花
  
  语言表达能力是教师的一项基本功。教学效果的好坏,从某种意义上讲,与教师的表达能力有一定的关系。我认为,要当好中学生物教师,提高生物教学质量,在语言能力上要重视科学性。如果语言表达不够科学,会直接影响到学生对知识的正确理解,并导致思维的错位。要做到语言的科学性,应注意以下几点:
  读音要正确,禁止随意化。生物名词术语多,有的有特殊的读音,有的字词比较生僻。作为生物课教师,若读音错误,会对学生产生误导,降低教学质量。如“龋齿”中的“龋”读qǔ不读yǔ,“分娩”中的“娩”读miǎn不读wǎn,“腊叶标本”中的“腊”读xī不读là,“妊娠”中的“娠”读shēn不读chēn,“瓜蔓”中“蔓”读wàn不读màn,“酢浆草”中的“酢”读cù不读zuò。因此,教师对一些易错字、生僻字要查字典,做到认真备课,准确无误。
  措辞要准确,杜绝错误。如在讲细胞的概念时,若说成“细胞是一切生物体的结构和功能的基本单位”,乍一听似乎正确,细一想就不对了。因为病毒、类病毒不具有细胞结构,但也属于生物。由措辞不准而产生的科学性错误对教师来说是不允许的。
  用词要辩证,防止绝对化。这是指教师的语言要考虑周密、唯物辩证,不要绝对、片面和形而上学。教师在备课、授课时,应注意到教材里常常出现的“一般地说”“主要的”等词的意义,不要主观地用“凡是”“都”取而代之。如“一般地说,双子叶植物的种子是无胚乳的,单子叶植物的种子是有胚乳的”,这句话是正确的。如果教师有意无意地省去了“一般地说”或把“一般地说”改成了“凡是”,那就不妥了。因为有的双子叶植物的种子有胚乳,而有的单子叶植物的种子无胚乳。由此可以看出,这些“一般地说”“主要的”等词并非可有可无。这对培养学生全面分析问题的能力极为重要。
  名词要规范,切忌习惯化。这是指在进行生物学名词教学时,不要滥用习惯语、口头禅来代替生物学的名词、概念等。如把软体动物乌贼说成是墨斗鱼,把爬行动物扬子鳄称为鳄鱼,把鳙鱼、鲢鱼称为胖头鱼,把蝗虫的翅称为翅膀,把鱼尾称为鱼尾巴,诸如此类,举不胜举。教学的语言是有依据的,它的依据就是科学的真实性。
  总之,我个人认为,教师的教学语言内容上要言之有物、有理、有情,形式上要准确精练、形象生动、通俗易懂、流畅自然,同时要注意音调的抑扬顿挫、快慢适中等。这就要求教师在平常的工作、学习和生活中,加强学习、注意积累,提高语言表达能力,重视教学语言。
  
  生物课上的诱思探究教学
  ■郑州市四中 杜 晨
  
  教学工作应该始终坚持以教师为主导,以学生为主体,要变教为诱,变学为思,以诱达思,促进发展。这是“诱思探究理论”所倡导的。在生物教学中应用“诱思探究理论”应做到以下四点。
  首先,围绕重点组织“诱”“思”。教师必须紧扣教学大纲,必须依据学生的认知特点,从实际出发把握教学的整体方向。特别要针对每一节课的教学目的、教学重点和难点,有主有次,有轻有重,科学地设计“诱”,巧妙地引导学生“思”,使学生的“思”不论在时间上还是在质量上,都能让教学的重点内容真正成为“重头戏”。
  其次,创设情境,激发情趣。在生物教学中,创设情境,激发情趣,除建立和谐的师生关系,营造融洽的课堂气氛外,还需注意:
  1. 充分挖掘生物中的“美”。“生物美”可以说无处不在,无处不有,认识它,发现它,鉴赏它,不仅有助于提高学生的生物素养,更有利于激发学生学习生物的极大兴趣。例如就旅游热来说,山水风景可以陶冶我们的情操,是大自然的美,也是生物多样性的结果。
  2. 借古示今。我们现在学习的生物知识是人类一代又一代探索、实践的结果,凝聚了科学家们不懈的努力,如孟德尔的分离定律及自由组合定律,摩尔根连锁和互换定律,沃森和克里克的DNA双螺旋结构等。学生对历史上每一个生物知识的真实发现过程都怀有极大的好奇和浓厚的兴趣,适时地介绍有关内容无疑对培养学生坚强的意志和科学献身精神有重大意义。
  3.不失时机地展示生物知识的广泛应用。用自己所学的生物知识解释当前人们关心的热点问题,如医学中癌症的认识与治疗,肥胖与合理营养,转基因技术及转基因食品等,这些内容无疑会大大激发学生学好生物的积极性,提高学生运用生物知识分析和解决问题的能力。
  再次,培养形象思维能力,重视“图形与实物结合”。在讲空中飞行的昆虫时,可以展示昆虫标本,昆虫模型,也可以用电脑以动画形式出现,发挥“导向性语言”的作用。教师的一句话、一个比喻、一种描述往往能引起学生的许多联想,使学生在大脑中与许多直观材料、已知知识建立联系。可以说,恰当的“导向性语言”本身就是一种直观。
  最后,加强对学生“思”的引导,不断提高学生“思”的质量。学生对生物课中的很多问题,常常分析不透,理解不深,认识不清。正确掌握分析问题和思考问题的方法,问题转化或变换问题的形式、条件、结论等往往是突破的关键。因此,要加强变式教学,通过转化和变换形式、构造反例等加深对概念的理解,加深对问题中条件的理解,加深对易错知识点的认识,通过改换问题的条件,总结出结论,通过归纳升华、类比推广,把学生的“思”引向更高的境界。
  总之,诱思探究教学理论确实较好地反映了教学的客观规律,但如何运用则需要探讨。我认为贵在领会其精神实质,始终把贯穿诱思探究教学思想作为主线,应用于教学实践中,这才是我们的目的。
  
  生物教学中的情境创设
  ■信阳市七中 张 杰
  
  从中学生的年龄特征和心理认识特点看,学生必须处在一定的情境氛围中,才能产生对认知对象的认知主动性和积极性。因此,教师在教学中,要千方百计地创设多种情境,调动学生学习的积极性。
  创设渴望情境。在教学中,创设渴望情境能使学生对某种知识产生一种渴望了解的心情,从而调动他们对新知识学习的主动性和积极性。例如,在讲“输血和血型”内容时,要给学生讲下面的事例:“19世纪,医生为了抢救在战场上失血过多的伤员,尝试为伤员输血,开始获得了意外成功。可是当他们喜出望外地如法炮制,继续为其他伤员输血治疗时,很多伤员不但没有被救活,反而因输血死掉了。这一事实令医生疑惑不解,为什么同样是输血,有的救了命,有的却送了命?下面,让我们通过本节有关内容的学习来解开这个谜吧。”由于把学习引入了一个解决生命攸关的重大问题的情境,学生渴望找出引发结果的原因,所以学习的积极性和主动性自然而然就产生了。
  创设实用情境。在教学过程中,教师创设用理论解释实际问题的实用情境,引导学生运用书本知识来解释日常生活和生产实际中的学科现象和自己在生活中积累的许多为什么,可以使学生理解知识的价值,其学习的主动性和积极性也就油然而生了。例如,在讲“新陈代谢与酶”的知识时,可先让学生思考在生活中遇到的三个实际问题:1.吃冷食为什么容易拉肚子?2.使用加酶洗衣粉时为什么水温不能太高也不能太低?3.唾液在口腔中对淀粉有初步消化作用,而经咽下部位,为什么几乎失去了这个功效?由于学生急于找到答案,便饶有兴趣地听课,积极思考,直到找到答案。实用情境的创设,增加了知识的直观性和形象性,学生既乐于接受,又易于掌握。
  创设艺术情境。在教学中,教师通过悦人、感人的情境陶冶学生的情操,可达到对学生进行思想教育的目的。如,“鸟类的多样性”一节的教学,可先让学生听一段古典乐曲《百鸟朝凤》,其婉转悦耳的唢呐声,使学生精神放松、心情愉快,并由此产生丰富的联想,仿佛置身于百鸟争鸣的大自然中。音乐停止后,我及时发问:“听了这首曲子,你们想到了什么?”有的学生回答:“我想到了大自然中的鸟类是多种多样的。”有的回答:“我想到鸟类能给人带来快乐,并能帮助人类消灭害虫。”有的回答:“我们应该保护鸟类,做鸟类的好朋友。”通过创设这样的教学情境,学生的情操不仅得到了陶冶,而且,注意力也很快集中到本节课的内容上来,为继续教学创造了良好的氛围,达到了寓教于乐的目的。
  
  化学实验是探究性学习的重要途径要
  ■西平县师灵中学 范俊岭
  
  探究性学习可以帮助学生自主地获取知识、技能、体验,了解科学探究的过程和方法。化学实验是学生化学学习中能动的实践活动形式。化学实验为学生创设了亲身参与实践的环境,具有获知、激趣、求真、育德等教育功能。化学实验的功能和探究性学习的特征决定了化学实验必然是探究性学习的重要途径。
  首先,化学的学科特征决定了化学实验可以作为探究性学习的途径。“以实验为基础”是化学学科的基本特征。即使在由经验化学向理论化学发展的今天,化学实验仍然是化学学科发展的最现实、最生动、最有效的手段。化学以实验为基础的学科特征,决定了化学实验更有利于学生进行化学探究性学习。其次,化学实验本身就是科学探究的过程。学生的化学实验虽然绝大多数是对物质及其变化的再认识,但从本质上看,这一过程与科学家进行的科学研究中的化学实验是一致的。当化学实验被用做探究性学习时,化学实验的创造性和探究性便充分显示出来。学生在实验过程中积极地动脑动手,可以体验科学探究的过程、方法,获得科学探究的乐趣、成功的喜悦。所以,学生在化学学习过程中,完全可以利用实验这个手段进行探究性学习。再次,化学实验为探究性学习中验证假设提供了科学方法。探究性学习具有问题特征、收集信息特征、假设特征、验证特征和评价反馈特征。学生在探究性学习中,针对发现的问题,在回忆总结已有的知识、经验,收集和整理信息的基础上,作出大胆假设或猜想,并通过化学实验对提出的假设或猜想进行证实。所以,化学实验不仅是学生探究学习时验证假设或猜想的主要方法,也为学生将来从事科学研究提供了一种方法。
  另外,化学实验作为探究性学习的途径,教师在实际操作中要讲究一定的教学策略。
  首先,以化学实验创设问题的情境,要特别注重化学实验中学生观察、思维能力的培养。化学实验现象纷繁复杂,只有进行有目的、有条理的敏锐观察和深刻思考,才能从复杂的化学实验中发现问题。
  其次,以化学实验验证假设或猜想,要注重引导学生设计一些与假设或猜想“相违背”的实验方案和采用反证的实验方案,以培养学生的分析综合、抽象演绎的思维方法和批判性思维能力。需要指出的是,以化学实验验证假设、猜想,在实验中要严格控制实验条件。探究性学习中验证假设和猜想的实验方案,在不同条件下,可能会产生不同的实验现象,要使实验能够用来验证假设、猜想,实验条件必须与题设条件相吻合。通过在实验验证过程中对实验条件的控制和选择,可以使学生在探究过程中了解到实验条件的控制是实验的灵魂,从而有效地掌握科学研究的方法。
  
  化学教学要重视培养学生的创新意识和能力
  ■广东省中山纪念中学 戴长城
  
  课堂教学是培养学生创新思维和创新能力的主渠道,教师可以根据不同的内容、不同的环境和不同学生的认知能力,设计新型的教学模式,以充分调动学生的思维,不断引导、诱启学生思维活动向着既定的方向进行,从而达到培养学生创新能力的目的。
  让学生真正理解和掌握知识,主动学习,进行启发诱导式教学,促进学生良好的人格发展,必须充分挖掘教材内在的智慧和精神价值,使教学成为既丰富有益又生动有趣的活动,接近学生最近发展区,全面提高学生的科学素质。如学习铁的化合物和亚铁化合物的相互转变时,我们可以从铁与非金属的反应开始讨论:
    点燃      点燃        点燃
  Fe S--→FeS,3Fe 2O2---→Fe3O4,2Fe 3Cl2---→2FeCl3
  这就说明铁既可以被氧化成 2价,又可以被氧化成 3价。强氧化剂可以将铁氧化成 3价,像Cl2;弱氧化剂可以将铁氧化成 2价,像S;氧气属于比Cl2弱而比S强的氧化剂,所以生成物中铁既有 2价又有 3价。所以铁究竟被氧化成 2价还是 3价,取决于氧化剂氧化性的强弱。复习基础知识,为创设启发诱导做铺垫。然后启发提问学生亚铁化合物转化成铁的化合物需要加入什么物质(学生一般回答氧化剂)?提问常见的氧化剂有哪些?最后提问是不是所有的氧化剂都可以将亚铁化合物氧化成铁的化合物?鼓励学生充分运用所学知识,总结出一定是强氧化剂才能将铁氧化成 3价。这样可以激发学生的学习兴趣,让学生积极参与化学教学过程,学生身心放松、兴趣浓厚,既注重团结合作,又各抒己见,有利于学生创造才能的发挥和带动各层次的学生进步,开拓其知识领域,为创新教育的培养敞开了大门。
  另外,我们要教育学生创造性地学习,不满足于获得现成的答案和结果,对所学习的内容能展开独立思考,进行多向思维,能从多种角度去认识同一事物,能创造性地将所学知识运用到新的问题中,使自己的视野不断开阔。在习题教学中,我鼓励学生挖掘解题的各种新方法,在解题中运用的方法越多越好,越新颖越好。
  
  在化学教学中引导学生提问的几点策略
  ■浙江省镇海职教中心 金群芳
  
  有人说,如果学生提不出问题,本身就是问题,没有问题的教育就是教育出了问题。为此,培养学生提出问题的能力就显得尤为重要。下面我就化学教学中培养学生提出问题的能力谈自己的几点策略。
  一、培养学习兴趣,激发求知欲望,让学生想提问题
  布鲁纳说过:“学习的最好动机是对所学材料本身发生兴趣。”教师在课堂上要尽可能多地设计一些情境,以激发矛盾,增强学生的学习兴趣,激发学生的求知欲望,让学生想提问题。如,为了探究“原电池的形成条件”,我设计了6个实验步骤的分组实验:1.将锌片、铜片分别插入稀硫酸中,观察金属片上产生气泡的情况。2.将锌片、铜片同时平行插入稀硫酸中,观察金属片上产生气泡的情况。3.用导线将锌片、铜片连接起来,观察金属片上产生气泡的情况。4.在导线之间接入一个电流表,并观察电流表的指针的偏转情况。5.两组同学互相交换锌片或铜片,即其中一组用两块锌片作电极,另一组用两块铜片作电极,再观察电流表的指针的偏转情况。6.用导线将锌片、铜片连接起来,中间接入一个电流表,电解质溶液分别改为硫酸铜和酒精,观察电流表的指针的偏转情况。在教学中,我通过巧设实验,创设探究情境,激发了学生的探究兴趣,使学生通过化学实验,较好地培养了问题意识。
  二、建立民主课堂,创设良好氛围,让学生敢提问题
  学生提出问题需要勇气,这就要求教师在教学中要建立和谐的师生关系,营造一个良好的质疑氛围,激发学生提出问题的兴趣和勇气。教师要鼓励学生大胆地猜想,大胆地怀疑,提出自己的问题。
  1.教师对学生提出的问题要给予恰当的评价。对于不善于提出问题的同学及那些基础差、胆小的同学,一旦提出问题,我首先称赞他们的勇气,然后再帮助他们分析,这样有利于树立他们的自信心,调动他们的积极性;对于好问但总是抓不住要点的同学,我从不嘲笑、讽刺他们,而是耐心引导;对于提出好问题的同学,我鼓励他们进一步地探索,大胆创新,从而激发他们提问的热情。
  2. 碰到冷场时,我会对学生说一些鼓励的话。如:谁来试一下,说错了不要紧;胆子大一点,要敢于发表自己的观点。通过教师的鼓励,肯定会有学生响应,经常这样训练,敢于提出问题的学生会越来越多。如果教师由于不耐烦而自己直接提出问题,学生就失去一个很好的锻炼机会。
  三、合理安排时间,采用多种方法,给学生提问机会
  要培养学生提出问题的能力,就要让学生多提问题,而要让学生多提问题最关键的是要给足学生提出问题的时间和机会。因此,我经常采用以下几种方法,给学生足够的时间,让学生有机会提问。
  1.安排一些时间让学生自己动手做实验,让学生在自主学习中去发现问题、提出问题。课堂上的演示实验我尽量让学生去参与,实验室每天向学生开放。
  2. 在教学设计时,每堂课不必设计得那么“完美”,留出一些“空白”,使学生有机会提出问题。
  3. 利用合作学习、小组讨论等学习方式,在较为宽松的环境中鼓励学生相互提问题。我经常利用下课前的5分钟,让学生根据本节课的内容进行相互提问,如还有不懂,再在全班同学面前提出来,往往会有意外的惊喜。
  4. 鼓励学生在作业本上设置问题。我要求学生每次在写作业时至少提出一个问题,所提的问题可以是对习题的提问,以引发学生对习题更深入的思考,也可以是对课堂教学中的疑难问题的提问。这样既可以弥补课堂时间的不足,又可以让一些性格内向、不愿在大庭广众下提问题的学生有机会提出问题,使他们从中得到锻炼。
  四、教给提问方法,寻找问题来源,使学生善提问题
  学生有了提问题的勇气,老师也给了学生提出问题的时间和空间,并不等于学生就能提出问题了。因为有些学生想向老师提出问题,但却不知道如何提出问题,也不知道在什么地方容易产生问题。因此,教师还要教给学生提出问题的方法和途径。
  1.引导学生在化学实验中对实验的现象、装置、检验、除杂、尾气吸收等提出问题。以实验室制乙烯为例,我让两位学生在讲台上充当小老师,台下同学观察并引导他们对实验过程中出现的现象和生成物提出问题:①观察到实验过程中液体变黑。(学生就会问:为什么变成黑色?)②同时会闻到有刺激性气味。(为什么会有刺激性气味?)③反应温度为何要控制在170℃?④SO2和CO2杂质如何除去?如何设计除杂装置?⑤如何检验乙烯中混有SO2和CO2?如何设计检验装置?以上看似普通的几点,是在学生对实验过程的敏锐观察、丰富想象、有效类比的思考的基础上提出的问题。
  2.引导学生从新旧知识联系中提出问题。如在学习电解质有关新知识的时候,我引导学生联系原电池的旧知识,使学生从以下几个方面提出问题:①两者在本质上有何区别?②两者在形成条件上有何区别?③电极名称和电极上发生的反应一样吗?④电子的流动方向有何区别?通过对比的提问,可以进一步掌握所学的新知识,也提高了学生提出问题的能力。
  3. 引导学生从结论的反面提出问题。如在学习“晶体类型”时,知道离子晶体是由阴离子和阳离子构成的,在水溶液中或熔化状态下能导电。我引导学生从反面提出问题:在水溶液中能导电的晶体一定是离子晶体吗?在熔化状态下能导电的晶体一定是离子晶体吗?由阴离子和阳离子构成的晶体一定是离子晶体吗?为什么呢?通过从反面提问,学生对离子晶体的知识有了更深入的理解。
  培养提出问题的能力不但可以使学生养成好问、多问、深问的习惯,而且还可以培养学生思维的深刻性、灵活性、独创性及批判性。心理学研究表明,技能的形成过程是有阶段性的,即有一个由初级阶段到熟练掌握的阶段,培养学生提出问题的能力也要遵循这一规律。所以在培养学生提出问题能力的时候,还要注意以下几点:1.教学中不要把一切问题都讲出来,让学生有问题可提。2.发现和提出问题要有个过程,切不可心急,欲速则不达。3.因势利导,逐步克服为提问题而提问题的倾向,使提问更有价值。
  (本栏责编 刘 波)
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