引論：我們?yōu)槟砹?篇高中生物實(shí)驗(yàn)的能力培養(yǎng)范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

高中生物實(shí)驗(yàn)的能力培養(yǎng):高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的能力培養(yǎng)

生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性科學(xué)。對高中學(xué)生來說,生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要包括常見的儀器、器具、藥品的使用能力,還有對實(shí)驗(yàn)程序的理解能力,對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力,對實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的異常情況的處理能力等。

一、讓學(xué)生明確儀器的原理和藥品的特性,是培養(yǎng)學(xué)生使用它們的能力的基礎(chǔ)

“知其然,應(yīng)該知其所以然”。對儀器的原理、藥品的特性不了解,使用起來就會帶有盲目性,就不可能形成使用能力。例如,學(xué)生對低倍鏡和高倍鏡的選擇上,經(jīng)常不能根據(jù)觀察對象的特點(diǎn)和觀察目的進(jìn)行合理的選擇來使用,學(xué)生常常由于好奇心的驅(qū)使和對低倍鏡、高倍鏡特點(diǎn)的無知,總是一上來就用高倍鏡,認(rèn)為高倍鏡總比低倍鏡觀察清楚。這種盲目性,是由于學(xué)生不了解顯微鏡的基本原理,不了解高倍鏡放大倍數(shù)大,分辨率高,但所看到的實(shí)際面積小,即視野小。而且倍數(shù)越高,看到材料的厚度就越薄,高倍鏡適宜觀察局部和細(xì)節(jié)。低倍鏡所看到的面積大,適宜觀察材料的整體結(jié)構(gòu),以及尋找觀察目標(biāo)。只要學(xué)生了解了這些基本原理,才能正確選用低、高倍鏡。由低倍鏡換高倍鏡時,如果圖像不太清晰,只需調(diào)節(jié)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋,就可以看清圖象了。至此學(xué)生只有了解了上述的基本原理和操作方法,才能正確使用高倍鏡。另外,如果鏡中有污染的花斑或異物,就會影響對微細(xì)結(jié)構(gòu)的觀察,清除花斑或異物,也是形成使用能力的一個方面。清除污染物,首先應(yīng)確定污染物在目鏡、物鏡還是裝片(或切片)上。因此應(yīng)讓學(xué)生了解目鏡在鏡筒上可用手做圓周轉(zhuǎn)動,裝片(或切片)在載物臺上可用手向任意一個方向移動或用移動器上下左右移動,如污染物在裝片(或切片)上,移動裝片(切片),污染物則隨之移動而反方向移動,否則,污染物就在物鏡上。在清除直鏡筒的顯微鏡目鏡和物鏡上的污染物時,還應(yīng)讓學(xué)生了解先后順序,應(yīng)先摘下物鏡,然后再摘下目鏡,試擦完畢裝上時,則應(yīng)先裝目鏡后裝物鏡,因?yàn)檫@樣可以防止因摘裝目鏡時與鏡筒摩擦下來的塵渣沿鏡筒落入物鏡的內(nèi)部。

在明確學(xué)生實(shí)驗(yàn)中藥品的使用能力方面:例如,在觀察植物細(xì)胞的有絲分裂實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)讓學(xué)生了解龍膽紫或洋紅是與染色體結(jié)合的堿性染料,堿性染料是指有色離子是陽離子的染料,而不是染液的pH呈堿性。這樣就引出了一個問題,醋酸起什么作用?應(yīng)讓學(xué)生了解2 %醋酸是染料的溶劑,在染色時增加了細(xì)胞的通透性,而不引起細(xì)胞膨脹,利于染液的離子進(jìn)入細(xì)胞而使細(xì)胞核內(nèi)的染色體著色。在觀察根對礦質(zhì)元素離子的交換吸附現(xiàn)象時,要讓學(xué)生了解自來水中有許多陽離子,可以將已交換吸附在根細(xì)胞表面的亞甲基藍(lán)陽離子交換下來,使藍(lán)色的根變淺,而影響實(shí)驗(yàn)效果,從而使學(xué)生明確為什么用蒸餾水沖洗根上的浮色,并且知道整個過程中所用的蒸餾水不能被污染。在提取葉綠體色素中,要讓學(xué)生了解葉綠體色素是有機(jī)物,可以溶于有機(jī)溶劑。了解在葉綠素中的Mg易被葉子的細(xì)胞液內(nèi)的有些有機(jī)酸的H取代而轉(zhuǎn)變成去Mg 的葉綠素,影響對色素的觀察,從而使學(xué)生明確為什么要用丙酮作提取劑,為什么一定不要讓層析液沒及濾紙上的濾液細(xì)線,為什么在研磨前要加入堿性鹽——少量的碳酸鈣。當(dāng)然,也只是在這個基礎(chǔ)上學(xué)生才能靈活地運(yùn)用它。

總而言之,教師要善于把實(shí)驗(yàn)儀器及藥品性質(zhì)、使用原理講清,這對提高學(xué)生使用它們的能力大有好處。

二、培養(yǎng)學(xué)生善于分析實(shí)驗(yàn)程序

一個較為復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)過程是設(shè)計(jì)人員長期辛勤勞動的結(jié)晶,它往往是經(jīng)過幾十次甚至上百次的反復(fù)摸索。所以,學(xué)生實(shí)驗(yàn)中,不能單純地用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)進(jìn)行“按方抓藥”出現(xiàn)結(jié)果就行了。而要指導(dǎo)學(xué)生去分析實(shí)驗(yàn)中每一步驟的作用,每一個處理意義以及各步驟之間的聯(lián)系,從中學(xué)習(xí)解決問題、研究事物的方法。例如,在觀察植物細(xì)胞有絲分裂實(shí)驗(yàn)過程中,大致為:培養(yǎng)10%HCI解離漂洗染色壓片。 要讓學(xué)生了解根尖放在10%HCI溶液中是為了溶解細(xì)胞間的果膠質(zhì), 使根尖細(xì)胞間變得松散,便于壓片,否則根尖細(xì)胞很難壓散,不利在鏡下觀察。另外,通過10%HCI的處理,使細(xì)胞迅速死亡, 讓細(xì)胞分別保留各自的分裂狀態(tài)。漂洗是為了沖洗解離液(10%HCI),否則影響染色效果。 又如用龍膽紫或醋酸洋紅溶液染色的目的是,這兩種染料易使細(xì)胞核內(nèi)的染色體著色,從而增大細(xì)胞核與周圍部分的反差,便于觀察染色體分布和變化,壓片的目的是使細(xì)胞分散開,變成單層,否則光線無法透過會影響觀察。加清水是起潤滑劑和利于細(xì)胞分散的作用,壓片時,在蓋玻片上再加一片載玻片的目的是防止手指與蓋玻片直接觸壓,會將極薄的蓋玻片壓碎(在鏡下觀察前應(yīng)將載玻片取下,并注意不要讓蓋玻片移位)。在葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)中,制備濾紙條時,應(yīng)讓學(xué)生了解將濾紙剪成長10厘米是因?yàn)楹}卜素在紙條上擴(kuò)散的距離約為9 厘米左右;寬1厘米是利于劃出齊而均勻的濾液細(xì)線, 去兩角為了使層析液在紙條上擴(kuò)散速度均衡,后兩者都是為了擴(kuò)散出四條平行的色帶。在距去兩角的一端1厘米處用鉛筆畫一橫線, 目的是為劃濾液細(xì)線提供參照線并且防止層析時在盛有3毫升層析液的燒杯(100毫升)中,濾液細(xì)線被層析液沒及。劃濾細(xì)線時還應(yīng)讓學(xué)生知道干燥后重復(fù)劃2—3次,是為了增加色素的分子數(shù),以便在紙條上走出四條明顯的色素帶來。如果在不干燥的情況下連續(xù)劃線,色素會隨濾液中的液體(如丙酮)在紙條上的擴(kuò)散而擴(kuò)散,劃出的濾液細(xì)線較寬,其結(jié)果是相鄰的兩條色帶會發(fā)生部分重疊。因此,在實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)根據(jù)學(xué)生程度和涉及原理的難易不同,由教師講清或提出問題讓學(xué)生思考,使學(xué)生既知道實(shí)驗(yàn)應(yīng)怎么做,也知道為什么這樣做。

三、培養(yǎng)學(xué)生善于分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

在實(shí)驗(yàn)中,經(jīng)常存在著對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的記錄,而輕視對實(shí)驗(yàn)過程中間出現(xiàn)某些現(xiàn)象的記錄,重視結(jié)果而不重視分析結(jié)果,重視對成功實(shí)驗(yàn)的肯定,而不重視對實(shí)驗(yàn)中的失敗查找原因等現(xiàn)象。這不利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣?。例?在觀察植物有絲分裂的實(shí)驗(yàn)中,在顯微鏡的某個視野中,要讓學(xué)生了解為什么看到的細(xì)胞多數(shù)為間期的細(xì)胞。在質(zhì)壁分離和復(fù)原的實(shí)驗(yàn)中要讓學(xué)生了解液泡的體積大小、顏色變化如何。在葉綠體中色素提取和分離實(shí)驗(yàn)中四種色素彼此分離的原理是什么,這一原理單靠高中教科書中的知識還不夠,應(yīng)讓學(xué)生了解濾紙是一種吸附劑,層析液是一種展開劑,四種色素的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同,它們在濾紙上吸附能力不同,在層析液中(展開劑)溶解度不同,因此,四種色素隨著層析液在濾紙條上的擴(kuò)散速度就不同,胡蘿卜素溶解度大而吸附力小,擴(kuò)散速度快,葉綠素b溶解度小而吸附力大,擴(kuò)散速度則慢。

在實(shí)驗(yàn)中,因某種原因,個別學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不明顯或失敗,

老師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生查找原因。如葉綠體中色素提取和分離的實(shí)驗(yàn)結(jié)果四條色素帶部分或全部不明顯,老師可提示:(1)是否丙酮用量過多, 濾液太稀;(2)是否用的新鮮葉,是否用的全部是幼嫩的葉;(3)劃濾液細(xì)線時是否重復(fù)的次數(shù)少了一些;(4 )層析時濾紙條上的濾液細(xì)線是否被層析液沒及過。在質(zhì)壁分離和復(fù)原的實(shí)驗(yàn)中,有的學(xué)生很快就觀察到質(zhì)壁分離和復(fù)原現(xiàn)象。但有的學(xué)生雖然在步驟方法上都按要求進(jìn)行了,但沒有發(fā)現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象,教師應(yīng)啟發(fā)學(xué)生尋找原因:取下的表皮是否是死亡的角質(zhì)層細(xì)胞?是否由于未用蔗糖溶液浸泡材料?是否蔗糖溶液被原清水稀釋而造成濃度不夠?是否視野太亮,反差度小而未能看清?還有的學(xué)生雖然質(zhì)壁分離了卻不能復(fù)原,教師也詢問一下,是否蔗糖溶液濃度自行加高了?是否質(zhì)壁分離時間太久而造成細(xì)胞死亡?

總之,在生物教學(xué)過程中,教師應(yīng)加強(qiáng)對學(xué)生的能力的培養(yǎng),定會事半功倍,提高教學(xué)質(zhì)量。

高中生物實(shí)驗(yàn)的能力培養(yǎng):新課程下高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性

創(chuàng)新是一個民族進(jìn)步的靈魂,是國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力。面對科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和知識經(jīng)濟(jì)的挑戰(zhàn),我國的教育總體上還存在著不相適應(yīng)的狀況,尤其在應(yīng)試教育的影響下,學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)操作綜合能力和知識創(chuàng)新能力的培養(yǎng)成為教育的難點(diǎn)。生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的實(shí)踐性與理論性很強(qiáng)的學(xué)科,因此高中生物教學(xué)必須重視實(shí)驗(yàn)教學(xué),實(shí)驗(yàn)教學(xué)對一個高中生的生物學(xué)習(xí)有著至關(guān)重要的作用。

科學(xué)教育的主要目的是提高全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。公民的科學(xué)素養(yǎng)主要包括:科學(xué)觀念,科學(xué)精神,科學(xué)態(tài)度,科學(xué)知識,科學(xué)方法和科學(xué)的實(shí)踐能力等方面。生物科學(xué)作為由眾多生物學(xué)事實(shí)和理論組成的知識體系,是在人們不斷探究的過程中逐步發(fā)展起來的。生物課程是自然科學(xué)課程,在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)方面有著重要任務(wù)。

實(shí)驗(yàn)是一種以認(rèn)識為直接目的的探索活動,是人類認(rèn)識客觀世界的事物、性質(zhì)和規(guī)律,從而能動地改造客觀世界的實(shí)踐活動。進(jìn)入 21世紀(jì)以來,生物科學(xué)的發(fā)展尤其以現(xiàn)代生物科學(xué)理論和現(xiàn)代生物學(xué)實(shí)驗(yàn)作支撐。因此,生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是生物科學(xué)形成和發(fā)展的基礎(chǔ),是中學(xué)生物學(xué)教學(xué)的重要組成部分,是達(dá)成高中生物課程目標(biāo)的基本途徑和方法。21世紀(jì)的人才應(yīng)該是具有創(chuàng)新意識和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的高素質(zhì)的人才,高中生物課程承擔(dān)著培養(yǎng)具有實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識的未來社會人才的任務(wù)。所以,生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是生物學(xué)教學(xué)的重要基礎(chǔ),是生物學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容,是生物學(xué)教學(xué)的重要方法。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是高中生物新課程“內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)”的重要組成之一。與現(xiàn)行教學(xué)大綱相比較,高中生物新課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、數(shù)量和類型都有顯著地變化?！稑?biāo)準(zhǔn)》中必修1模塊列有實(shí)驗(yàn)5個,探究4個,資料搜集和分析2個,參觀1個?！洞缶V》中列有實(shí)驗(yàn)6個,研究性課題1個?！稑?biāo)準(zhǔn)》中不僅實(shí)驗(yàn)數(shù)目多,而且有各種實(shí)驗(yàn)類型,通過這些多樣的實(shí)驗(yàn)可以鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的多種能力。例如,通過《標(biāo)準(zhǔn)》中的《觀察DNA、RNA在細(xì)胞中的分布》、《檢測生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)》、《觀察線粒體和葉綠體》、《葉綠體色素的提取和分離》等實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作技能和實(shí)驗(yàn)觀察能力;通過5、6、8和9等實(shí)驗(yàn),接受科學(xué)探究方法的訓(xùn)練,培養(yǎng)其科學(xué)探究能力;通過5和10,培養(yǎng)其實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力;通過11和12搜集有關(guān)細(xì)胞研究和應(yīng)用方面的信息,培養(yǎng)學(xué)生搜集、處理和交流信息的能力。其中實(shí)驗(yàn)和探究,一方面緊扣學(xué)習(xí)的核心內(nèi)容,另一方面涉及多種方法和技能。但是,《大綱》中的6個實(shí)驗(yàn)基本上都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),在能力培養(yǎng)方面比較單一。

另外,在必修2“遺傳與進(jìn)化”和必修3“穩(wěn)態(tài)與內(nèi)環(huán)境”的《標(biāo)準(zhǔn)》中包含的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和類型也都明顯多于《大綱》,它們不僅可以幫助學(xué)生領(lǐng)悟假說——演繹、理解系統(tǒng)分析、建立數(shù)學(xué)模型、取樣調(diào)查等方法,而且對于學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)方法也十分重要。《標(biāo)準(zhǔn)》中選修1“生物技術(shù)實(shí)踐”的內(nèi)容全部是實(shí)驗(yàn)課,共選擇了13項(xiàng)課題,其中包含的具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,多數(shù)將設(shè)計(jì)成探究性實(shí)驗(yàn),以培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、動手操作、收集證據(jù)等科學(xué)探究的能力,增進(jìn)學(xué)生對生物技術(shù)應(yīng)用的了解。而《大綱》中選修部分僅列有實(shí)驗(yàn)2個,實(shí)習(xí)1個,形式和能力培養(yǎng)方面都很單一。

新課程下高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)非常重視能力目標(biāo)的培養(yǎng),可以使學(xué)生具有較強(qiáng)的觀察能力,能夠根據(jù)觀察所得的現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)問題、提出問題,并通過分析提出自己的見解。在實(shí)驗(yàn)中,經(jīng)常存在著對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的記錄,而輕視對實(shí)驗(yàn)過程中間出現(xiàn)某些現(xiàn)象的記錄,重視結(jié)果而不重視分析結(jié)果,重視對成功實(shí)驗(yàn)的肯定,而不重視對實(shí)驗(yàn)中的失敗查找原因等現(xiàn)象,這些都非常不利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣?。例?在觀察根尖分生組織細(xì)胞有絲分裂的實(shí)驗(yàn)中,在顯微鏡的某個視野中,要讓學(xué)生了解為什么看到的細(xì)胞多數(shù)為間期的細(xì)胞。在質(zhì)壁分離和復(fù)原的實(shí)驗(yàn)中要讓學(xué)生了解液泡的體積大小、顏色變化如何。在葉綠體中色素提取和分離實(shí)驗(yàn)中四種色素彼此分離的原理是什么,這一原理單靠高中教科書中的知識還不夠,應(yīng)讓學(xué)生了解濾紙是一種吸附劑,四種色素的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同,它們在濾紙上吸附能力不同,在層析液中溶解度不同,因此,四種色素隨著層析液在濾紙條上的擴(kuò)散速度就不同,胡蘿卜素溶解度大而吸附力小,擴(kuò)散速度快,葉綠素b溶解度小而吸附力大,擴(kuò)散速度慢。

新課程下高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以使學(xué)生初步掌握科學(xué)研究的基本過程和方法。例如,讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)儀器的原理和藥品的特性,掌握選擇實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)材料的方法,是培養(yǎng)學(xué)生使用它們的能力的基礎(chǔ)。對儀器的原理、藥品的特性不了解,使用起來就會帶有盲目性,就不可能形成使用能力。學(xué)生在對低倍鏡和高倍鏡的選擇上,經(jīng)常不能根據(jù)觀察對象的特點(diǎn)和觀察目的進(jìn)行合理的選擇,學(xué)生常常由于好奇心的驅(qū)使和對低倍鏡、高倍鏡特點(diǎn)的不了解,總是一開始就用高倍鏡,認(rèn)為高倍鏡總比低倍鏡觀察清楚。這種盲目性,是由于學(xué)生不了解顯微鏡的基本原理,不了解高倍鏡放大倍數(shù)高,分辨率高,但所看到的視野小。因此,高倍鏡只適宜觀察局部和細(xì)節(jié)。低倍鏡放大倍數(shù)低,但看到的細(xì)胞多,適宜觀察材料的整體結(jié)構(gòu),以及尋找觀察目標(biāo)。只有學(xué)生了解了這些基本原理,才能正確選擇和使用低倍鏡、高倍鏡。

新課程下高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)非常注重強(qiáng)化過程訓(xùn)練。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅要求學(xué)生掌握各項(xiàng)基本技能,如顯微鏡使用、臨時裝片制作等,還要求學(xué)生能使各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)基本技能系統(tǒng)化、整體化,并達(dá)到融會貫通,熟練運(yùn)用到新情境中去解決新問題。因此,實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須強(qiáng)調(diào)過程訓(xùn)練。以探究性實(shí)驗(yàn)為例,具體要求是:觀察要仔細(xì)、客觀;根據(jù)觀察提出的問題要有一定的研究價值;假設(shè)是經(jīng)過周密的思考,針對問題提出的一種答案,用來解釋觀察的現(xiàn)象;實(shí)驗(yàn)要設(shè)計(jì)正確的方法和步驟,為了增強(qiáng)說服力,還需要設(shè)置對照組,實(shí)驗(yàn)常常要重復(fù)多次,結(jié)果才;得出結(jié)論要有充分的事實(shí)依據(jù)。

新課程下高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)注重讓學(xué)生說出自己的情感和體驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)的過程中伴隨著豐富的情感體驗(yàn),這種體驗(yàn)往往比記住科學(xué)結(jié)論更有價值,這是科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分之一。而社會的發(fā)展告訴我們懂感悟、會評價、能表達(dá)是一個未來社會人的必備素質(zhì)。所以,讓學(xué)生把自己的真實(shí)感受表達(dá)出來并認(rèn)真傾聽別人的感受,從中有所感悟這是十分必要的。當(dāng)然在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會自評和互評的過程中, 教師更應(yīng)懂得如何去正確的評價學(xué)生。教師對學(xué)生的評價可以貫穿整個活動的始終,在活動過程中評價學(xué)生可以指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究,在活動結(jié)束后評價學(xué)生可以激起學(xué)生學(xué)習(xí)的信心和興趣。另外,教師評價要注意不能用同一尺度來評價所有學(xué)生,不同的學(xué)生其興趣、能力、特點(diǎn)都會有所差異。因此,不能用同一標(biāo)準(zhǔn)來評價。否則,會影響某些學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和興趣。適當(dāng)?shù)脑u價對于那些在活動中存在嚴(yán)重不足的學(xué)生來說,可以激起他們的上進(jìn)心和自信心。

新課程下高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施還面臨著一些困難。實(shí)驗(yàn)教學(xué)要想實(shí)現(xiàn)三維目標(biāo)絕不是短時間、幾次實(shí)驗(yàn)就可以奏效的,它是一個長期的漸進(jìn)的過程,要抓住每次實(shí)驗(yàn)的機(jī)會。有時侯知識性內(nèi)容的教學(xué)占據(jù)了課堂的大多時間,使得探究性實(shí)驗(yàn)的時間不充足,難度也加大。教師的認(rèn)識和能力有待進(jìn)一步提高。由于考試分?jǐn)?shù)和升學(xué)率的問題,仍有一部分教師只重視實(shí)驗(yàn)理論的教學(xué),只關(guān)心學(xué)生能否做好高考生物實(shí)驗(yàn)題,對實(shí)現(xiàn)教學(xué)中學(xué)生的能力目標(biāo)和情感態(tài)度價值觀目標(biāo)的積極性不大,要求也不高。教學(xué)設(shè)備不充足,尤其很多學(xué)校的實(shí)驗(yàn)設(shè)備落后、陳舊,根本無法滿足新課程下高中生物實(shí)驗(yàn)的需要。缺乏社會的支持,尤其是缺乏學(xué)生家長的配合。家長們往往認(rèn)為高考不考察實(shí)驗(yàn)操作,生活中也不注重對學(xué)生生活自理能力的培養(yǎng),這些都限制了學(xué)生動手能力的培養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)意識的提高。不管目前生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的困難有多大,我們高中生物老師應(yīng)該認(rèn)識到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性,要想盡一切辦法去開展實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生的能力在實(shí)驗(yàn)中得到提高.

高中生物實(shí)驗(yàn)的能力培養(yǎng):淺談高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的能力培養(yǎng)

生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性科學(xué)。對高中學(xué)生來說，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要包括常見的儀器、器具、藥品的使用能力 ，還有對實(shí)驗(yàn)程序的理解能力，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力，對實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的異常情況的處理能力等。

一、讓學(xué)生明確儀器的原理和藥品的特性，是培養(yǎng)學(xué)生使用它們的能力的基礎(chǔ)

“知其然，應(yīng)該知其所以然”。對儀器的原理、藥品的特性不了解，使用起來就會帶有盲目性，就不可能 形成使用能力。例如，學(xué)生對低倍鏡和高倍鏡的選擇上，經(jīng)常不能根據(jù)觀察對象的特點(diǎn)和觀察目的進(jìn)行合理的 選擇來使用，學(xué)生常常由于好奇心的驅(qū)使和對低倍鏡、高倍鏡特點(diǎn)的無知，總是一上來就用高倍鏡，認(rèn)為高倍 鏡總比低倍鏡觀察清楚。這種盲目性，是由于學(xué)生不了解顯微鏡的基本原理，不了解高倍鏡放大倍數(shù)大，分辨 率高，但所看到的實(shí)際面積小，即視野小。而且倍數(shù)越高，看到材料的厚度就越薄，高倍鏡適宜觀察局部和細(xì) 節(jié)。低倍鏡所看到的面積大，適宜觀察材料的整體結(jié)構(gòu)，以及尋找觀察目標(biāo)。只要學(xué)生了解了這些基本原理， 才能正確選用低、高倍鏡。由低倍鏡換高倍鏡時，如果圖像不太清晰，只需調(diào)節(jié)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋，就可以看清圖象 了。至此學(xué)生只有了解了上述的基本原理和操作方法，才能正確使用高倍鏡。另外，如果鏡中有污染的花斑或 異物，就會影響對微細(xì)結(jié)構(gòu)的觀察，清除花斑或異物，也是形成使用能力的一個方面。清除污染物，首先應(yīng)確 定污染物在目鏡、物鏡還是裝片（或切片）上。因此應(yīng)讓學(xué)生了解目鏡在鏡筒上可用手做圓周轉(zhuǎn)動，裝片（或 切片）在載物臺上可用手向任意一個方向移動或用移動器上下左右移動，如污染物在裝片（或切片）上，移動 裝片（切片），污染物則隨之移動而反方向移動，否則，污染物就在物鏡上。在清除直鏡筒的顯微鏡目鏡和物 鏡上的污染物時，還應(yīng)讓學(xué)生了解先后順序，應(yīng)先摘下物鏡，然后再摘下目鏡，試擦完畢裝上時，則應(yīng)先裝目 鏡后裝物鏡，因?yàn)檫@樣可以防止因摘裝目鏡時與鏡筒摩擦下來的塵渣沿鏡筒落入物鏡的內(nèi)部。

在明確學(xué)生實(shí)驗(yàn)中藥品的使用能力方面：例如，在觀察植物細(xì)胞的有絲分裂實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)讓學(xué)生了解龍膽紫 或洋紅是與染色體結(jié)合的堿性染料，堿性染料是指有色離子是陽離子的染料，而不是染液的pH呈堿性。這樣就 引出了一個問題，醋酸起什么作用？應(yīng)讓學(xué)生了解2 ％醋酸是染料的溶劑，在染色時增加了細(xì)胞的通透性，而 不引起細(xì)胞膨脹，利于染液的離子進(jìn)入細(xì)胞而使細(xì)胞核內(nèi)的染色體著色。在觀察根對礦質(zhì)元素離子的交換吸附 現(xiàn)象時，要讓學(xué)生了解自來水中有許多陽離子，可以將已交換吸附在根細(xì)胞表面的亞甲基藍(lán)陽離子交換下來， 使藍(lán)色的根變淺，而影響實(shí)驗(yàn)效果，從而使學(xué)生明確為什么用蒸餾水沖洗根上的浮色，并且知道整個過程中所 用的蒸餾水不能被污染。在提取葉綠體色素中，要讓學(xué)生了解葉綠體色素是有機(jī)物，可以溶于有機(jī)溶劑。了解 在葉綠素中的Mg易被葉子的細(xì)胞液內(nèi)的有些有機(jī)酸的H取代而轉(zhuǎn)變成去Mg 的葉綠素，影響對色素的觀察，從而 使學(xué)生明確為什么要用丙酮作提取劑，為什么一定不要讓層析液沒及濾紙上的濾液細(xì)線，為什么在研磨前要加 入堿性鹽——少量的碳酸鈣。當(dāng)然，也只是在這個基礎(chǔ)上學(xué)生才能靈活地運(yùn)用它。

總而言之，教師要善于把實(shí)驗(yàn)儀器及藥品性質(zhì)、使用原理講清，這對提高學(xué)生使用它們的能力大有好處。

二、培養(yǎng)學(xué)生善于分析實(shí)驗(yàn)程序

一個較為復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)過程是設(shè)計(jì)人員長期辛勤勞動的結(jié)晶，它往往是經(jīng)過幾十次甚至上百次的反復(fù)摸索。 所以，學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，不能單純地用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)進(jìn)行“按方抓藥”出現(xiàn)結(jié)果就行了。而要指導(dǎo)學(xué)生去分析實(shí)驗(yàn)中每 一步驟的作用，每一個處理意義以及各步驟之間的聯(lián)系，從中學(xué)習(xí)解決問題、研究事物的方法。例如，在觀察 植物細(xì)胞有絲分裂實(shí)驗(yàn)過程中，大致為：培養(yǎng)10％HCI解離漂洗染色壓片。 要讓學(xué)生了解根尖放在10 ％HCI溶液中是為了溶解細(xì)胞間的果膠質(zhì)， 使根尖細(xì)胞間變得松散，便于壓片，否則根尖細(xì)胞很難壓散，不利 在鏡下觀察。另外，通過10％HCI的處理，使細(xì)胞迅速死亡， 讓細(xì)胞分別保留各自的分裂狀態(tài)。漂洗是為了沖 洗解離液（10％HCI），否則影響染色效果。 又如用龍膽紫或醋酸洋紅溶液染色的目的是，這兩種染料易使細(xì) 胞核內(nèi)的染色體著色，從而增大細(xì)胞核與周圍部分的反差，便于觀察染色體分布和變化，壓片的目的是使細(xì)胞 分散開，變成單層，否則光線無法透過會影響觀察。加清水是起潤滑劑和利于細(xì)胞分散的作用，壓片時，在蓋 玻片上再加一片載玻片的目的是防止手指與蓋玻片直接觸壓，會將極薄的蓋玻片壓碎（在鏡下觀察前應(yīng)將載玻 片取下，并注意不要讓蓋玻片移位）。在葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)中，制備濾紙條時，應(yīng)讓學(xué)生了解將 濾紙剪成長10厘米是因?yàn)楹}卜素在紙條上擴(kuò)散的距離約為9 厘米左右；寬1厘米是利于劃出齊而均勻的濾液細(xì) 線， 去兩角為了使層析液在紙條上擴(kuò)散速度均衡，后兩者都是為了擴(kuò)散出四條平行的色帶。在距去兩角的一端 1厘米處用鉛筆畫一橫線， 目的是為劃濾液細(xì)線提供參照線并且防止層析時在盛有3毫升層析液的燒杯（100毫 升）中，濾液細(xì)線被層析液沒及。劃濾細(xì)線時還應(yīng)讓學(xué)生知道干燥后重復(fù)劃2—3次，是為了增加色素的分子數(shù) ，以便在紙條上走出四條明顯的色素帶來。如果在不干燥的情況下連續(xù)劃線，色素會隨濾液中的液體（如丙酮 ）在紙條上的擴(kuò)散而擴(kuò)散，劃出的濾液細(xì)線較寬，其結(jié)果是相鄰的兩條色帶會發(fā)生部分重疊。因此，在實(shí)驗(yàn)中 ，應(yīng)根據(jù)學(xué)生程度和涉及原理的難易不同，由教師講清或提出問題讓學(xué)生思考，使學(xué)生既知道實(shí)驗(yàn)應(yīng)怎么做， 也知道為什么這樣做。

三、培養(yǎng)學(xué)生善于分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

在實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)常存在著對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的記錄，而輕視對實(shí)驗(yàn)過程中間出現(xiàn)某些現(xiàn)象的記錄，重視結(jié)果而 不重視分析結(jié)果，重視對成功實(shí)驗(yàn)的肯定，而不重視對實(shí)驗(yàn)中的失敗查找原因等現(xiàn)象。這不利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?的提高。例如，在觀察植物有絲分裂的實(shí)驗(yàn)中，在顯微鏡的某個視野中，要讓學(xué)生了解為什么看到的細(xì)胞多數(shù) 為間期的細(xì)胞。在質(zhì)壁分離和復(fù)原的實(shí)驗(yàn)中要讓學(xué)生了解液泡的體積大小、顏色變化如何。在葉綠體中色素提 取和分離實(shí)驗(yàn)中四種色素彼此分離的原理是什么，這一原理單靠高中教科書中的知識還不夠，應(yīng)讓學(xué)生了解濾 紙是一種吸附劑，層析液是一種展開劑，四種色素的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同，它們在濾紙上吸附能力不同，在層 析液中（展開劑）溶解度不同，因此，四種色素隨著層析液在濾紙條上的擴(kuò)散速度就不同，胡蘿卜素溶解度大 而吸附力小，擴(kuò)散速度快，葉綠

素b溶解度小而吸附力大，擴(kuò)散速度則慢。

在實(shí)驗(yàn)中，因某種原因，個別學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不明顯或失敗，老師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生查找原因。如葉綠體中色素 提取和分離的實(shí)驗(yàn)結(jié)果四條色素帶部分或全部不明顯，老師可提示：（1）是否丙酮用量過多， 濾液太??；（ 2）是否用的新鮮葉，是否用的全部是幼嫩的葉；（3）劃濾液細(xì)線時是否重復(fù)的次數(shù)少了一些；（4 ）層析時 濾紙條上的濾液細(xì)線是否被層析液沒及過。在質(zhì)壁分離和復(fù)原的實(shí)驗(yàn)中，有的學(xué)生很快就觀察到質(zhì)壁分離和復(fù) 原現(xiàn)象。但有的學(xué)生雖然在步驟方法上都按要求進(jìn)行了，但沒有發(fā)現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象，教師應(yīng)啟發(fā)學(xué)生尋找原因 ：取下的表皮是否是死亡的角質(zhì)層細(xì)胞？是否由于未用蔗糖溶液浸泡材料？是否蔗糖溶液被原清水稀釋而造成 濃度不夠？是否視野太亮，反差度小而未能看清？還有的學(xué)生雖然質(zhì)壁分離了卻不能復(fù)原，教師也詢問一下， 是否蔗糖溶液濃度自行加高了？是否質(zhì)壁分離時間太久而造成細(xì)胞死亡？

總之，在生物教學(xué)過程中，教師應(yīng)加強(qiáng)對學(xué)生的能力的培養(yǎng)，定會事半功倍，提高教學(xué)質(zhì)量。

高中生物實(shí)驗(yàn)的能力培養(yǎng):高中生物實(shí)驗(yàn)效果提高方式

教師更新教育理念

教師讓學(xué)生直接到實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn),學(xué)生什么也不會,數(shù)次實(shí)驗(yàn)后學(xué)生沒有任何收獲,造成這些現(xiàn)象的原因就是教師的觀念沒有更新,實(shí)驗(yàn)不能當(dāng)做是理論的鞏固,實(shí)驗(yàn)在每個生命規(guī)律的發(fā)現(xiàn)中都起到的至關(guān)重要的作用,沒有實(shí)驗(yàn)假說就永遠(yuǎn)到不了定律,只有在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過分析總結(jié)才能獲得新知。所以教師必須更新理念,讓學(xué)生帶著問題到實(shí)驗(yàn)中去,真正成為實(shí)驗(yàn)的主人,才能真正地找到答案。

不斷提高教師的專業(yè)素養(yǎng)

教師的專業(yè)素養(yǎng)是實(shí)驗(yàn)課堂有效的基礎(chǔ),是駕馭實(shí)驗(yàn)課堂的基本能力。因此,每一堂實(shí)驗(yàn)課之前,教師一定要先做預(yù)實(shí)驗(yàn),做到非常嫻熟,且能預(yù)知實(shí)驗(yàn)中會出現(xiàn)的各種情況,要做到這點(diǎn),對教師的專業(yè)素養(yǎng)要求非常高,需要不斷地積累和收集與生命科學(xué)相關(guān)的材料,不斷提高各種相關(guān)知識的豐富程度。

重視實(shí)驗(yàn)小組建設(shè),發(fā)揮小組合作優(yōu)勢

絕大多數(shù)高中的生物實(shí)驗(yàn)都需要分組,所以小組建設(shè)是高中生物分組實(shí)驗(yàn)的前提和保障。實(shí)驗(yàn)小組的分配合理能起到帶動和協(xié)調(diào)作用,現(xiàn)行的較好的分配原則是按照學(xué)生的各方面的能力實(shí)行組間同質(zhì)、組內(nèi)異質(zhì)分配,這樣分配能較大限度地發(fā)揮組內(nèi)優(yōu)勢,分工不同讓學(xué)生學(xué)會合作,學(xué)會交流,尤其是新課標(biāo)實(shí)行后,內(nèi)容擴(kuò)大增多,還增加了不少探究性實(shí)驗(yàn),這就更需要組內(nèi)和組間集思廣益、取長補(bǔ)短,共同發(fā)展、實(shí)現(xiàn)共贏。

實(shí)驗(yàn)課的課前準(zhǔn)備也是很好的資源

實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備是一個工作量大且煩的工作。不少老師也正是因此而放棄生物實(shí)驗(yàn)的。我們可以把實(shí)驗(yàn)課的課前準(zhǔn)備讓給學(xué)生來做,實(shí)踐表明這是一種很好的資源,參與準(zhǔn)備的學(xué)生會比其他同學(xué)更理解實(shí)驗(yàn)、喜歡實(shí)驗(yàn)、熱愛實(shí)驗(yàn),更容易激發(fā)他們學(xué)習(xí)生物的興趣。我曾經(jīng)做過實(shí)驗(yàn),讓生物成績最差的同學(xué)來參與準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn),后來這些同學(xué)都在生物方面都取得了巨大進(jìn)步。

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)更能激發(fā)學(xué)生興趣

生物課本中的實(shí)驗(yàn)是一些比較經(jīng)典的實(shí)驗(yàn),學(xué)生容易做,但這些實(shí)驗(yàn)都有一些共同的特點(diǎn),那就是課本上都有實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,學(xué)生會表現(xiàn)出冷淡。相反,如果對課本上的實(shí)驗(yàn)在不違反原則的前提下進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑?學(xué)生無法預(yù)知實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,學(xué)生往往會充滿好奇,從而激發(fā)他們濃厚的興趣,如果能抓好這一點(diǎn),就很容易讓學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲。如在葉綠體色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)中,有的學(xué)生將濾紙條更換成白粉筆和圓形濾紙,效果奇特,學(xué)生獲得極大的滿足。因此,在平時的實(shí)驗(yàn)中,要保護(hù)好學(xué)生的好奇心,這往往正是創(chuàng)新的源泉。

拓展時間和空間,較大限度利用資源

絕大部分學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室都是學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)時開放的,這樣在很大程度上限制了生物實(shí)驗(yàn)的發(fā)展。另外,學(xué)校寶貴的資源也就大部分時間處于閑置狀態(tài),造成了極大的浪費(fèi),而少部分同學(xué)平時產(chǎn)生的疑惑,或者在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生了新思路、新方法,就不能及時到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行探究和驗(yàn)證。所以實(shí)驗(yàn)室可以采用預(yù)約開放、定時開放等不同的形式,來彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)課時不足的現(xiàn)象。

縱觀教學(xué)現(xiàn)狀,實(shí)驗(yàn)課成了教學(xué)的最薄弱環(huán)節(jié),離課標(biāo)要求相差甚遠(yuǎn)。作為一名生物教師,要高度重視實(shí)驗(yàn)對培養(yǎng)學(xué)生的素質(zhì)和能力的重要性,運(yùn)用有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略,提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的水平,讓學(xué)生真正成為實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)的受益者。

高中生物實(shí)驗(yàn)的能力培養(yǎng):基于探究的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

[摘要] 科學(xué) 探究是學(xué)習(xí)生物學(xué)基本、有效的途徑之一,它有助于學(xué)生形成對生命世界的正確認(rèn)識、對科學(xué)本質(zhì)的理解和對生物學(xué) 規(guī)律 的領(lǐng)悟,應(yīng)作為高中生物學(xué)教學(xué)的基本內(nèi)容和方法。設(shè)計(jì)一個基于探究的實(shí)驗(yàn)活動對于一般的實(shí)驗(yàn)教學(xué)來說,只要能在兩方面加以改變,就可以將驗(yàn)證式的實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變成開放性探究實(shí)驗(yàn)。一是改變實(shí)驗(yàn)活動在整個教學(xué)中的優(yōu)先次序,不要將實(shí)驗(yàn)活動安排在教學(xué)的,讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前還不知道實(shí)驗(yàn)的結(jié)果;第二是將以往只注重驗(yàn)證課本理論的一些典型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,改變成比較重視探究過程的實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生加以探究。

以實(shí)驗(yàn)為載體的探究是生物教學(xué)最顯著的特征,也是生物教師最常用、最擅長的手段。但是,在實(shí)踐中“實(shí)驗(yàn)”與“探究”的結(jié)合并不象預(yù)想的那樣順暢。基于探究的實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略,是在吸收已往實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中有益經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,探索一條有效、完整、開放的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式,以回歸實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)證意識、思維品質(zhì)、質(zhì)疑精神等方面的作用和地位,為提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)服務(wù)。

一、問題的提出

從教學(xué)論的角度看,實(shí)驗(yàn)教學(xué)是指在使用實(shí)驗(yàn)儀器情景下的一種教學(xué)形態(tài)。高中生物實(shí)驗(yàn)與其他理科實(shí)驗(yàn)一樣,具有直觀、形象的特征,能高度濃縮地展示人們認(rèn)識和發(fā)現(xiàn)某一知識、原理的過程,能幫助學(xué)生在較短時間內(nèi)認(rèn)識和理解相關(guān)的科學(xué)知識。但這種對實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)識,在本質(zhì)上將它放在了知識教學(xué)的從屬地位,實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)只是追求一個預(yù)設(shè)的結(jié)論。雖然在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中,教師會注意對學(xué)生進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)技能、方法和探究思維等方面的訓(xùn)練,但這些往往被放在次要的位置。

科學(xué)探究的提出給實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)以全新的視角。《生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))解讀》指出:“科學(xué)探究是生物學(xué)中不可缺少的、動態(tài)的部分”[1]。高中生物課程應(yīng)該反映生物科學(xué)的“完整畫面 ”,應(yīng)該將科學(xué)探究作為高中生物學(xué)教學(xué)的基本內(nèi)容和方法。科學(xué)探究活動也是學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)基本、有效的途徑之一,它有助于學(xué)生形成對生命世界的正確認(rèn)識、對科學(xué)本質(zhì)的理解和對生物學(xué)規(guī)律的領(lǐng)悟。生物實(shí)驗(yàn)作為教師轉(zhuǎn)變教學(xué)方式、實(shí)施科學(xué)探究的最有效的手段之一,具有強(qiáng)化學(xué)生實(shí)證意識、提升學(xué)生思維品質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑精神的重要作用,倡導(dǎo)基于探究的實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略,將學(xué)生置身于一種動態(tài)、開放、個性、多元的學(xué)習(xí)環(huán)境中,打破原有學(xué)科的封閉性和課程選擇的單一性,讓學(xué)生自主探索,主動求知,學(xué)會收集、分析和利用各種信息及信息資源,實(shí)質(zhì)上就是在提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

二、如何在一般實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn)探究的思想

美國學(xué)者施瓦布曾經(jīng)把科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動分成三個層次, [2]根據(jù)實(shí)際還可以加上一個層次,即將問題、方法步驟及答案均提供給學(xué)生,學(xué)生只要按此步驟去做實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證已知的結(jié)果,可稱之為零層次(見表1)。

探究也是分層次的,一些學(xué)者根據(jù)探究活動的難易程度以及學(xué)生參與探究程度的不同,將探究性實(shí)驗(yàn)劃分了不同的層次(見表2)。[3]

至此,可以清楚地表明,驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)基本上屬于0水平探究,也就是沒有體現(xiàn)科學(xué)探究的基本精神,隨著有關(guān)實(shí)驗(yàn)的問題確定、解決問題的程序和做結(jié)論等幾個方面學(xué)生參與程度的增加,探究的深度也不斷增加,直至開放式的研究。由此可見,隨著新課程將科學(xué)探究作為核心理念,實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用得到了顯著的提高。

眾所周知,學(xué)科教學(xué)在知識的量上有明確的任務(wù),探究性學(xué)習(xí)要花費(fèi)更多的時間。一些老師之所以在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中傾向于低水平的探究,一方面是觀念的問題,視課堂的“亂”為洪水猛獸,怕失去對課堂的控制;另一方面是技能的問題,試問,從小到大,我們有多少教師有過探究性學(xué)習(xí)的經(jīng)歷?

事實(shí)上,在實(shí)際教學(xué)中,教材已充分考慮到了這些因素,高層次、開放性探究實(shí)驗(yàn)活動是十分有限的。學(xué)生在更多的時候需要從多種多樣的不同層次的探究實(shí)驗(yàn)活動中學(xué)習(xí)各種科學(xué)探究方法和科學(xué)探究技能。因此,如何在一般實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn)探究的思想是教師的必然選擇,也是推進(jìn)探究教學(xué)的必由之路。

那么,怎樣設(shè)計(jì)一個基于探究的實(shí)驗(yàn)活動呢?

對于一般的實(shí)驗(yàn)教學(xué)來說,只要能在兩方面加以改變,就可以將驗(yàn)證式的實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變成開放性探究實(shí)驗(yàn)。一是改變實(shí)驗(yàn)活動在整個教學(xué)中的優(yōu)先次序,不要將實(shí)驗(yàn)活動安排在教學(xué)的,讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前還不知道實(shí)驗(yàn)的結(jié)果;第二是將以往只注重驗(yàn)證課本理論的一些典型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,改變成比較重視探究過程的實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生加以探究。從實(shí)際上考慮,讓學(xué)生探究的必須是個難度不高而且沒有危險性的實(shí)驗(yàn),教師才能安心放手讓學(xué)生探究,而且實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要能與上課內(nèi)容直接相關(guān),并且適合學(xué)生的程度,又不需額外增加太多教學(xué)時間,如此老師才易于安排和融入原來的教學(xué)進(jìn)度中。所以從現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中挑選一些單元,改變原有實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式再加一些巧思即可達(dá)到目的。 三、基于探究的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動設(shè)計(jì)案例

“酶的催化效率—過氧化氫分解”是高中生物學(xué)的一個重要教學(xué)內(nèi)容,實(shí)驗(yàn)的目的主要是,認(rèn)識酶作為生物催化劑,與無機(jī)催化劑相比,有何特點(diǎn)?按照過去的方式,為了體現(xiàn)探究,教師通常把演示實(shí)驗(yàn)改變成學(xué)生實(shí)驗(yàn),學(xué)生通過在兩支編號為1號和2號的試管中分別注入3mL2%過氧化氫溶液,然后在1號試管中加入雞肝勻漿或馬鈴薯勻漿少許,在2號試管中加入二氧化錳少許,作為催化劑,輕輕振蕩試管,觀察兩支試管中氣泡產(chǎn)生的多少和快慢來比較反應(yīng)的速率,推理出生物催化劑過氧化氫酶和無機(jī)催化劑二氧化錳催化效率的高低,從而得出酶的催化作用具有高效性的特點(diǎn)。

這樣的實(shí)驗(yàn)活動,場面熱鬧,學(xué)生不定地按照教師的指令動手做實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)的成功率也很高?？墒?如果仔細(xì)分析,學(xué)生的行為實(shí)際上是對教師指令的被動回應(yīng):把雞肝勻漿和二氧化錳分別加入到盛有3mL2%過氧化氫溶液的試管中,使之產(chǎn)生一種預(yù)定的變化。這樣做,看似在觀察與探究,實(shí)質(zhì)上仍然停留在“告訴事實(shí)、驗(yàn)證結(jié)論”的水平,僅僅從過氧化氫酶和二氧化錳2個催化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的比較,并不能推理出生物催化劑比無機(jī)催化劑具有高效性的特點(diǎn),顯然,學(xué)生思維加工的投入量不夠充足。

針對上述情況的改進(jìn)課,如果我們對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)和拓展,實(shí)驗(yàn)探究的水平就會明顯提高。

(一)提出問題

經(jīng)過日常生活的積累和化學(xué)課程的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)了解到很多地方都需要催化劑,比如說:汽車尾氣排放催化裝置、 工業(yè) 制硫酸、合成氨、酶催化生物大分子等。并且在課堂上也已經(jīng)學(xué)習(xí)了使用催化劑的幾個化學(xué)反應(yīng),如氯酸鉀催化受熱分解、雙氧水催化分解等。在理解元素周期律以后,還可引導(dǎo)學(xué)生分析討論“催化劑與化學(xué)反應(yīng)的關(guān)系”。

一般情況下,學(xué)生大多能提出如下問題:催化劑與化學(xué)反應(yīng)是否有一一對應(yīng)的關(guān)系?催化劑是如何改變化學(xué)反應(yīng)速率的?催化劑在化學(xué)反應(yīng)中的特點(diǎn)是什么?這種超學(xué)科的知識整合,對于激發(fā)學(xué)生的探究熱情是十分有效的。

(二)猜想與假設(shè)

首先要 總結(jié) 問題,經(jīng)過查閱資料、網(wǎng)上搜索、小組討論,在教師的引導(dǎo)下,學(xué)生提出自己的設(shè)想:催化劑與化學(xué)反應(yīng)不是一一對應(yīng)的關(guān)系,一種催化劑可以催化不同的化學(xué)反應(yīng),不同催化劑對同一反應(yīng)的催化效果可能不一樣。

(三)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

1.知識準(zhǔn)備。要求學(xué)生在課外查閱過氧化氫、二氧化錳、三氧化二鋁、雞肝、馬鈴薯等的相關(guān)物理和化學(xué)性質(zhì),以及和催化劑相關(guān)的知識。

2.器材準(zhǔn)備。試管,衛(wèi)生香,火柴,過氧化氫,二氧化錳,三氧化二鋁,雞肝勻漿(新鮮的和不新鮮的各一份),馬鈴薯勻漿(生的和熟的各一份)等。

(四)實(shí)驗(yàn)探究

實(shí)驗(yàn)探究過程如表3所示。

(五)實(shí)驗(yàn)結(jié)論

1.二氧化錳,三氧化二鋁,雞肝勻漿,馬鈴薯勻漿,能加快過氧化氫的分解速率,故能作過氧化氫分解的催化劑。

2.新鮮的雞肝勻漿和生的馬鈴薯勻漿,催化效率大大高于二氧化錳、三氧化二鋁的催化效率。

3.不新鮮的雞肝勻漿、熟的馬鈴薯勻漿之所以催化效率降低,有可能是采購回來的肝臟不新鮮,或是制成的肝臟研磨液使用和存放時間過長而變質(zhì);熟的馬鈴薯勻漿可能是高溫導(dǎo)致過氧化氫酶失活,說明影響酶催化作用的因素很多。

基于探究的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略是在提高學(xué)生 科學(xué) 素養(yǎng)課程目標(biāo)指導(dǎo)下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)行動,它的亮點(diǎn)是挖掘課本實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵、拓展課堂實(shí)驗(yàn)的功能、提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的品質(zhì),充分體現(xiàn)“自主、探究、合作” 新課程理念,對于推進(jìn)“以探究為核心的、多樣化的生物教學(xué)方式”具有一定的指導(dǎo)作用。