生物學是一門以實驗為基礎的科學。觀察實驗是學習和研究生物學的基本方法,也是培養學生科學素質的重要途徑。因此,在生物實驗教學中應積極探索,努力尋找采集方便、效果明顯的實驗材料,改進實驗方法,不斷提高實驗教學質量。
1 明確觀察目的和任務
觀察是人對客觀事物的一種生動的感性認識形式,它往往是通過多種感覺器官的聯合活動,并在思維的參與下進行的。在觀察時,必須對觀察者預先提出一定的目的或任務,擬定一定的計劃,按計劃仔細地觀察,提出問題,尋求某種答案,這樣才能保證注意力集中在所要觀察的事物中。
如觀察洋蔥表皮細胞的實驗,實驗目的是要求學生在觀察中認識細胞壁、細胞質、細胞核和液泡。觀察前教師應強調細胞膜緊貼在細胞壁內壁上不易辨認,有些細胞核也不太清楚,要調好光圈,光線強弱要控制適當,使學生按照教師提出的目的要求去觀察。觀察的結果好壞可由教師檢查,檢查方法可采取教師提問學生回答,也可讓學生繪制觀察的標本圖示,這樣一定能達到觀察的目的。在該實驗中,還應該強調在撕取洋蔥內表皮時要小塊的,如果太大塊,在蓋蓋玻片時容易產生氣泡,影響觀察。
2 明確重難點
對每個實驗,應首先把重點、難點提前告訴學生,同時圍繞重點、難點提出思考題或應注意的關鍵問題,讓學生在預習時有明確的目的,有思考的內容,有議論的話題。并經常參與學生的討論,指導課外興趣小組對實驗內容進行預演,培養實驗課小骨干,讓他們在實驗課上充當小老師的角色,既發揮實驗小骨干的作用,又充分調動學生的學習積極性。
3 充分對比觀察
運用縱橫比較進行觀察,同中求異或異中求同。對比觀察能使學生從平常的現象中發現不平常的東西,從相似的事物中找出差異以及從差異中找出共同點或因果關系。如在觀察葉片的結構實驗中,教會學生對比觀察上表皮和下表皮:上表皮細胞排列更緊密一些,更整齊一些,氣孔較少,而且緊挨著柵欄組織(柵欄組織像一排柵欄)。這樣,學生在實驗中就會有針對性,便于觀察,從而減少盲目性,且印象深刻。
4 就地取材,鼓勵學生創設 實驗
自然界中有很多生物與人類的關系十分密切,而且也經??吹靡?,摸得著。只要引導學生細心觀察各種生物的生活習性和外部形態,就能解決對生物類群的調查這個實驗。同時還可以搜集廢棄的物品,在不影響實驗結果的前提下,都可以作為實驗材料,變廢為寶,節省大量的資金,同時滿足實驗課的需要。
5 充分利用電化教育設備,優 化實驗課教學
眾所周知,人類認識事物的方式有兩種:一種是“正確→鞏固→正確”,即人們一開始就獲得正確信息,通過實踐在頭腦中得到強化和鞏固,最后表現為正確的操作行為;另一種是“錯誤→糾正→正確”,即人們一開始就得到錯誤信息,通過實踐,錯誤信息得到糾正,最終也表現為正確的行為方式。教師掌握這一認知規律對實驗教學具有重要的指導意義。教師的操作示范在實驗中起著舉足輕重的作用。如果教師把實驗中的正確操作通過電腦播放出來,組織學生觀看,讓學生形成正確認識,學生實驗時的正確率會大大提高。
6 增加實驗探索的機會,延伸 實驗教學時空
實驗目的不僅僅是使學生獲取知識,更重要的是在獲取知識的過程當中體現知識的形成和發展過程,同時提高分析問題和解決問題的能力。如果只利用實驗課時間進行實驗教學,難以充分發揮實驗教學的功能。實驗分析能力、實驗設計能力等能力的培養可以在非實驗課上進行。生物課外實驗是中學生物實驗的重要組成部分,同時也是生物課堂教學的一種有效補充和延伸。因此,生物課外實驗也就成為生物教材的重要內容。如“種子萌發的環境條件”“測定種子的發芽率”“根的什么部位生長最快”等,這些探究實驗需時較長,無法在課堂實驗中完成,可以安排為課外實驗。學生在這樣的實驗中親自觀察、記錄,并且動腦筋去比較、分析和思考,不僅獲取新的知識,而且學會探究新知識的方法。久而久之,學生便逐步養成進行科學研究的初步能力和創造能力。
7 實驗工具和材料準備
實驗工具和材料準備既能使學生對實驗材料的形態結構、生理有個準確的認識,又能使他們對實驗工具的性能和使用方法有詳細的了解,從而激起強烈的興趣和實驗探索欲望。如“觀察洋蔥鱗片葉表皮細胞的結構”實驗,教材要求準備顯微鏡、載玻片、蓋玻片、刀、鑷子、滴管、洋蔥、碘液、吸水紙。學生在粗略了解實驗后,經過思考、實地操作對比,認為撕取洋蔥鱗片葉的內表皮比外表皮快,并不易粘帶有葉肉,于是把取外表皮改為取內表皮。這樣在實驗中避免重復操作,浪費時間,取得良好效果。有的學生還主張用本地的小蔥、大蒜來跟它作對比,看看哪個效果更佳。
如果沒有這種準備,學生也只能按照教材上的要求去簡單地操作而已,至于為什么要使用這些工具和材料,他們是無暇顧及的,更談不到什么創新。
8 加強對實驗的改進工作
8.1 顯微鏡的使用實驗
過去發現,學生在使用顯微鏡時,用大拇指和中指取目鏡,食指按在目鏡上,在目鏡的鏡片上留下指紋,這樣很容易弄臟目鏡?,F在在指導學生安裝鏡頭的時候,強調用大拇指和食指取、裝目鏡和物鏡,對保護顯微鏡很有幫助。
8.2 觀察種子的實驗
用浸軟的菜豆種子與即將萌發的菜豆種子對照進行觀察,效果更好。這樣不僅可以幫助學生理解胚的發育,還能解決種子萌發的條件等問題。在觀察玉米種子結構的時候,用浸軟的玉米種子和剛要萌發的玉米種子同時進行對照觀察,即使不用放大鏡,也可以辨認胚的各部分。
8.3 綠葉在光下制造淀粉的實驗
材料可用蜀葵代替天竺葵,其優點是材料容易取。蜀葵的適應性強,耐寒,生長旺盛,葉片大而多,易種易管,實驗效果好。在實驗時,可直接在露天栽培的蜀葵植株上進行葉片的遮光處理,1~2天后就可取葉做實驗。蜀葵如果生長在光照條件好的地方,下午取材實驗效果好;如遇陰雨天,可在下午3點以后取葉。將葉片放在水中加熱到80 ℃左右,用清水保存,2~3天后做實驗,效果同樣好。
8.4 觀察小魚尾鰭的血液流動實驗
用泥鰍作觀察材料效果更好,不僅能看到毛細血管網中的血流情況,而且能看到單行血細胞的流動。具體操作方法:用紗布代替棉花包裹泥鰍,將它放在一塊120 mm×120 mm×3 mm的玻璃片上。泥鰍很少活動,不僅觀察很方便,而且成本低。
9 實驗理論準備
理論準備主要包括實驗原理、目的、方法、步驟和相關知識的認知準備,從而實現對實驗有更深層次的認識,為實驗操作奠定堅實的理論和實踐基礎。如“綠葉在光下吸收二氧化碳產生氧氣、制造淀粉”實驗,要做的理論準備除實驗目的、方法、步驟外,還有碳酸氫鈉的不穩定性易分解產生二氧化碳,氧氣具有助燃性,可以使帶有火星木條復燃,淀粉特性是遇到碘就變藍色,以及酒精物理性質的知識準備和原理準備。這樣不但能對各操作步驟內涵有更深理解,還能為實驗的創新奠定基礎。
(作者單位:河北省唐山市豐南區王蘭莊中學)