王玉蓉 (河北省唐山市第十七中學 河北唐山 063101)
生物學是一門研究生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的科學,許多概念和原理的獲得源于嚴謹?shù)目茖W實驗,新的觀點又常采用實驗的方法探究。沒有實驗教學這一重要環(huán)節(jié)的生物學教學,是不完整的教學。因此,每一名初中生物學教師,都應該認真思索關于實驗教學的問題,開展有效的實驗教學活動,讓學生真正成為實驗教學最大的受益者。
教材中安排的實驗多是經(jīng)過精心篩選的,每一個實驗都有其重要意義,可以在三維目標方面使學生有所感悟、有所收獲。盡量讓學生嘗試做每一個實驗是實驗教學的基本要求,因此生物學教師要千方百計組織學生進行實驗,還可以創(chuàng)新和改進實驗,激發(fā)學生的探究熱情,提升課堂效果。
在相應儀器不具備的條件下,教師和學生可以共同想辦法,尋找其他材料代替或者改變實驗方案,從而順利完成實驗。例如實驗室沒有探究“光對鼠婦生活的影響”的實驗所需的鐵盒或木盒,不妨讓學生就地取材,直接用自帶的文具盒、手機盒等做這個實驗,使實驗順利進行。實驗“探究不同果蔬中的維生素C的含量”,有的實驗室小燒杯不足,可以提倡學生自備急支糖漿、四季抗感冒合劑中附帶的帶有刻度的小塑料杯做小容器,以盛取不同果蔬中榨取的液體 。在“植物呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳”實驗中,用廢舊礦泉水瓶,剪取瓶口至1/3瓶身處,可以作為盛取黃豆種子的小容器,這樣,就解決了很多實驗器材不足的問題,確保實驗順利進行。
在“植物呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳“實驗中,可以用校園里新落的樹葉、枯黃的落葉、新鮮的樹葉形成3組對照,并可以用廢舊礦泉水瓶里面裝上澄清的石灰水做分組實驗,簡便易得的材料使學生在動手嘗試的過程中體驗探究的樂趣。
同樣在這一實驗中還可將實驗材料換成萌發(fā)的黃豆。黃豆是植物的種子,萌發(fā)時呼吸作用會增強,實驗效果更加明顯。可用煮熟或炒熟等量的黃豆種子做對照。在實踐中發(fā)現(xiàn),用綠豆做實驗效果更加明顯,可以在學生動手實驗環(huán)節(jié)中,作為創(chuàng)新點交由那些能力較強的學生完成。
在實驗器具上,也可將礦泉水瓶換成廢舊的帶有按壓頭的洗手液空瓶,連接軟管,并用夾子固定,在瓶內形成一定的封閉空間,只有松開夾子,并按下按壓頭,瓶內的空氣才會被擠出。這樣就有效阻止了二氧化碳氣體的自由進出,使實驗更科學更嚴密。在課堂教學中,學生也會時時帶來意外和驚喜。
水果和蔬菜中的維生素C一樣多嗎?糖尿病患者可以吃蔬菜補充維生素C嗎?可以用飲料和藥片代替水果蔬菜嗎?這些都是生活中的熱點,也是在“探究不同果蔬中的維生素C的含量”實驗中所精心設計的創(chuàng)新點,立刻引起學生的興趣。
該實驗的原理是利用維生素C使高錳酸鉀溶液褪色的特性科學比較不同果蔬中的維生素C含量,而維生素C在植物細胞的液泡中,如何取得不同材質的果蔬汁,并科學計量和比較是實驗環(huán)節(jié)的重點和難點。在實驗器具上,提倡學生根據(jù)不同的材質,選擇實驗器具。材質松軟的例如梨、菠蘿等采用紗布擠壓法,稍硬的例如馬鈴薯、黃瓜等用簡易手動榨汁機,菠菜、青椒等菜類則采用實驗室的研缽研杵取得汁水,這樣為學生提供了更多的選擇。
在實驗材料上作了統(tǒng)一規(guī)定,盡量選用顏色較淺的果蔬,例如倭瓜、水蘿卜、菠蘿、馬鈴薯、檸檬、青椒、黃瓜、梨等,有效避免色素對觀察產(chǎn)生的不利影響。
在科學比較上,統(tǒng)一強化了滴管的使用,每個小試管中滴入20滴高錳酸鉀溶液,然后再用同一只滴管分別向2個試管滴加不同的果蔬汁,觀察高錳酸鉀溶液完全褪色所需的滴數(shù)。取20滴高錳酸鉀溶液→榨取果蔬汁→滴加,邊滴邊振蕩→記錄比較。嚴格規(guī)范的實驗步驟確保了準確性。為減少偶然性,將學生每2人分成一組,每4個小組均分2根黃瓜和2個青椒,以此類推,這樣相當于增加了實驗次數(shù),將每小組的實驗結果制成表格填入數(shù)據(jù),利用Excel取平均值,使實驗更準確科學。
在實驗中,同樣是倭瓜一組,4組學生的數(shù)值差距較大,分別是 4,5,10,2。引導學生分析,誤差產(chǎn)生的原因可能是什么?學生想到試管中可能有水、滴加時忘記震蕩導致二者沒有充分反應、滴管中其他果蔬汁的干擾等,在此基礎上,引導學生繼續(xù)實驗,體現(xiàn)了實踐出真知。
針對數(shù)值的不同,學生認識到很多果蔬中都含維生素C,只是含量有所差別,有的蔬菜中維生素C含量很高,例如青椒,因此糖尿病患者可以吃蔬菜補充維生素C。
該實驗比較簡單,因此可以安排動手能力強、實驗效果明顯的學生嘗試探究實驗,例如新鮮的、存放3 d的、存放5 d的桃子中維生素C含量的變化,從而分析存放時間是否影響果蔬中的維生素C。還可以安排學生比較不同維生素C飲料中的維生素C含量。通過實驗,學生認識到維生素C會隨著存放時間增加而減少,因此果蔬要少買,吃新鮮的。飲料、藥片中維生素C較多,但加入了人工合成的成分,存在安全隱患,不能多吃,從而提高學生科學飲食、健康生活的意識。
每個實驗都會有相應的實驗現(xiàn)象,學生通過現(xiàn)象分析得出結論。但有的實驗現(xiàn)象不明顯或正好相反,這時可讓學生嘗試分析原因,嘗試在實驗材料、實驗方法等方面改進創(chuàng)新,這樣就能反敗為勝,使學生形成一次更加深刻的體驗,一舉多得。
例如“觀察蚯蚓的運動”的實驗,多使用硬紙板和玻璃板做實驗材料,使學生看出蚯蚓在光滑的面上運動比較困難,從而得出剛毛在蚯蚓運動中起了重要的作用。但在實驗過程中,部分小組的實驗現(xiàn)象正好相反。這樣,教師可以引導學生觀察思考玻璃板是否真的光滑,在硬紙板上和玻璃板上蠕動時,蚯蚓的體表黏液變化,蠕動的順序調換之后的變化等。因此在實驗中,可做如下改進:1)使用2塊長方形玻璃板,其中一塊經(jīng)過打磨,使實驗變量更單一,更科學;2)使用2根玻璃棒作為直線運動的軌道,使蚯蚓在其中運動,節(jié)約時間,提升效果。
主要參考文獻
[1]邵永剛.對初中教材中部分實驗的改進.生物學教學,2008,33(12):34.
[2]施憶.新課標新實驗初中生物.杭州:科學技術出版社,2004.