再谈高中生物实验教学的误区

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  《中学生物学》2016年10期上发表了“浅谈高中生物实验教学的误区”一文,讀后意犹未尽,特撰此文,作为该文的姐妹篇。实验教学是培养高中学生科学探究素养的重要渠道,是对教材内容的验证与解读,是历年高考生物考查的重要考点。在实际教学中,教师对实验教学随意性强,缺乏对学生科学的指导与有效训练,常使学生陷入认识误区。
  1 注重实验操作技能培养,忽视了现象的观察与分析
  实验操作技能的培养是生物学实验教学的一个重要方面。注重实验操作技能的培养无可厚非,但教师要引导学生明确实验目的,规范操作要领,明确各环节的注意事项,使学生注意实验步骤不颠倒,操作不随意。这种处理要忌忽视实验现象的观察与分析,技能培养若占用教学时间太长,学生对实验现象的观察、数据的处理、结论的分析便仓促应付,会使教学虎头蛇尾,使学生缺乏对结论的理性分析与判断。如在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”的实验教学中,有教师详细地分析了实验原理、材料用具、方法步骤,并特别介绍了制片的5个步骤:滴(在洁净的载玻片上滴一滴质量分数为0.9%的NaCl溶液)、漱(漱口,防止混杂食物残屑)、涂(将牙签上的碎屑涂抹在载玻片的生理盐水中)、烘(将涂有口腔上皮细胞的载玻片在酒精灯的火焰上烘干)等。从制片、水解、冲洗、染色、观察等各环节入手,分析了各步骤的注意事项,教师的讲解全面而细致,演示过程准确又流畅,但耗费了课堂中的大量时间。等到学生小组实验完成,下课的铃声已经响起,学生缺乏对实验现象观察与分析,对DNA和RNA在细胞中的分布及归因分析依然茫然,实验教学没有达到应有的效果。
  2 注重数据的统计与处理,忽视实验误差分析
  获取准确的实验数据是进行理性的实验分析的前提与基础。有的教师很重视实验现象的观察,数据的统计、处理与分析。他们认为只要获取确切的实验数据,应用正确的数据处理方法,得出了教材预设的实验结论,实验便获得了圆满的成功。这种处理忽视了实验现象的误差分析,得出的结论往往是片面的、表观的。实验结论不能准确地反映数据的真正内涵,也不能反映实验问题的客观状况。学生对问题的实质缺乏深入的探讨与分析,对问题的认知无法触及问题的本质。
  如在利用“标志重捕法”测定种群密度时,有教师用预设的方法测算了当地野兔的种群密度,得出结果后认为实验大功告成。仔细分析发现,本地生物的迁出迁入、标记个体与自然个体的混合所需时间估计误差、标志物的脱落、重捕时标记个体统计状况、再次捕获时动物个体不易捕获、被标记个体的死亡等,均影响种群密度的测定值。教师要继续引导学生分析哪些因素导致种群密度上升,哪些因素导致种群密度下降,对当地野兔的种群密度的测定结果做好误差分析,使学生对问题的探究不断走向深入。
  3 侧重常规实验教学,忽视双微整合及“多元智能”培养
  双微整合指微机辅助教学和微型化实验的共同使用。微机辅助教学能充分体现教师实验预设的目的,其文字编辑、数据处理、图文组合处理、二维三维动画制作等功能,使课堂教学生动有趣。微型实验是课堂常规实验的重要补充,即在微型化的条件下对实验的再设计与探索,具有药品少、仪器微、时间短、现象明显等特点。利用双微整合的实验教学别样精彩,如在“观察洋葱根尖有丝分裂”的实验中,笔者利用9孔点滴板,在一个孔中解离,在其他孔中依次漂洗、染色等过程,既方便操作,又节约器材和药品。接着播放有丝分裂的动画过程,学生结合实际事例,参照动画描述,对有丝分裂的概念再认识,牢固地建构了有丝分裂的知识框架,对有丝分裂各阶段的特点、染色体、DNA、染色单体数目的动态变化有了全面的认识。教学活动高潮迭起,效果很好。双微整合有效地解决了教学中的重点、难点,激发了学生学习的兴趣,有助于学生多元智能的培养。
  4 注重结果观察,忽视实验的评价与改进
  做实验不仅仅是观察现象,分析数据并得出结论。教师要引导学生对实验进行判定,分析实验目的是否完成,测定数据是否准确,测量方法是否恰当,哪些因素会影响数据的准确性,依据的实验方案是否合理,有无更好的实验方案,改进后的方案有哪些优点,测定的数据出现异常的原因是什么,如何减小实验误差等。教师要引导学生对教学过程中的学习活动与成果给予评价。通过评价,教师可以对课堂中生成的问题及时反馈,不断改进教学。
  如在研究“渗透作用”的实验中,教师要对各小组的实验方案、半透膜的选择、仪器的安装、对渗透作用的理解状况、小组内各位成员的参与程度及表现进行判定。教师根据拟定的评判标准,引导学生对各小组的实验预案及状况进行评价,确定其等级,引导后进小组选择或改进实验方案,促进他们对探究方案的预判与选择能力的提升。在实验中,教师要引导学生对实验的过程、测定的方法、现象的观察、结论的科学性、学生的情感表现等方面予以评价,采用学生自评、互评、组内自评、组间互评、教师总评相结合的方式,选出优秀小组予以表扬,对后进小组要指出不足,提出改进意见,促进他们探究素养的提升。
  实验教学是提升学生科学探究素养的重要途径,只有教师不断地理解教材实验,扬长避短,才能纠正实验教学的随意性,带领学生走出认识误区,促使学生科学探究素养能力的不断提升。
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