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例谈生物实验教学中的四对关系

时间:2015/10/11 18:37:51  作者:孙钢  来源:本站原创  查看:266
内容摘要:生物实验教学是指教师根据教学目的、学生认知水平和教学条件,有目的地安排、设计一些类似科学实验的模式、程序,指导学生利用一定的材料、药品和仪器设备,按照指定条件去进行生物学实验的教学活动。目前高中生物学实验教学已基本从原来的“纸上实验”和“菜单实验”中走出, “讲实验照样能应付高考...
    生物实验教学是指教师根据教学目的、学生认知水平和教学条件,有目的地安排、设计一些类似科学实验的模式、程序,指导学生利用一定的材料、药品和仪器设备,按照指定条件去进行生物学实验的教学活动。目前高中生物学实验教学已基本从原来的“纸上实验”和“菜单实验”中走出, “讲实验照样能应付高考”的观念已经被大多数老师摒弃。但却存在着“学生照单操作、对实验中生成的问题不深入追究、实验后对实验效果不思优化”等现象。作为一名中学生物学教师现在需要直面的一个问题是如何以新课程理念为指导,积极研究生物实验教学中的新问题、新关系。笔者根据自身的实验教学的实践,就生物实验教学中应关注的四对关系作初步探讨。
    一、知识技能的传授与学生情感激发的关系
    在日常的实验教学中,我们教师经常有这样的困惑:辛辛苦苦准备实验器材、满腔热情的讲操作要领,学生听得却漫不经心、思维不积极、操作不严谨。究其原因,其中很重要的一点是备课时胸中没有学生,教师只顾顺着自己的思路、教学的重难点一一道来,忽略了学生的感受,导致学生游离于教学之外,成了学习的客人。
    多元智能理论之父霍华德•加德纳告诫说:“除非学生在学习过程中扮演积极的角色、除非他们学会提问、学会动手做、除非他们在脑海中能够重新构建所学的知识并根据需要转换,否则他们的学习成果都会消失。”因此知识技能的有效传授不能只靠教师告诉学生什么,而是要激发学生学习兴趣和热情,让他们在探究中学习、在合作交流中领悟、在思辨中发问。
    在必修一的验证性实验“生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定”的教学中,教师提前一周要求学生列出在预习过程中碰到所有疑难问题以及对这些问题的看法,其次列出除了书本实验外还希望做哪些相关的实验,通过这些实验来验证自己的一些想法。实验课开始前,教师和班上的几位生物学习骨干,整理了全班同学的作业,列出同学中普遍感兴趣且疑惑的问题,在学生自愿组合的前提下,重新分成若干学习小组进行探究学习 。     
    ①西瓜汁、橙汁能否用于还原性糖的鉴定?
    ②大豆中也有较多的脂肪,苏丹Ⅲ滴入豆浆中会有什么颜色反应?
    ③在鉴定还原性糖时,若先加0.1g/mL的NaOH 再加0.05 g/mL的CuSO4 是否会出现砖红色沉淀?
    ④若用婓林试剂中的甲液与乙液直接代替双缩脲试剂中A液与B液进行蛋白质的鉴定会出现什么样的颜色反应?
    在完成书本相关实验的基础上,学生开始对自己的问题开始探索,学生的积极性空前的高涨,或三五成群在一起探讨,或紧缩眉头在仔细观察比较,或与我讨论他对实验现象的分析及认识。课堂充满了活力,即便已经下课部分学生要求还要做相关实验,或要我提供相关的参考内容。
    新课标倡导问题式、讨论式、探究式等活动式的教学方法,实验课课堂正是应用这些方法的最好阵地。因此,教师要处理好知识技能的传授与学生情感激发的关系,把握好传授教学的“度”,同时要营造生动活泼的课堂学习氛围,使传授教学与学生自主探究活动达到和谐统一、相映成辉,做到既培养了学生的科学态度又加深对知识技能的理解和应用。
    二、备课的预设与课堂教学生成的关系
    课堂教学是一种有目的的教学活动,实验课由于存在更多不确定的因素,对教师的备课要求更高,备课要做到:备“三维目标”、备教材、备器材、备课堂组织、备学生,要基于学生的认知水平和实验技能的掌握程度,有针对性地、合理地创设问题情境,预设课堂教学的过程。要从学生的角度预设教学环节,采取符合学生身心特点的教学方法,实施探究性实验课堂教学。但是由于学生的知识储备、认知水平、动手能力、思维习惯有较大差异,在探究实验进行的过程中不断会有与预设相左的新问题、新思维产生,这就是课堂的生成。生成是学生思维的火花,有价值的生成能完善和提升课堂教学活动的预设,实验课的教学中,课堂生成的资源更加丰富,需要教师培育与捕捉。
    《生物技术实践》(选修1) “酵母细胞的固定化”实验教学中,在学生预学的基础上,教师简明辅导后各小组学生动手操作。教师巡视,随时记录学生生成的新问题。
    问题1:什么原因导致制成的凝胶珠拖尾(蝌蚪状),甚至粘连呈面条状呢?
    问题2:为什么有的凝胶珠漂浮在氯化钙溶液中而不是沉入杯底呢?
    问题3:制备的凝胶珠颜色深浅不一,有的土黄色、浅黄色、米白色,哪一种颜色制作更好呢?……
    即便学生按书本正确的操作步骤及老师交代的注意事项进行试验,依然会产生很多疑问。教师收集整理了由异常的实验结果生成的具有刺激学生思维内驱力的问题,作为新的资源引导学生进一步探究。学生根据已有知识确定对照的思路,然后制定分小组进行实验的方案。通过再探究学生不仅加深对实验的体验和理解,也更直观的认识到本实验的关键:海藻酸钠溶液的配制。海藻酸钠溶液浓度过高,凝胶珠拖尾;海藻酸钠溶液浓度过低,凝胶珠呈白色,所固定的酵母细胞较少。
    处理好备课的预设与课堂教学生成的关系,是实现教学目标,提高实验课堂教学质量、培养学生科学能力的重要手段。为此,教师要在备课的预设上下足功夫,在预设中孕育和促进生成,在预设中敏锐的捕捉有价值的生成,从而使实验课堂处处闪动着灵性。
    三、形式参与与思维参与的关系
    生物学实验是培养学生探究能力的最好选择,学生探究能力的提升主要体现在其对实验的思维方法能有清晰的感知,深刻的体会和理解以及创新的运用。然而在目前的实验教学中,不少教师习惯性的要求学生按照教材内容的统一模式去思考,教师对实验原理、实验步骤详细讲解后,学生按图索骥。学生在实验课堂上往往急于做实验、出结论,应付老师的检查,不能有意识地思考实验中蕴含的思想方法,不能有目的反思自己的思维方法,偶尔闪现的思维火花也应教师的忽视而泯灭。
    思维教学是一个由浅入深,一个具体到抽象,一个知识到能力的过程。教师应该积极创设问题情境,善于提出具有探究性的问题引导学生思维,让学生在思维过程中质疑释疑,培养学生独立探究问题、解决问题的意识和能力。
    《生物技术实践》(选修1) “果酒果醋的制作”实验教学中,学生在探究不同果酒的制作中,发现西瓜酒的制作不是很成功。同样的操作、同样的实验装置、同样的环境条件为什么唯独西瓜酒制作失败,而葡萄酒、苹果酒等却是成功的呢?学生们经过思考,提出了可能的原因:如西瓜是去皮后榨汁的,可能由于缺少酵母菌导致发酵失败。又如这个西瓜不够甜,糖分含量少,导致发酵失败。教师乘热打铁要求学生设计一组对照试验来证明猜测是否正确。此时,学生真正遭遇挑战,开始针对自己的想法设计实验方案、选择实验材料并实施实验。经过一个星期的观察记录、检测及其不同组之间实验现象的对比,最终得出结论是酵母菌的数量太少,影响了发酵的进程。
    处理好形式参与与思维参与的关系,是挖掘学生学习力和创造力的关键。因此,教师应在学生的心中植入科学意识、科学思维以及科学精神。鼓励学生独立思考,鼓励学生更加深入地研究,鼓励学生永远对一切充满好奇。
    四、探究过程与学习效率的关系
    “过程与方法”是课程三维目标中重要的一维,新课程重视知识的发生与发展的过程,让学生体验探索知识的科学态度、科学精神和创新思维,并在一系列的质疑、判断、比较、选择,以及相应的分析、综合、概括等多样化的思维过程中培养学生的创新精神和创新思维能力。同时有学者认为:一堂好课需要“四有”——有意义、有效率、有生成、有待完善。可以看出效率是评价一节课的重要指标,因此很多有经验的教师会将每一个教学活动的时间准确地计算出来,甚至可以精确到几分几秒,一个重要的原因在于45分钟的教学时间太宝贵了,在实验课教学中一不留心教学任务就无法完成。所以教师反复强调学生“注意”、“仔细听”、“认真观察”等来使所有的学生达到精确且步调一致。但是过分强调学习效率就会使学生在实验过程中的感受与体验大打折扣,会导致学生对真实问题的解决缺乏兴趣与思考,对实验思想和方法的理解与感悟不深刻,科学素养提高缓慢。
    在课时较少的情况下,如何处理好探究过程与学习效率的关系呢?如上引例,学生在自主探究西瓜酒发酵失败的原因时,教师应更多时间开放实验室,以提供相应的器材。同时当学生们完成实验设计后(以饮料瓶为发酵装置),为了便于观察和记录,将各组装置带回教室,利用课余时间完成实验。当然,不能过分的强调探究过程,除了时间不允许外,往往会造成简单问题复杂化,教学重点不突出,教材内容轻重不明显等弊端。

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