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摘 要:生物这一基础学科对社会的发展具有积极的推进作用,而生物实验则是推动学科发展的重要基础。虽然生物实验具有十分重 要的作用,高中生物实验教学却存在着不少问题。面对诸多问题,本文系统分析了其存在的原因,并针对性提出了“转变生物实 验教学观念”“融合信息技术,提高课堂效率”“合理运用小组实验教学方式”“创造生活化实验教学情境”“拓展实验教学,培养 探究能力及健全完善实验评价体系”多种措施,以促进对学生实验素养的培养。
关键词:生物实验,高中,教学,对策
生物作为探究生命历程的基础学 科,在帮助人们认识生命有着举足轻 重的地位。而实验作为生物学家发现 各种问题的基础, 其重要性不言而喻。 高中作为培养学生生物实验素养的重 要时期,良好的教学实验不但可以培 养学生的实验操作及素养,更可以引 导学生逐步了解生命的真谛,激发学 生对生命真理的探究欲望。
然而, 受到一些客观因素的影响, 学生生物实验的教学存在一系列问 题,这些问题的存在严重影响了学生 的发展。因此,本文结合实际情况, 系统分析了存在的诸多问题,并提出 了针对性的解决策略,以促进高中生 物实验的高效开展,培养更加优秀的 人才。
一、生物实验的作用
(一)激发学生学习兴趣
生物知识包含了大量的抽象理论 内容, 学生学习起来比较乏味、困难, 久而久之,学生对生物知识的学习失 去了兴趣。而生物实验的存在则可以 改变这个现状。在实验中,新颖的仪器、学生的操作、结果的思考等,不 但能够激发学生对知识的学习激情, 更能够改变以理论知识讲解为主要方 法的生物课堂。加上高中时期生物实 验具有一定的趣味性,更加真实、生 动,既能够帮助学生感受、领悟书本 中的内容,又能够帮学生了解生活中 的生物知识,让学生切实感受生物学 科的重要性,引发学生探究生物知识 的欲望。
(二)培养科学探究思维
实验是生物教学的重要组成部 分,合理运用实验能够培养学生的科 学探究能力及意识,通过实验,学生 的理论知识可以得到实践。同时,实 验中出现的各种情况及现象不但会激 起学生的学习兴趣,还会让学生产生 进一步探究的欲望,能够提高学生发 现问题、提出问题、解决问题等多种 能力。因此,在生物教学中教师不仅 要关注理论教学,更要通过实验培养 学生的生物探究意识及能力。
(三)培养学生实验技能
高中时期, 对大多数学生而言, 很少参与生物相关的实验,导致学生所具备的生物实验技能与知识较 差。而合理地进行实验,不但能够 加深学生对理论知识的掌握,还可 以在实验中逐步提升学生的实验素 养,提高学生动手操作能力,帮助 学生掌握实验技能,以促进学生生 物素养的全面提升。
(四)培养学生团队合作能力
团队合作是学生未来发展所必需 的基础技能之一,实验教学可以帮助 学生快速提升团队合作能力。大多数 高中生物实验都需要通过小组的方式 完成,在小组合作完成实验任务时, 学生可以体会与人交往的方法与技 巧,提升语言表达能力、组织能力及 团队合作意识。
二、高中生物实验教学存在的问题
(一)学生参与积极性低
高中时期, 学习任务重、时间紧, 学生能够深入开展生物实验的机会比 较少, 导致学生实际操作的时间较少, 无法在实验的过程中体验实验乐趣, 参与实验的积极性并不高。
(二)重理论轻实践
生物作为高中的重要科目,在考 试中虽然会出现相关的实验题目,但 是大多数教师及学生认为通过背诵记 忆实验结果及注意事项便可以达到解 答问题的目的,因此并不重视实践过 程。同时,一些教师为了提升学生的 高考成绩,会将大量的时间花费在理 论教学中,对实验的开展则认为不那 么重要,甚至认为实验浪费时间,对 学生知识的掌握并没有多大作用,一 般会将大部分的时间花费在理论知识 的讲解中,导致师生之间存在着重理 论轻实践的认识。
(三)实验教学枯燥
在实验进行过程中,学生一般是 根据教师的讲解一步步进行实验,虽 然进行了实验,但是对学生的培养而 言,并不能达到预期的教学目标。在 这种教学模式下,表面上学生虽然可 以进行实验,但是这种教师示范、学 生模仿的方法,会使实验氛围十分枯 燥,导致学生成为简单的操作工,却 不能理解实验的目的及意义。
三、教学策略
(一)转变生物实验教学观念
在培养学生生物素养过程中,实验 素养是其重要的组成部分。但是面对当 今生物实验所存在的诸多困境,必须转 变教师传统的教学观念及学生的学习观 念。只有如此才能够为学生提供更加优 质的平台,逐步提升学生的实验素养。
首先,教师要转变对生物实验的 传统认知,加深对生物实验重要性的 重视,提升其在心中的地位。其次, 在实验过程中,教师要转变传统的实 验思维,积极学习适合新时期、新学 生的实验开展方法,鼓励学生积极发 挥自身作用,逐步使学生认识到生物实验在生物知识学习及知识体系构建 中的重要性。另外,教师要灵活借助 各种外部技术, 如受实验条件的局限, 一些教师在设计教学方案时,会借助 信息技术等先进教学方法,尽可能为 学生展现实验过程。
(二)融合信息技术,提高课堂 效率
随着信息技术的发展,其早已被 广泛应用于教学中,而在生物实验教 学中,教师似乎忽略了这一利器。传 统的实验教学中,教师仅仅依赖黑板 与教材,这样的实验教学显得十分单 调,教学效果往往不佳。而在实验中 引入信息技术,可以为生物实验课堂 注入新动力,能够提高学生的参与度 和求知欲,创造良好的实验氛围。
同时,在生物实验中包含了一些 小实验,这些实验虽然简单,在课堂 上却无法进行,教师只能进行展示实 验,虽然其能够取得一定的效果,却 存在着花费时间较多、学生无法看清 等问题。为了解决这些问题,教师可 以借助信息技术。
例如,在“观察植物细胞形态变 化”的实验中,需要通过显微镜才 能对细胞形态的变化进行观察。然 而,由于其是一个小实验,授课中不 可能专门进入实验室开展实验,而在 课堂上使用显微镜现场实验又十分不 方便,而且洋葱外表皮细胞在经硝酸 钾溶液浸泡并长时间放置后会自动复 原,不利于学生观察与思考。因此, 在实际的教学中,教师可以借助信息 技术的力量,将显微镜连接至多媒体 上,尔后再进行一系列实验,这样实 验的每一个过程就可以通过多媒体展 现在学生眼前,甚至可以进行拍照、 录像,让学生近距离观看质壁分离的 过程,这对学生的学习具有十分重要的意义。同时, 在信息技术的帮助下, 还能够将学生的实验进行资源共享, 进一步构建“互动课堂”。
(三)合理运用小组实验教学 方式
在传统的高中生物教学中,大多 数教师在进行实验教学时为了既节 约时间,又达到实验目的,一般会 带领学生进行实验。然而这样的实 验方法,往往会导致学生在实验过 程中产生疲于应付的心理,无法产 生对实验的兴趣。
小组合作是生物实验教学最为重 要的实验方法。受实验室条件、学生 时间及能力因素的影响,学生并没有 充足的条件进行单独的实验研究,小 组实验则成为应对各种客观不利条件 的选择。在实际的实验中,教师可以 通过实验小组的划分,让学生在较短 的时间内,完成较为复杂的实验。并 且在小组实验中,学生的主动探究能 够激发其对生物实验的热情。
例如,在“细胞的生活环境”这 一实验中,由于需要配置多种试剂, 并且包含了较多的重复性操作,学生 独立完成需要花费大量的时间。此时 教师就可以安排学生进行小组实验, 让学生自由分工,每个学生配置一种 试剂,将细胞放置其中,尔后让全组 学生轮流进行观察,并记录自己观察 的结果,与正确答案进行对照,最后 全组人员对存在的问题进行讨论分 析。这样的实验方法,可以让每个学 生都有动手操作的机会,促进学生对 知识产生更深层次的认识,提升学生 的团结协作精神。
(四)创造生活化的实验教学 情境
生活化实验环境是指以书本实 验内容与方法为基础,通过对实验步骤及方法的改进、优化,使其变 为学生生活中能够接触的内容。高 中时期,学生往往对生活中存在的 诸多生物学现象感兴趣,但是并不 能解释其中的原理。对这些问题, 则需要教师进行积极分析,并将其 与书本知识进行联系,在合适的时 机向学生进行展示。
例如, “叶绿素的提取”这一实 验所需的材料在学生的日常生活中比 较常见,其原材料更是随处可得。同时, 实验所需的提取试剂(乙醇)也是家 庭中常见的物品。因此,教师可以让 学生在课堂实验的基础上,自主探究 哪一类树叶更适合作为实验的原料。
除课堂外,教师还可以鼓励学生 在生活中发现生物实验,帮助学生养 成实验探究的思维,激发学生对生物 实验的喜爱,促进学生的认知发展。
又如在“细胞吸水与失水”这一 内容讲解结束后,教师可以鼓励学 生在家中进行相应的实验,并针对 实验结果进行思考。如可以让学生在 实际生活中, 观察刚刚切好的软软的 土豆丝在清水中浸泡后的变化—— 变长、变硬;在做拌黄瓜这一道菜 时,当加入盐并静置后,会发现碗 中出现了绿水。通过这样的小实验, 加上学生课堂上学习的理论知识, 帮助学生认识土豆变长、变硬是细 胞吸水的结果,而黄瓜渗出绿水则 是因为细胞失水,如此便可以让学 生更加充分地理解植物细胞吸水和 失水的原理。
(五)拓展实验教学,培养探究 能力
在平时的实验教学中,学生一 般是根据教师的教学或是书本中的 步骤,按部就班地进行操作,虽然 这能够锻炼学生的操作能力,但是不利于学生对实验进行思考,更不 利于学生实验素养的提升。因此, 在实际的实验教学中,教师不但要 调动学生动手的积极性,还要激发 学生思考的积极性,以便促进学生 认知与实践的共同提升。
例如, 在进行“细胞吸水与失水” 的实验中, 教师就可以首先带领学生 分析实验的步骤及过程, 尔后让学生 独立进行实验。在学生实验结束后, 教师可以进一步提出“实验的操作 步骤是否可以简化”“实验中用到 的蔗糖, 有没有其他试剂可以替代” 等问题,然后让学生带着这两个问 题,逐步探索,调动学生思考与实 验的积极性。
经过进一步探究,学生可以发 现:在实际的操作中,书本中的一 些步骤是可以进行简化的,如在实 验过程中直接掀开载玻片滴加蔗糖 溶液,这样可以缩短操作时间,减 少操作失误。同时,在探究中,学 生可以发现用硝酸钾代替蔗糖溶液 进行实验时,细胞的“质壁分离” 会自动复原,进一步激发学生的思 考。在观察细胞有丝分裂的实验中, 由于原始实验操作比较困难,因此 教师可以鼓励学生进行自主探究, 寻找简单的实验方法。
(六)健全完善实验评价体系
实验是生物教学的重要一部分, 不仅能够检查学生对知识的掌握程 度,而且能够帮助教师发现自身教学 中存在的问题。但是在传统的实验教 学中, 实验教学评价则显得十分匮乏, 在大多数的生物实验课堂中,实验结 束则代表了课程的结束,根本没有实 验评价环节,更不用说评价体系了。 然而,科学的实验评价体系,不但有 利于学生实验素养的提升,还对教师具有十分重要的意义。因此,在生物 实验教学中,教师应当制定科学而又 完善的评价体系。
首先,在实验教学中,教师不能 仅仅关注实验的最终结果,并将其作 为唯一的评价依据,而是要充分认识 实验过程的重要性,将实验思路、设 计、操作等都纳入评价范围中。其次, 评价环节不应完全由教师一方面进行 掌控,而是应当以学生之间、小组之 间的互相评价为主,教师进行解惑答 疑及总结归纳。
生物实验具有激发学生学习兴 趣、培养科学探究能力、培养动手及 操作能力、培养学生团队合作能力等 诸多优势。但是在实际教学中,其存 在着诸多问题, 如学生缺乏学习兴趣、 重理论轻实践等,导致实验教学无法 取得预期的效果,严重影响了学生综 合素养的提升。面对诸多问题,本文 针对性地提出了多种措施,以促进对 学生实验素养的提升。
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