浅谈中学生物实验的几点改进和创新

1、 浅谈中学生物实验的几点和改进创新上海师范大学教育学院姚家佳【摘要】【关键词】生物学实验是中学生物教学的重要组成部分,也是实施素质教育的重要途径。随着教材的改进,实验所占的比例越来越重,但是由于课时等原因的限制,很多教师并不十分重视实验教学。需要通过提高教师的认识,改进生物实验课现状,同时广泛取材,从实验材料、方法上对实验进行创新,节省课堂时间,化繁为简;改变实验方式,从实验设计上进行创新,促进学生科学素养的养成。中学生物实验实验改进生物教师生物学实验是中学生物教学的重要组成部分,也是实施素质教育的重要途径,它不仅能激发学生学习知识的兴趣,巩固理论知识,而且具有培养学生观察能力和创新能力、动手

2、操作能力、科学探究能力和创新能力等教育功能。2001年,教育部颁布了全日制义务教育生物课程标准,取代了原有的全日制义务教育生物教学大纲。标准提出义务教育阶段的生物教学要坚持面向全体学生,提高学生生物科学素养,倡导探究性学习,并明确要求通过义务教育阶段生物课程的学习,使学生初步具备生物学操作的基本技能,一定的科学探究和实验能力,养成科学思维的习惯,初步学会科学探究的一般方法。与此相呼应,我国各地都陆续的开始使用新的教材。这些教材紧紧围绕新课改的要求编排,除了课程内容和编排有着改变外,不仅数量增加了不少,连形式都大有改变。有人比较了2002年前后人教版高中生物教材,旧教材只要9个实验,而新版本教材

3、则安排了15个生物实验,增幅达40%。初中生物教材中生物实验的增幅更是达到了44.7%。实际教学又如何呢?书上的实验不做,课堂上不讲是十分普遍的现象。许多生物教师受到课时、材料、实验设备等因素的影响,都不得不放弃了很多实验,特别是那些新增的突破传统的探究性实验更是受到了冷落。甚至有初二的学生反映他们整整一年学习生物的过程中从没进过实验室上过实验课。虽然会考和高考中实验占有的比例正在逐年上升,但是往往考查的都是些最为经典的实验,对于具有一定拓展性的、新型的实验会考查到的几率就比较小。这样在教学中,有经验的教师也就挑重点讲解几个高命中率的实验就可以保证学生漂亮的通过考试了,但是却放弃了对学生科学素

4、养最佳的培养机会。21世纪我们培养的不是应试的“人材”,而是能紧跟时代变化的“人才”,所以仅在中学生物实验的教学上,相对与之前传统的教学,教师能做的改进和创新就有很多。1.提高教师的认识,改进生物实验课现状。国足前教练米卢说过“态度决定一切”,生物实验课的命运也是如此,由教师和学生的态度决定实验课的质量。生物学其本身就是一门实验性的学科,实验课不仅能帮助学生更好的理解基本概念、基本原理,也能培养学生的动手能力、合作精神、科学素养。处于中学阶段的学生也是各种习惯、思维方式的养成时期,这也是培养学生科学素养的最佳时机。首先教师就要先改变实验课可上可不上的观念,再华丽的语言都无法描述生动的实验。对于

5、课时紧张这个大矛盾,应采用更好的实验方法来节省时间,而不是剥夺学生的实验课。只有生物教师从态度上根本改变后,我们才能谈得上生物实验课的改进和创新。例如,在实验课前就将实验明确介绍或布置给学生,让他们有个初步的了解;将一些原本繁琐的实验进行精简,让其以简单的过程呈现生物学原理。在这个过程中最重要的就是保证一定的生物实验课的课时,让学生从实验中增长知识和技能。2.广泛取材,从实验材料、方法上进行改进。(1让学生参与到材料准备中。通常生物实验中用的实验材料都由实验员或生物教师购买获得,但如果对于一些简单的,从日常生活中就能获得的,不具危险性的材料,是不是能让学生参与到采集的过程中呢?例如在食物中主要

6、营养成分的鉴定这个实验中,需要的材料除了一些试剂是学生难以获得以外,像苹果、梨、鸡蛋、植物油、花生、马铃薯等的材料,都是从菜市场甚至是家中就能轻而易举的找到的,也方便存放。如果在班中分实验小组,在课前就将材料收集的任务布置给小组成员,并让他们提一、教材的进步与实际教学间的矛盾二、中学生物实验的改进与创新982010年01月(上旬总第173期 教研纵览学科探航 早带到学校,更能激发学生的实验兴趣,也能增强学生对实验的记忆和生活能力,培养小组合作精神和责任心,在生物实验课中达到情感教育的目的。又例如经常要用得到的洋葱,在让学生采集材料前,可先教会他们如何挑选合适的洋葱作为材料,要选鳞叶紫色较深的,

7、也能让学生思考为什么要这样选材。同样,在教师刻苦钻研合适的实验材料时,也可以适当的让学生参与到选材的过程。在学生参与到材料准备的过程中,能让学生学到的不仅是实验的过程,还让学生对实验原理有了更透彻的理解,也多了解了很多实验的注意事项,学生也能从一次实验中思考的更多。此外简单的试剂也可以让学生进行准备。例如不同浓度的蔗糖溶液、氯化钠溶液等,或者需要用两种或两种以上溶液进行配比的试剂,在适合学生的情况下都能让学生们来完成准备工作。这样一方面学生从中获得试剂配比、保存的方法,巩固了化学知识,另一方面也能充分调动学生的积极性。(2改进实验材料。课本上的很多经典实验是一代代生物教师的经验累,同样在实际的

8、教学中我们也应勇于对实验的方法、材料进行创新改革。在探究植物细胞外界溶液浓度与质壁分离的关系实验中,我们通常用的是洋葱鳞叶的外表皮,因为其本身的紫色便于观察而不用染色。但是实际操作发现,洋葱的外表皮十分的难取,很多初学者都要花上很长的时间来取到单层细胞的观察材料,而多层细胞的材料往往相互重叠,观察效果不理想,这就给这个简单的实验带来了不必要的困难,特别是初中生动手能力不如高中生,更难掌握用镊子撕下外表皮的技术,同时也是对材料的浪费。但实践中发现洋葱的内表皮却是十分容易获得的,它往往会整片的粘连在里面一片鳞叶上,轻轻剥取就能获得,可将内表皮进行染色再实验能获得与外表皮一样的效果,这样对于时间比较

9、紧张的实验课是个解决的好方法。此外也可在实验前将洋葱鳞叶从鳞茎上剥下来,放在通风的窗台上晒上14天,待叶片变软时,撕取就方便了。两个简单的方法能很大程度的节省实验的时间,保证课堂上每一个学生都能完成实验,亲身经历到实验的全过程。(3改进实验方法。在叶绿体色素的提取与分离实验中我们通常用的是纸层析法。但是它除了耗时长以外,效果也并不是最理想,四层色素颜色很浅,特别是叶黄素和胡萝卜素更是难以分辨。这样使得一节实验课有很长的时间是在等待中度过,还要避免层析纸触碰到试管壁,这个实验对学生而言操作上有相当的难度。如果换用白粉笔来替代层析纸就能获得更好的效果。白粉笔法的具体的操作步骤与纸层析法基本相似,原

10、理也相同。选用一般的白粉笔(如果在比较潮湿的环境中,可以先将白粉笔放在酒精灯上烤干,在距底部1.5cm处画一小点或围粉笔一圈划一横线,然后用毛细吸管在粉笔上划上滤液点或线,待干燥后再次划上滤液点或线,如此反复几次。在一个培养皿中倒入一些四氯化碳,将刚才划了滤液线的白粉笔的底部用小刀切平,把它放置到培养皿中,四氯化碳同样不能没过滤液线。为了防止四氯化碳污染空气,在培养皿外面倒置一个大烧杯即可。几分钟后四种色素就清晰的分离在粉笔上。白粉笔的获得并不比滤纸困难,但是从实践中我们发现,白粉笔层析法更快,并且四层色素十分清晰,效果要比纸层析法好很多,而且一个培养皿中可同时立多支粉笔,不用大试管和试管架,

11、更容易放置,可谓节约时间和器材,更适合与课堂教学。(4改变实验方式,从实验设计上进行创新。除了在实验的器材、用品上进行改进外,在实验的设计上也能进行大量的创新,发挥学生的创新思维。目前,中学生物实验课主要以教师的讲述法为主,教师先把实验的要点过程都讲明白了然后学生再进行实验,这样难免会出现依样画葫芦的现象,学生在不知不觉中就失去了自我思考的空间,这就限制了学生的探究能力,对学生综合素质的培养是不利的。对于某些可以让学生自由发挥的实验,教师可以事先做好适当实验的设计。中学生物学所开设的实验主要是验证性实验、探究性实验和自主设计实验三种类型。生物实验中多以验证性实验为主,生物教师面对书上现在越来越

12、多的拓展性实验往往一翻而过。探究性实验相对于验证性实验,两者原理不同,前者是指人们在结果、现象未知的情况下通过实验设计去探索,进而获得结论。如果在学校中开展的实验都是验证性实验而缺少了探究性实验和其他类型的实验的话,不利于培养学生设计实验、分析实验结果的能力。可以说探究性实验和自主设计实验对学生的科学素养的培养是十分有利的。那么如何克服时间的缺乏呢?教师可以变验证性实验为探究性试验。例如高中教材中植物生长素的实验,通常采用先上课后实验的方法,这个看似简单的实验中包含了生长素的所有的特性。我们可以改为先实验后上课,在课后教师将已准备好的小麦胚芽鞘介绍给学生,明确探究目的,并将实验用品放置在教室窗

13、台上,让专门的同学负责照看,一个星期后以小组为单位交上“分析报告”后再进行分析讲解。这样可以让学生从表象开始,大胆的猜测实验原理,查找资料分析结果,这样得到的结论既有事实依据,也能让学生对知识的记忆更加深刻。同样的,也可以将初中实验中的生态瓶放置在教室中,让学生亲身体会一个密封的小环境的工作原理。在食物中主要营养成分的鉴定这个实验中,通常我们采用的方法是,先对淀粉、还原性糖、蛋白质和脂肪进行积992010年01月(上旬总第173期 鉴定后再对教师准备的苹果、鸡蛋、马铃薯等食物进行成分鉴定。这个实验可以改为实验课前先由教师介绍三大类成分鉴定的方法、实验原理及食物成分鉴定前的处理方法,让学生回家后

14、自行设计一张食品成分鉴定书。实验中,教师尽可能的多准备些具有代表性的食物,或让学生自带食物进行鉴定,并制作鉴定表,思考哪些食物可以作为主要的蛋白质、糖、脂肪来源。在这个过程中,学生除了需要自行设计鉴定表外,还需要自行设计实验的全过程,虽然与之前的实验相比改动不大,但是学生就能从依样画葫芦转为主动实验。探究性实验对学生实事求是的培养也有很大帮助,如果实验失败教师就可以引导学生分析实验失败的原因,这对学生也是一份知识和价值观的双重收获。实验的进步是从教师的教学经验和实际的操作中获得的,以上的实验改进与创新是笔者在实验后的感悟,如有不当之处,还望探讨整改。总而言之,生物教师应首先认识到生物实验在生物

15、教育和学生科学素养养成中的重要地位,充分利用时间上好每堂生物实验课,同时,生物教师也应尽一切可能发挥学生的创新能力,让学生进行探究性实验。有些书上的拓展性实验课堂上没有时间完成,如测量人体的生理数据、学看药品说明书等的实验可以放到课外进行,这样的实验具有相当的拓展性,对生活也有一定的指导作用,可以作为兴趣课开展。既然课本提供给了生物教师那么丰富的实验,那么生物教师也应当尽可能的好好利用这些实验,与此同时,改变实验课的考查方式,让学生重视实验课、真正的从中获取科学研究的方法。参考文献:1刘恩山.中学生物学教学论M .北京高等教育出版社,2003:2-5.2裘伯川,朱立祥.对中学生物学教学实施素质

16、教育的几点思考J.教育科学研究,2000(1:61-67.3林金定.中学生物实验教学与学生素质的培养J.教育评论,2001(1:73-74.4刘科建.刍议中学生物实验教学应对新课改的挑战与对策J.实验教学与仪器,2007(1:6-7.5李彦平.对高中生物实验的改进J.中学生物学,2008(3:45.6王小阳.如何提高生物实验教学质量J.考试周刊,2007(46:127.7池春玉,丁国华,韩金龙,许志东.黑龙江省高中生物学实验现状的调查与思考J.中国科教创新导刊,2008(8:121-123.8曹子建,冯鸿,余孝琴.新课程标准下中学生物实验教学的探讨J.四川教育学院学报,2007(3:109-1

17、10.9陈海,侯刚.浅谈中学生物实验的创新J.教学仪器与实验,2006(6:38.10甄宗秋.高中生物演示实验教学改革初探J.中学生物学,2007 (10:15-16. 1002010年01月(上旬总第173期少年写作期待你的来稿少年写作分为小学版(3、4、5、6年级分册出版、初中版和高中版,以反映自然之景、社会之风、读书之韵和成长之乐为内容,具体栏目为:(选登依据语文课程标准,指导学生课堂习作或写作的锦囊妙计(站在理论与实践结合处,揭秘写作的技巧与方法(与课堂作文教学同步,展示作文辅导的过程和学生佳作(以学生习作为例,指导修改和提升作文的典型案例(登载、评析学生课堂优秀习作、考场满分作文或赛场获奖作品(语文课程