關于談生物教學中學生實驗能力的培養
翟繼舜
: 連續幾年的高考試題都十分強調考生的實驗能力,有的題目是改正錯誤的實驗步驟,有的是要求設計實驗步驟,有的要求預測實驗結果或分析實驗現象等。這些題目從方案到結果的分析都是開放的,給學生以更大的思維空間,有利于提高學生的科學素質和創新精神,真正是在考能力。它給我們一個導向:教師講實驗、學生背實驗肯定不行;照著教材的實驗設計依樣畫葫蘆做實驗也不行。在實驗教學中我們必須讓學生真正弄懂實驗原理,弄清實驗中每一步設計的科學依據,切實提高學生的實驗能力。
一、開發設計實驗習題,通過某些問題的探究性實驗教學,幫助學生實現知識的深化拓展
在教學中教師精心設置實驗習題,并鼓勵學生設計實驗方案且獨立完成實驗探究,有助于培養學生的探究能力和思維能力。例如在學習了呼吸作用時,我設計了如下問題:請根據所學知識設計實驗(一組或幾組)說明動植物的呼吸需要氧氣。學生們通過查閱資料、相互商討,提出了自己的方案。如吸煙時,當吸一口氣時煙頭一亮,說明有氧氣進入;把小白鼠放到鐘罩中,一段時間后死亡,把點燃的蠟燭放入會熄滅;把萌發的種子放入廣口瓶中,一段時間后把燃著的蠟燭放入會熄滅;魚在水中不停地吐水;把一株植物和一只小白鼠放入一個鐘罩內,另一個鐘罩內只放一只小白鼠,觀察有植物的小白鼠活著,另一只死亡……對于這些方案,不要急于評定其優劣,最好讓他們通過實驗去證明自己方案的可行性。雖然他們探究的實驗早有定論,但他們樂此不疲地去探究、去發現,真正體驗和領悟到科學探究的樂趣。這是以往教學中很難有的。
二、認識和理解儀器的原理和藥品的特性
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,學生對低倍鏡和高倍鏡的選擇上,經常不能根據觀察對象的特點和觀察目的進行合理的選擇,常常由于好奇心的驅使和對低倍鏡、高倍鏡特點的無知,總是一上來就用高倍鏡,認為高倍鏡總比低倍鏡觀察得更清楚。這種盲目性,是由于學生不了解顯微鏡的基本原理,不了解高倍鏡放大倍數大、分辨率高,但所看到的實際面積小,即視野小,而且倍數越高,看到材料的厚度就越薄,高倍鏡適宜觀察局部和細節。低倍鏡所看到的面積大,適宜觀察材料的整體結構,以及尋找觀察目標。只有學生了解了這些基本原理,才能正確選用低、高倍鏡。
至此,學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。總而言之,教師要善于把實驗儀器及藥品性質、使用原理講清,這對提高學生使用它們的能力大有好處。
三、培養分析實驗現象的能力
在實驗中,經常存在著只重視對實驗最后結果的記錄而輕視對實驗過程中間出現某些現象的記錄、重視結果而不重視分析結果、重視對成功實驗的肯定而不重視從實驗中的失敗中查找原因等現象,這不利于學生實驗能力的提高。例如,在觀察植物有絲分裂的實驗中,在顯微鏡的某個視野中,要讓學生了解為什么看到的細胞多數為間期的細胞。在質壁分離和復原的實驗中,要讓學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驗中,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,應讓學生了解濾紙是一種吸附劑,層析液是一種展開劑,四種色素的化學結構和性質不同,它們在濾紙上吸附能力不同,在層析液(展開劑)中溶解度不同,因此,四種色素隨著層析液在濾紙條上的擴散速度就不同。胡蘿卜素溶解度大而吸附力小,擴散速度快;葉綠素b溶解度小而吸附力大,擴散速度則慢。 在實驗中,因某種原因,個別學生的實驗結果不明顯或失敗,老師應指導學生查找原因。如葉綠體中色素提取和分離的實驗,結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)劃濾液細線時是否重復的次數少了一些?(4)層析時濾紙條上的濾液細線是否被層析液沒及過?
四、培養分析實驗結果的能力
在高中生物實驗教學過程中,我們經常發現不少學生只重視實驗結果,不重視分析結果;只滿足于實驗的成功,而不愿對實驗失敗的原因進行分析。造成這種現象的原因,除了是學生對實驗的根本目的缺乏深刻的認識而外,不懂得如何分析實驗、沒有掌握實驗分析的一般方法也是非常重要的因素。在實驗過程中,會有多種因素影響、干擾實驗結果,致使實驗失敗,此時,實驗分析就顯得很重要:一方面,可以找出并排除影響因素,使實驗重做就能獲得成功;另一方面,還可以總結出經驗教訓,甚至可能還有意外的收獲、新的發現,這在科學史上是不乏其例的。因此,盡管現行高中生物教學大綱沒有明確實驗分析這一目的,而且實驗也比較簡單,筆者覺得,在高中生物實驗教學中,除了使學生達到提高動手能力、了解實驗原理和方法、驗證所學知識這些目的以外,教育學生辯證地看待實驗的成功與失敗、教給學生進行實驗分析的一般方法、初步培養學生實驗分析的能力還是必要的!
例如,在做對比實驗時,蒸餾水也變藍了,分析其原因: 一是沒有漂洗或漂洗次數少;二是蒸餾水中混入了雜質陽離子。
總之,在生物實驗教學過程中,教師如果能加強對學生能力的培養,定會事半功倍,全面提高教學質量。