重视生物实验探究 提升学生学科素养

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   摘 要:生物是一门研究生命起源的的科学,可以帮助学生认识和阐明生命的本质,实现人类控制和改造生命的目标。长久以来,由于受传统教学观念的影响,我国初中生物教学在“教”与“学”两方面都没有得到应有的重视。文章指出目前生物教学的不足,认为在基础年级一定要重视生物教学。教师应充分利用实验教学来完成有效教学,培养学生的环保意识和可持续发展观,为社会主义现代化建设培养合格的人才。
   关键词:生物课堂;实验教学;有效教学;教学策略
   中图分类号:G633.91 文献标志码:A 文章编号:1008-3561(2021)25-0119-03
  新課改背景下,通过实验探究来培养初中生的探究能力是非常有效的方式和途径,在初中生物教学中,教师要立足教学内容,积极创设实验情境,让学生通过独立探究得出结论,激发学生学习生物的热情,促进学生学科素养的发展。
   一、重视实验教学,培养学生学科素养
   初中生物教学一定要重视探究性实验教学,通过实验探究来调动学生学习的兴趣,培养学生的科学素养,促进学生的全面发展。众所周知,在教学中进行实验并不是为了让学生都去做科学家,而是通过学生的亲身实验,锻炼学生的实践能力。在生物实验教学中,教师可通过问题、假设和实验的过程,让学生在实验中提升学科素养。
   1.创设问题情境
  古人发明了“指南车”,并运用到生活实践中,哥白尼也是通过推翻“地心说”的错误,提出了“日心说”,我国著名的数学家陈景润证明了“1 2”的生物命题,这些人都是从一个个的创新命题开始,成就了自己的伟大。在初中生物实验教学中,教师可通过这些鲜活的成功的科学事例教育学生。
   在平时的生物实验教学中,教师要营造良好的氛围,让学生能够在轻松愉快的实验氛围中,发挥自己的想象,提出问题并探究问题。生物实验教学中,教师要转变自己的角色定位,做实验活动的组织者,做学生情感的回应者和激励者,要与学生一起融入到实验的乐趣中,激发学生的想象力和创新思维。比如,进行初中七年级生物实验“探究水的温度对金鱼呼吸的影响”时,学生一开始就会猜测教师的实验意图,并提出自己的想法,这时教师可不急于提示答案,而是通过实验来激发学生的探究欲望,并由此引申各类相关的问题。再如,实验“探究水对植物生长的影响”时,当学生完成实验之后,教师可提出引申问题:“同学们,实验之后,你们还会想到哪些非生物因素会对植物的生长有影响吗?”结合探究实验学生可能马上想到温度、土壤和空气等,有些学生可能还会想到盐度、气压等非生物因素。
   2.假设模拟实验
  胡适先生曾针对治学提出“要大胆地提出假设,但这种假设还得想法子证明”。所以小心求证,要想法子证实假设或者否定假设,比大胆假设还更重要。这也同样适用于实验探究,尤其在生物实验教学中,模拟生物学家进行大胆假设非常重要。生物实验教学中的假设不是猜谜,学生需要在教师的引导下,才能完成,假设是根据已知来推测未知,是在已有的基础上做出的假定性说明,以待验证,它有可检测性、多样性和可推测性等特征。在平时的生物实验教学中,教师要立足课堂教学内容先做好引导和铺垫,让学生通过模拟实验,把握一些假设推定的方法。比如,生物学家巴斯德看到一块腐败的食物,就结合生活经验,做出了大胆的假设——食物当中并没有自带细菌,而是通过空气的流通传播到食物中去的。这个假设在当时引起了世界性的轰动效应,最终得到了验证。教师可借助这个案例来鼓励学生做好假设。实验教学中,教师要培养学生的质疑精神,让学生用改变常规的眼光来看待世界,告诉学生世界的改变就是从假设开始的,这样,学生在实验时,就会加深自身的体验,从假设的问题开始,发现问题,探究科学的处理方法,以严谨的态度培养科学思维,积累科学素养,最终在实际情境中运用知识,解决问题。
   3.发挥主体作用
  在初中生物实验教学中,课前的准备非常关键,为了保证实验的成功,需要做许多的准备工作,比如在“探究蚯蚓等生物的实验”中,教师首先要对自己进行定位——做学生的引导者。然后在课前指导学生熟悉蚯蚓的习性,如在什么地方可找到蚯蚓,它们的身体特征是什么。学生还需要提前准备大量的蚯蚓。教师通过课前指导学生进行有针对性的准备,能让学生动脑筋来完成任务,通过亲自寻找,参与到实验中去,体验到实验中的快乐和收获。再比如,做“观察蚕豆种子和玉米种子的结构”的实验时,需要准备的实验材料就是蚕豆和玉米的种子,教师可提前让学生做准备,把蚕豆种子培育成发芽的种子,教师要教会学生培育种子的方法,提前一周分发蚕豆,让学生自己去动手培育,在培育的过程中教会学生观察实验过程,这时学生会借助一些方法去完成种子发芽的培育,利用保温措施,提供适宜的生长环境,促使种子提前发芽。在这个过程中,学生与生活近距离接触,发现生活中随处有知识,能锻炼动手和实践能力。在准备做实验的过程中,个别学生也许会用开水给种子保温,从而烫死了种子,但正是这一实践,强化了学生对生活的认知,教师可以指导学生改进这一举措,用热火先将冷水升温,然后把热传导给种子,从而帮助蚕豆正常发芽。在这个过程中,学生会感知到课堂上所不能提供的认知过程,体味到实验的辛苦和快乐。
   当然,生物实验中还有演示实验,在实际操作中,教师可提前做好准备工作,然后让学生动手操作,这样表面是学生代替老师进行了操作,但却更具有实际意义。在这样的实验过程中,学生不仅仅是教师的实验帮手,也有了一次锻炼的机会,提高了参与的积极性。
   目前,生物教材中涉及探究的实验较多,需要在实验中使用较多的实验器材和材料,实验过程也相对复杂,对个别学生来说,比较繁重,难度较大。对此,教师可以采用分组的方式来进行探究性的实验,将四人分为一组并选定组长,由组长负责实验过程中的各项事宜。四人小组也可进行分工:材料员、发言员、设计员和操作员。教师通过分组合作,引领学生进行实验,让学生从不同方面来实现自我价值,培养他们的科技素养。通过分组合作,还能提高实验活动的效率,充分利用实验课堂的时间,高效地完成教学任务,充分发挥小组合作的功用,增加学生间的交流,培养学生团队意识。    二、借助多媒体,提高实验教学直观性
   多媒体技术的运用可以将抽象的知识形象化、直观化,能够化虚为实,通过声、色、形来传递知识,增加教学的容量,让原本的微观世界转化为宏观世界,降低教学的难度,让学生在直观形象的观察过程中,完成知识的学习,提高学习兴趣,进而提高教学质量。
   趣味教学机制是如今大力提倡的一种教学模式,利用多媒体技术进行趣味教学是对现有生物教学模式的创新和改革,能使生物教学更鲜活,进而有效提高生物教学的效果,进一步提高学生在课堂上的参与度。
   学生利用线上多媒体平台学习,接受最新的生物学知识,其情感体验远远超出课本学习,因为线上的学习构建了一个丰富多彩的学习环境。教师根据学生的能力可有效地实现因材施教,在进行教学设计时,教师能充分考虑学生的个体差异性,针对不同层次的学生,引导他们进行个性化学习,给他们创造自主、自由的课外学习环境。借助多媒体,学生可根据自己的兴趣和能力选择相应的内容进行学习。学习中若有疑问,可通过网络平台进行查阅,以获取答案,也可以实时进行师生互动,从而激发学生的探究意识,促使学生去发现问题,更深入地探讨问题,大大提升学习的自主性和积极性,培养科技素养和创新能力。
   多媒体教学是一种全新教学模式,在这种模式下,教师引导学生通过自主感受,很好地体现了师生的平等性,极大调动了学生生物学习的主观能动性。比如在学习“植物的生长发育”一节内容时,学生对“绿色植物由种子发育而成,”理解起来还是有困难。因为种子在适宜的环境条件下,从萌芽到长出幼苗,再由幼苗成长发育到成熟,这一生长过程,如果只靠单纯的知识讲解,学生往往理解上有难度,但是如果借助多媒体手段,运用动画的形式,进行直观演示,学生就可以很容易理解绿色植物的成长过程,并对这一过程认知深刻、记忆清晰。
   三、重视方法,提高实验观察能力
   人类要认识自然,首先就要进行观察。培养学生的观察能力不仅要让学生认真地看挂图、模型、标本和实物,更要让学生在每次实验中仔细观察。每次实验前,教师都应认真地准备,明确观察的任务。同时,学生对外界事物有着极强的好奇心,生物实验教学可以满足学生这种心理,教师要抓住学生的心理特点,多进行实验教学,以培养学生的学习兴趣,提高学生对外界事物的观察能力。
   观察是科学认知事物的一个重要环节,学生通过实验观察可以发现问题,进而对所学知识进行融合,促进知识的内化。在初中生物教学中,实验观察是一种重要的学习过程,科学地观察是进行生物科学研究的最基本方法,因此,教师在生物实验教学中,要让学生运用按顺序观察、对比观察和重复观察等方法进行科学的观察,不断练习巩固,增强学生的观察能力。比如开展“探究家鸽适应空中飛行的特征”实验时,教师一定要指导学生仔细观察家鸽空中飞行的特征,并做好记录,只有这样的观察才是有效的。
   四、借助实验,培养学生质疑精神
   孔子说过:“疑是思之始,学之端。”有了质疑才会开始思考,才是真正学习的开始。质疑是指问题成为学生感知和思维的对象,在学生心里造成一种悬而未决的求知状态。有疑问才能激发学生的探索欲望,使学生思维处于积极、主动和愉快地获得知识的状态。教学中,教师要培养学生敢于质疑、善于质疑的习惯,让学生把质疑当成是学习的一项基本功。重视学生质疑精神的培养,可以有效促进学生思维的发展。
   生物学科要求学生具有很强的实验能力,在教学中一味地通过机械训练来提高学生的能力是不可行的,或许能提高学生的成绩,但对学生的长远发展极为不利,最终会导致学生偏离生物学习的航道,对生物失去学习的兴趣。生物实验教学可以调动学生的兴趣,促进学生生物思维的发展,提高学生的生物素养。教师要运用生物实验教学,使学生接受生物知识。借助生物实验,能培养学生的质疑精神,好的质疑能够充分调动学生的思维,促进学生去思考,调动学生自主学习的欲望,从而促使学生掌握正确解决问题的方法。同时,教师要明白问题的答案并不具有唯一性,有的问题本身没有标准答案,而是要让学生在解答问题的过程中产生新的灵感,发展创新思维,由一个问题引进另一个新问题,最终找到解决问题的办法。
   陶行知先生说过:“发明千千万,起点是一问。”所以,在生物实验教学中培养学生的质疑能力是创造的起点。学生只有不断提出问题,克服一切困难解决问题,才会养成科学探索精神和创造品质。
   五、结语
   生物学科知识较抽象,初入门的学生难以对生物知识形成清晰的认识。学生的兴趣是关键,生物学科有其本身的特点,如果没有浓厚兴趣,就无法形成学习动力,影响学生对问题的深入思考。有效教学是初中生物教学的一种基本的追求,目前,成功实现初中生物课堂的有效教学已成为广大教师关注的热点话题。为此,教师应不断创新教学手段,从学生感兴趣的地方切入,想方设法吸引学生产生学习的兴趣,通过实验激发学生的好奇心和学习热情,使学生产生内驱力,最终使学生通过实验探究来达到学习目的。教师还应根据不同的教学内容和学生认知水平来组织相应的生物教学内容,降低生物课堂教学的难度,全面提升生物教学的有效性,不断提高学生的学科素养。
  
  参考文献:
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  Attaching Importance to Biological Experiment
  Inquiry to Improve Students’ Subject Literacy
  Wei Zhuoyu
  (Wolong Middle School, Zhuanglang County, Gansu Province, Zhuanglang 744605, China)
   Abstract: Biology is a science that studies the origin of life. It can help students understand and clarify the essence of life and achieve the goal of human control and transformation of life. For a long time, due to the influence of traditional teaching ideas, China’s junior middle school biology teaching has not received due attention in both "teaching" and "learning". This paper points out the shortcomings of the biology teaching, and holds that we must pay attention to biology teaching in the basic grade. Teachers should make full use of experimental teaching to complete effective teaching, cultivate students’ awareness of environmental protection and concept of sustainable development from childhood, and cultivate qualified talents for socialist modernization.
  Key words: biology classroom; experimental teaching; effective teaching; teaching strategy
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