獨立完成實驗的能力和設計實驗的能力之間不是簡單的平行關系,而是有著密切的因果關系。只有在全面提高學生的實驗操作和分析能力的基礎上,才能發展學生的實驗思維能力,從而有助于學生掌握分析型實驗題和設計型實驗題的解題規律。因此,教師應該系統地對教材中所列出的各種實驗進行專題復習,在鞏固學生已有實驗知識的基礎上,引導并訓練學生掌握一定的分析方法,順利地解決各種以新知識、新情境立意設計的實驗問題,從而提高學生的實驗能力。
目前高考所要求的學生實驗能力有:(1)獨立完成實驗的能力,主要包括理解實驗原理、實驗目的及要求,了解材料、用具,掌握實驗方法步驟,控制實驗條件和使用實驗儀器,處理實驗安全問題,觀察、分析和解釋實驗中產生的現象、數據,并得出合理的實驗結論。這在實質上側重考查的是學生的實驗操作能力和實驗分析能力。(2)根據要求靈活運用已學過的自然科學理論、實驗方法和儀器,設計簡單的實驗方案并處理相關的實驗問題。這實質上是借助實驗方法創設新情境,側重考查學生的實驗思維能力。那么,如何更加有效地對高中生物實驗進行系統復習呢?
一、復習原則
1.全面性
教學大綱所強調的實驗能力要求和考試大綱所規定的實驗內容一定要復習到位,既要總結各方面的實驗知識,又要專門訓練各種必須掌握的操作技能,從而使學生的知識與能力協調發展,相互促進。
2.系統性
應該尋找各個實驗及各種實驗知識之間的內在聯系,有意識地連貫復習,不宜采用“各個擊破”式的零散復習。在進行連貫復習時,筆者總結出探究性實驗的一般規律。
3.啟發性
在復習過程中應該注意挖掘疑難點并設計成實驗問題,引導學生積極參與討論或操作,揭示生物實驗的內在規律。
4.拓展性
利用學生已經熟悉的實驗內容和相關知識,拓展出一系列的相關實驗課題,讓學生自己進行實驗分析和實驗設計,從而能“借題發揮”。在鞏固已有的實驗知識的基礎上,重點發展學生的實驗思維能力,并布置給學生進行拓展訓練。
二、重視實驗分析,培養學生的能力
在高中生物實驗教學中,我們經常發現不少學生只重視記實驗結果,而不重視分析結果;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,除了因為學生對實驗的根本目的缺乏深刻的認識外,還因為學生不懂得如何分析實驗、沒有掌握實驗分析的一般方法。生物學是一門實驗性很強的學科,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,實驗分析顯得很重要:一方面,可以找出并排除影響因素,使實驗重獲成功。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,這在科學史上不乏其例。現行高中生物教學中沒有明確實驗分析這一目的,實驗也比較簡單。筆者認為,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,還要指導學生理解實驗程序,分析實驗中每一步驟之間的作用、每一個處理的意義,以及各步驟之間的聯系。不僅要讓學生知道怎么做,而且要讓學生知道為什么這樣做,從中學習解決問題、研究事物的方法,從而培養學生實驗分析的能力。實驗分析的一般方法:(1)取材分析:有的學生實驗失敗往往是因為取材不正確而引起的,因而在實驗分析時,要首先考慮取材是否正確。(2)藥品與試劑分析:藥品與試劑的量、濃度、純度等都是影響實驗正確結果的重要因素,要逐一檢查,不能忽視。(3)步驟及操作分析:步驟及操作是否正確是影響實驗結果的主要因素,故應重點分析。
三、加強實驗研究,拓展與延伸知識遷移
高考實驗題力圖通過筆試的形式考查學生的實驗能力,同時力圖通過一些簡單的實驗設計鑒別考生獨立解決問題的能力和知識遷移能力。任何一個實驗都包含一定的實驗思想和方法,這些思想和方法被廣泛地應用于生物科學的研究中。將學到的實驗思想和方法遷移到新的實驗情境中或相關的生物探究實驗中,是學生實驗能力的具體體現。對于教材中的經典實驗如酶的發現、生長素的發現系列實驗等,要對其材料選取、條件控制、對照設置、結果分析等方面進行深入剖析,同時對教材實驗進行適當拓展與延伸,運用于社會、生產、生活實踐中。因而學生在解答拓展實驗題時,應“以不變應萬變”,實驗的主要思路是不變的,再回憶遷移教材的實驗原理和技能,從而輕松突破。
四、指導學生熟悉實驗題的一般題型及解題方法
常見的實驗題型有驗證型實驗和探究型實驗,考查方式有補充完善型、設計型、評價和修訂型等。復習時應指導考生掌握不同題型的解題規律和技巧:驗證型實驗的結果是既定的,唯一的,而探究型實驗的結果是不確定的,需要討論。
1.確定實驗目的
實驗目的是解析實驗題的方向,原理闡述、步驟設計、結果預測、實驗分析、實驗結論等都需要圍繞實驗目的進行。
2.分析實驗用具
高考命題者為了讓考生的實驗設計及分析有一定的范圍,往往通過給出實驗用具進行限制,有些命題背景學生并不熟悉,命題者也會通過給出實驗用具加以提示。因此分析實驗用具往往是解題的突破口。解題時可將實驗用具分為三類:生物材料、一般用具和藥劑,以及特殊用具或藥劑,在分析實驗用具的過程中,促使實驗設計逐漸清晰明了。
3.聯系課本中的原理
高考中考查的知識點都在課本中,即所謂“題在書外而理在書內”。因此,在明確實驗目的和充分分析實驗用具的基礎上,提醒學生注意結合考題尋找課本中的相關的知識點,運用高中生物學知識解答相關問題。所以在復習實驗基礎知識的基礎上,還要把相關知識點從內涵到外延有機地串聯起來,構建起完整的知識網絡,提高學生綜合運用知識的能力。
4.進行解題模式的訓練
大多數實驗的方法是:分組編號—設置對照—同條件下處理—觀察比較—得出結論。強化對學生解題模式的訓練,做到熟能生巧,這樣學生在實驗設計時才能有章可循,思路清晰,表達自如。
綜上所述,在實驗復習教學中,在抓好基礎知識、基本概念、基本技能和基本方法的基礎上,還要重視對實驗的基本程序和基本方法進行歸納總結,這是學生在高考中取得好成績的有力保障。