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彰显“真”与“我”的实验教学初探

[日期:2014-04-02] 来源:中学生物学 2013年10期  作者:范春玲 [字体: ]
  摘 要 结合教学实践与思考,阐述了以学生为本的实验教学观点,探讨如何在实验教学中培养学生严谨、规范、善思、能辨的实验素养,锻炼学生学以致用的研究能力。
  关键词 实验教学 实验素养 学生为本
  中图分类号 G633.91 文献标识码 B
  实验教学是高中生物教学的基本形式和主要内容。实验教学一方面带领着学生穿越百年,领略精彩纷呈的指尖上的生物探索史,感受着生物发展中最为生动的表情;另一方面,带领学生亲历实验过程,通过实验构建形象、深刻的生物概念体系,切实提高学生的探究水平与能力。下面就教师如何有效组织实验教学,把握教学契机,注重实验细节,以学生为本,促进学生之“我”参与,关注学生之“我”体验,提高其解决问题的能力,培养学生善思、能辨的实验素养,谈谈几点尝试。
  1 以错为媒,辨中有真知
  高中阶段大多数学生尚未具备系统和熟练的实验操作技能,且对各种操作规范缺乏充分的认识,故实验结果往往与课本标准答案有所差距。如果教师没有准确抓住问题细节,及时点拨与正确引导,那么学生往往会习惯性无视,进而导致实验匆匆了事,流于形式。实际上错误是实验教学不可或缺的部分,教师应当把“错的发现”作为一种资源,将“错误纠正”当作一种群体参与的手段,作为实验教学的重要一环,以实现资源利用的最大化。以“固定化酵母细胞的实验”为例,学生对最后制备得到的凝胶珠不规则形态提出质疑:为什么制备的凝胶珠形态各异,甚至拖起了长长的尾巴,而课本上呈现的则是光滑、紧致的圆形。此时,“授人以鱼”实验教学方法在此时并不有效,所以教师并不急于给出标准解答,“授人以渔”才是整个实验教学的主导,以此因势利导,帮助学生仔细回顾在实验试剂配置、实验操作等方面与课本、与同伴进行对比。经过一番原因筛查,学生发现包埋成功的关键是海藻酸钙胶体的交联程度要适宜,而其制备的要点是需保证海藻酸钠和氯化钙溶液的浓度。学生进一步比较发现,当海藻酸钠浓度未达到所设要求,浓度过低则因凝胶结构中的间隙过大,导致酵母细胞易漏而包埋的少;浓度过高则胶体太过致密,影响凝胶珠形成,导致聚沉时形态各异。这时“怎样找到合适浓度”。只要教师稍加引导,将梯度浓度法引入,指导学生们利用设定梯度浓度的方法进一步探究何种浓度下制备的凝胶珠质量最好,学生们研究的热情被激发起来,教师顺势引发学生思考如何判断制备的凝胶状是“合格产品”。对学生的错误操作、不理想的实验结果等不足之处,教师不应该以“标答”粗暴地掩盖,而是要追根溯源,拨开迷雾抓住本质,从根本上将不足之处加以纠正。
  这种特殊的成功体验帮助学生体验到实验设计的严谨性和规范操作的重要性;培养了学生在参与实验过程中能够对现象有讨论、对问题有反思,深入思考和辨析进而努力解决问题的良好实验素养。真正的参与包括了错的发现与纠正,这样的实验课堂中成长起来的学生不仅对相关的实验方法和设计步骤养成了严谨、规范的操作习惯,而且当这些实验涉及的方法和技能需要综合的运用时,能够迅速准确地判断和理性的分析。
  2 拨云见日,疑中有真相
  实验课堂的特点是实验结果具有动态性。因为不同材料、不同环境条件,甚至不同的人来做,都可能导致实验结果有所不同。以“影响酶活性的条件”为例,个别实验组在重复多次的情况下结果都是无色而没有出现实验预期的蓝色。“真实谎言的背后真相究竟是什么呢?”教师并不是立即否定和简单评价,而是引发学生对此开展交流、讨论与质疑。首先鼓励学生带着问题查找资料、反复实验,确定加了碘液呈现无色的关键问题是高温的影响;接下来将实验过程细化,发现高温处理后,开始是蓝色,很快颜色变浅成为无色,而冷却后又成为蓝色,进一步查证这是因为高温使淀粉的结构发生改变,影响淀粉与碘的结合,从而影响显色的呈现。层层追究下真相终于揭开,同时打开了学生敢于质疑、勇于探索的智慧之门。
  关注实验课堂中生成的各种现象,给予学生对不期而遇的各种疑惑的敏感之心进行精心呵护是教师有效指导的重要方面。在一次次抓住现象、通过现象追得本质的成功感受中最终收获的是学生尊重事实、依据事实、扣求真相的研究学习态度以及日益坚定追求真理的科学信仰,这也许是教学中比掌握正确的实验操作更为重要的使命。
  3 变中求优,比中有新意
  翻阅着手里的几份实验准备评价表,笔者陷入几分钟前与学生的一番对话中:“老师,您帮我们理解了根据某些化学药剂能使生物组织中有关化合物产生特定的颜色反应,用于检测还原糖、脂肪等物质的存在。那么只要有特异的颜色反应,就能确定某种物质的存在与否,而并不需要定量测定,对比书本上的方案与材料,我们进行了优化和改进,希望可以得到您的支持。”铃声响起,学生带着兴奋,踏进实验室,开始分组实验。第一组学生按照教材方案进行了实验,由于实验材料需要匀浆或浸泡及加热,且脂肪鉴定实验中切片难度较大,另外时间匆忙,因而得到的实验结果差强人意。第二组学生正当某些学生为难以切割获得厚薄均匀的花生子叶切片而苦恼时,有的学生换而刮取干花生的粉末,做成涂片,经染色后,显微镜下橘黄色的脂肪颗粒显而易见。第三组学生进行检测还原性糖时,放弃匀浆,而是将苹果切成薄块,向果肉上直接滴加班氏试剂,然后置于酒精灯上直至砖红色出现,冷却后在显微镜下可观察到果肉细胞的砖红色颗粒。这组学生巧妙地采用迁移脂肪检测的方法,在较短的时间内,完成了实验并获得了较好的实验结果。这些方法的差异、结果的相似总是能引起学生的创新思考和积极的尝试。
  根据学生求新求异的心理特性,在实验教学中教师对这种勇于尝试、追求优化的实验热情给予鼓励和赞扬,并激发更多的学生深刻理解实验原理,抓住实验本质,积极思考如何结合地点、季节、实验条件等因素,积极地改进或替代实验方案,使实验更易操作,使实验现象更加明显,这样的尝试使得教与学的收获颇多。当学生不再停留于课本的唯一方案,促使学生在准备实验、进行试验中,更多了几分“我参与、我创新”的实验研究心态,更有成就感,从而更乐于其中,并对实验有了更为深刻理解与感悟。这种考查学生能否从课本出发,进行设计并优化实验方案的实验能力成为纸笔考查的重要组成,也是释放学生求新、求异本真特性的较佳方式。
  4 融入生活,做中有感悟
  课堂实验费时费力,应试效果却不明显,成为生物教学中尴尬的存在。当“纸笔式”的考试成为实验教学的主流时,渐渐淡化的是学生对于生物的真实感与亲切感。只有将实验拉向生活这个宽阔无比的舞台,一切才有了更多的真实与魅力,因为生活中从来不缺乏尝试与创造。“生活中从不缺少美,而是缺少发现美的眼睛”,对于生物实验教学,教师需要一双双发现美的眼睛,因此笔者引入了《舌尖上的中国》这双发现美的眼睛。以发酵实验为例,当学生观赏《舌尖上的中国》转化的灵感这一专题时,对其中所展现的利用发酵这种转化的灵感而丰富的种种滋味为之惊叹的同时,个个跃跃欲试,对动手实验充满了兴趣。学生积极行动起来,寻找生活中简单易操作的实验器材,进行自制酸奶、利用酵母菌制作发糕,甚至糯米甜酒的制作也成为他们实验的目标。学生们在亲手制作的过程中,加深了对微生物发酵原理的理解,明白了无菌操作在整个制作过程中的必要性,特别是温度和时间条件控制的重要性。看着学生品尝自制的酸奶、香甜可口的发糕,脸上洋溢着自豪的笑容时,教师感触很深。教师不仅指导学生掌握了正确的实验操作技能,巩固了实验知识,更重要的是激活了学生“我尝试、我创造”的实验热情。
  “心有多大,舞台就有多大”——以生活为背景,以实验知识来解决实际问题,将实验在生活这幕舞台上演绎得精彩纷呈,需要教师和学生发自内心的对实验科学改变生活的信心和热情。教师有意识地指导学生在生活实践中不断巩固实验知识,实现“做中学”的学习才是有效的;鼓励学生将实验方法应用于实际生活,实施“学以致用”教学才是有活力的。学做相结合的实验教学有助于培养学生具有敏锐的观察能力和科学理性的思维。
  学生的实验能力是生物素养的重要组成部分。教师要有效抓住课堂实验,注重细节把握,并结合丰富多彩的课外实验,注重学生参与,抓住教学契机,培养学生实验设计、操作和结果分析等实验能力;同时彰显学生求新、求异、求实的本真特性,致力培养与当今课程改革引导的与之相吻合的具有创新精神与生物科学素养的学生。
  参考文献:
  [1] [美]国家研究理事会,戢守志等译.国家科学教育标准[M].北京:科技文献出版社,1999.
  [2] 李能国.“做实验不如做实验题”现象分析[J].中学生物学,2011(1):17-19.
  [3] 蔡利永.追求风格稳定 彰显课程理念[J].中学生物学,2012(1):9-10.
  [4] 崔贞.实验探究课型之过程性评价案例剖析[J].中学生物教学,2010(9):30-31.
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