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一 生物实验的特点
物理、化学、生物等都是实验科学,但与物理实验和化学实验相比,生物实验有其独特之处,具有以下特点:一是实验场所灵活多样。除了充分利用生物实验室外,校内的生物角、生物园,校外的农田、山林、河流、湖泊、动物园、植物园、自然保护区等,都可以用来做生物学实践活动的实验室。目前,在我国中学实验条件缺乏的情况下,更应发挥生物学实验的这一优势。二是实验周期一般较长。生物的生命活动,一般都要持续一段较长的时间。如在“观察植物细胞的有丝分裂”里,洋葱根尖的培养需用七八天时间。根据这一特点,生物实验应注意周密计划,统筹安排,尤其要注意实验材料用具的使用和供应问题。三是生物实验大都是综合性的,生命是比物理、化学等运动形式更高级的物质运动形式。这种物质运动形式的复杂精细过程,既呈现出生命的本质特征,又受非生命变量的影响和制约。如在“用高倍镜观察叶绿体和线粒体”的实验里,除考虑叶绿体、线粒体的存在、形态以外,还必须顾及温度、水分、溶液浓度等因素。
二 对生物教材中实验内容的分析
根据大纲的要求,教材中的实验数量明显增加。实验的形式多样,包括实验、实习、研究性课题等。实验内容的安排和编写都做了较大的改革,在重视基本技能训练,培养学生的观察、实验、思维和自学能力的同时,注重培养学生的创新精神和初步的探究能力,尤其是渗透科学方法教育。科学方法是人们为探索自然奥秘,认识自然事物及其规律性而采取的行为方式和手段的总和,可以分为三个层次。其中,哲学方法是科学方法的最高层次,它适用于一切领域;第二层次是自然科学的一般研究方法,如观察法、实验法、调查法,它是对各具体学科的研究方法的概括和总结;第三层次是学科内的具体方法,如生物学中的离心法、标记法等。本文所讲的高中生物教材实验编写中渗透的科学方法,是指自然科学的一般研究方法。
1.有利于加深理解和巩固掌握所学的知识
生物实验是检验和考核学生理解和掌握生物学知识的一种有效方法,也是考核实验操作技能的最好方法。同时,对强化理解和巩固生物学知识,以及提高生物实验技能都有积极作用。如“体验制备细胞膜的方法”中,可通过观察细胞膜的存在及其原因,回顾哺乳动物红细胞的特点、渗透作用,以及显微镜的操作等,再经过综合、总结,就可以使所学的有关知识系统化,掌握得更加牢固。
2.有利于激发学生的学习兴趣
兴趣是人类认识客观世界的一种心理表现,是一个人获得知识、开阔视野、努力学习的一种强有力的内部驱动力。实验除了具有真实、直观、形象、生动和易于激发学生的直接兴趣之外,还具有一种目的性操作活动的特点,使学生亲自动手进行实验操作,满足他们的操作愿望。更重要的是,学生在操作过程中通过动手动脑,克服种种困难,最后获得实验成功。此时由学习成功的喜悦而产生兴趣和学习的愿望会转化为一种热爱科学的素质和志向。
3.有利于训练生物学基本技能
技能可分为动作技能和智力技能。生物学基本技能按其本身的性质和特点看,应属于动作技能。技能有初级和高级两个阶段,前者是初步学会阶段,后者是实验技能形成阶段,即形成熟练技巧的阶段。不论是哪一阶段,都必须经过亲自操作训练才能形成。在教学过程中,要注意引导学生手脑并用。也就是说,不仅要求学生在实验操作的基本功上、技术上做到学会乃至达到灵活、准确、协调的程度,还要让学生动脑思考问题,要明了实验应该怎样做、为什么要这样做的道理,使积极的思维渗透到基本技能训练的全过程中去,这才是主动的训练,才有利于基本技能的形成。
4.培养学生的综合能力
能力是指完成一定任务的本领,包括完成一定任务的具体方式,以及顺利完成一定任务所必需的心理特征。能力是同活动密切联系着的,离开活动,能力就不能形成,也无从表现。生物实验是生物教学中的一种特殊形式的学习实践活动。通过这种学习实践活动,对学生的能力,特别是对观察能力和思维能力的培养有着重要的作用。这是因为生物学实验过程中,实验、观察和思维三者始终是联系在一起的,彼此是相互影响、相互制约、相辅相成的。
5.培养学生严谨的科学态度
首先,培养学生重视生物学理论知识对实验的指导作用;其次,在实验中,要做到一丝不苟、精益求精、严格按照规律操作,对实验现象和实验结果作科学的分析和解释;最后,要有实事求是的态度,一切从客观实际出发,如实地反映实验的真实情况,即使实验现象和结果与预期有出入,也不能随意臆造。
四 生物实验教学中需改进的不足之处
1.以观察现成装片、看录像、模型代替实验
教材中规定的学生动手实验,教师强调客观原因,以其他教具代替。如以观察现成装片代替“观察植物细胞的有丝分裂”;以看录像来代替“叶绿体中色素的提取和分离”的操作实验;以模型演示代替“观察植物细胞的质壁分离与复原”等实验。这种不让学生看到活体或不让学生亲自动手操作的“代替”教学法,不利于学生能力的培养。
2.黑板上做实验,课后背实验
黑板上做实验、课后背实验是以前常见的教学方式,在深入推进基础教育课程改革的今天,还用这种教学方式是很不应该的。学校没有生物实验室,或生物实验室形同虚设;个别教师认为,准备一节实验课要用很长的时间,花很大的精力,或者认为麻烦,或者因任课较多确实没有时间等原因造就了黑板上做实验、课后背实验的情况发生。殊不知,这种探究不探究、实验不实验的教学方式,只能培养出高分低能的低素质人才。
3.学生实验技能存在较多问题
笔者在实验教学中经常发现,不少学生动手做实验时,未能遵守操作常规和实验步骤。如用手遮一只眼用另一只眼去观察显微镜;不对光就去观察切片……这充分说明学生在实验技能方面存在较多问题。这就要求教师在实验过程中,要加以指导、点拨,发现问题及时解决,切不可在自己演示过后,让学生放羊式地去练习。