初中生物課堂開展有效實驗的路徑研究

王小珂 王旭

在新課程的改革下,生物學(xué)科更注重學(xué)生實際應(yīng)用情況,生物實驗把理論和實際操作在教學(xué)中有機地結(jié)合在一起,如此,不僅能增強學(xué)生的動手能力,還能使其把學(xué)到的知識應(yīng)用于實踐。因此,為了更好地實現(xiàn)這一目標(biāo),教師應(yīng)該結(jié)合生活實際和教材內(nèi)容積極地展開生物實驗教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生進行探究性活動,有效調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,使其積極地投入課堂,以提高課堂效果。進行生物實驗教學(xué),旨在提升學(xué)生實驗素養(yǎng),加深學(xué)生對生物知識的認識,促進學(xué)生掌握基本的操作實驗?zāi)芰?養(yǎng)成科學(xué)探究的好習(xí)慣。

一、 初中生物實驗教學(xué)具有的重要意義

初中生物教學(xué)要注重實驗部分教學(xué)策略的實施,鮮活的實驗內(nèi)容能啟發(fā)學(xué)生的想象能力,增強學(xué)生科學(xué)知識的儲備。隨著新課改的深入推進,初中課程改革也進入新時期,教師必須轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念,優(yōu)化教學(xué)方法,讓實驗教學(xué)成為提升教學(xué)質(zhì)量的有效手段之一。初中學(xué)生對生命與生物活動的認識有著天然的渴求,在靈活多樣的實驗幫助下學(xué)生通過實驗,能激發(fā)出更加科學(xué)的思維,透過個人行為與體驗,持續(xù)增進科學(xué)知識,感悟科學(xué)精神。在初中生物教學(xué)中,教師要善于利用實驗教學(xué)來幫助學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識,提升自身科學(xué)素養(yǎng),同時培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。實驗是一項綜合活動,既包含了操作、經(jīng)驗,也包含了思考、總結(jié),而生物學(xué)科就是探究生物奧秘的科學(xué),實驗?zāi)苁箤W(xué)生對生物知識有更全面的理解,更加自由地探究知識,從而增強課堂教學(xué)有效性,提升課堂質(zhì)量。

二、 初中生物實驗教學(xué)中當(dāng)前存在的問題

(一)手腦環(huán)節(jié)銜接的緊密度不高

初中生物課堂教學(xué)的過程當(dāng)中,教師充當(dāng)著主要的引導(dǎo)者,只有有效地提高生物實驗利用效果,培養(yǎng)學(xué)生動手動腦能力,才能更好地構(gòu)建卓越課堂。同時生物實驗教學(xué)也是對理論知識學(xué)習(xí)的有效延伸和拓展,有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主探究意識與實踐操作能力。但是有些教師在進行生物實驗時,并未真正做到手腦并用等。為了有效實現(xiàn)對實驗教學(xué)效果的優(yōu)化,教師應(yīng)積極構(gòu)建一個良好的初中生物實驗情景,促進學(xué)生生物實驗設(shè)計水平和實踐操作能力的不斷發(fā)展。在生物實驗情境創(chuàng)設(shè)過程中,教師應(yīng)先把有關(guān)實驗步驟和注意事項等告知學(xué)生,以提高學(xué)生進行生物實驗的效率,避免學(xué)生對生物材料或?qū)嶒炠Y源的浪費。

(二)實驗過程和結(jié)果所占權(quán)重的大小不協(xié)調(diào)

生物是一門實驗性較強的學(xué)科,所以要想提高學(xué)生對生物課的興趣和積極性,就必須要加強對其實驗操作技巧及方法的研究。現(xiàn)階段,教師在進行生物實驗教學(xué)時,主要出發(fā)點與落腳點是實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性,對實驗過程缺少關(guān)注,這將極大地影響學(xué)生生物學(xué)習(xí)實效。因此,教師必須要注重對生物實驗設(shè)計方法的探究,從而促進學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)的形成。如果要讓初中生物教學(xué)更加符合學(xué)生的實際情況,教師必須注重對實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的優(yōu)化設(shè)計,通過科學(xué)有效的手段引導(dǎo)學(xué)生自主完成生物實驗所需的各項操作過程。

(三)學(xué)生在實驗過程中的真正參與不足

從表面看,學(xué)生由教師組織和引領(lǐng),以合作方式參與生物實驗探究,生物課堂教學(xué)井然有序。但是如果就實質(zhì)而言,學(xué)生無非重復(fù)教師的實驗步驟和方法,或?qū)σ阎獙嶒灤鸢高M行驗證,整個實驗期間學(xué)生很少能真正地參與進來,發(fā)揮主觀能動性。在進行生物實驗時,教師已給學(xué)生們準(zhǔn)備好實驗所需的器材和有關(guān)儀器等,制定出一整套實驗方案和實驗流程。這種反復(fù)多次的實驗不僅耗費了大量的時間,而且還容易使學(xué)生產(chǎn)生厭煩情緒。整個實驗雖滿足了學(xué)生上手的愿望,卻又影響、限制了學(xué)生思維的發(fā)展。

三、 依托生物實驗優(yōu)化初中生物教學(xué)策略

(一)創(chuàng)設(shè)趣味導(dǎo)入情境,煥活生物實驗,探究內(nèi)在動因

教師要注重從實際出發(fā),根據(jù)具體教學(xué)目標(biāo)進行有效設(shè)計并合理利用各種手段來開展生物實驗教學(xué)。情境創(chuàng)設(shè)法是優(yōu)化生物實驗引入的極佳選擇,教師可結(jié)合信息技術(shù)進行生物實驗、日常生活與故事材料的有機銜接,創(chuàng)設(shè)豐富而有意義的實驗引入情境,繼而激活學(xué)生從事生物實驗探究活動的內(nèi)在動機。基于生物實驗引入優(yōu)化情境創(chuàng)設(shè)的措施主要有以下三部分:

第一,創(chuàng)設(shè)以多媒體為載體的實驗引入情境。教師可借助多媒體技術(shù)工具,給學(xué)生做實驗導(dǎo)入課件。例如,在了解生物與環(huán)境相關(guān)的實驗課程中,教師可以收集和選擇一些生物科幻片,利用剪輯工具,裁切出適當(dāng)?shù)钠瑪?接著將實驗研究課題梳理為言簡意賅、通俗易懂的文本資料,結(jié)合科幻片制作成實驗導(dǎo)入課件,讓學(xué)生觀看,并提問:“觀看完生物科幻片、閱讀完實驗課題文本資料,大家有什么發(fā)現(xiàn)?”這時,師生共同討論“生物對環(huán)境影響較大,而生物又能調(diào)節(jié)自然環(huán)境”。教師便可順勢引出生物實驗的課題:“大家的猜想新奇且精彩,但是事實是否如大家預(yù)測一般呢?下面我們就通過實驗來驗證?！苯處熃又龑?dǎo)學(xué)生動手操作實驗儀器,觀察各種現(xiàn)象,并記錄相關(guān)數(shù)據(jù),最后歸納總結(jié)出結(jié)論,讓學(xué)生對自己的想法進行自我評價,從而形成正確的科學(xué)態(tài)度。

第二,創(chuàng)設(shè)生活中有關(guān)情境引入生物實驗課題?；谏钜曇?創(chuàng)設(shè)生物實驗引入情境,能快速拉近學(xué)生與實驗課題之間的關(guān)系,教師要針對具體的實驗內(nèi)容,對學(xué)生的生活素材進行甄選與展示。例如,在學(xué)習(xí)細胞分裂這一課時,教師可以先向?qū)W生展示一些有關(guān)生命活動過程的實物標(biāo)本,隨后在觀察動物或者植物細胞時,教師導(dǎo)入白板投屏展示特定動物或者植物圖片,還可直接指向教室里的一盆綠植,問學(xué)生問題:“如果投屏里的動物、植物形象不常見的話,教室里的盆栽你一定不會陌生吧?這些植物叫什么名字?”接著教師引導(dǎo)學(xué)生從不同角度分析這些物種的特點,并指出這是因為這些物種有特殊結(jié)構(gòu),在顯微鏡下可以看得一清二楚。從而使學(xué)生不僅領(lǐng)略到了在生活中隨處可見的生物知識,還將滿懷激情地投身于生物實驗探究。

第三,以科學(xué)家的事跡為背景,創(chuàng)設(shè)實驗引入情境。通過科學(xué)家故事來引導(dǎo)學(xué)生進行科學(xué)探究活動,是一種有效的教學(xué)方式。在每種生命現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)過程的背后,都有可能暗藏一段一波三折的科研故事,教師可根據(jù)生物實驗的內(nèi)容,收集科學(xué)家的事跡,或截取某生物學(xué)家傳記片一段。首先,白板投屏呈現(xiàn)科學(xué)家形象圖片,再給學(xué)生講一些科學(xué)家們研究發(fā)現(xiàn)生命變化規(guī)律,并從中總結(jié)出一些經(jīng)驗,講完之后再問:“各位同學(xué),在聆聽了科學(xué)家的故事后你們得到了什么呢?”有些學(xué)生表示,已經(jīng)理解了一些新生物概念或者定理,有些學(xué)生表示,科學(xué)家獲取生物研究成果過程太苦……教師此時可提出實驗研究課題,借助于科學(xué)家們的故事來引導(dǎo),學(xué)生便可以對這個生物實驗的宗旨、背景了然于心。

(二)做好探究實驗基本準(zhǔn)備工作

在初中生物探究教學(xué)的實施中,教師應(yīng)該將教材教案相結(jié)合,為開展探究性實驗打下良好的基礎(chǔ),保證探究性實驗課能夠取得良好成效。教師必須具備一定的科研素養(yǎng)和創(chuàng)新意識,強化內(nèi)容解析,將其蘊含于探究性實驗教學(xué)所涉及的實驗器材、設(shè)計實驗環(huán)節(jié)、確定教學(xué)內(nèi)容之中,同時,也要清楚探究性實驗中需要明確的對象和注意點等。例如,在開展“植物細胞的有絲分裂”探究性實驗中,可以借助玻璃器皿來觀察細胞結(jié)構(gòu)的改變情況。學(xué)生層面就是在探究性實驗之前,仔細回顧需要做的實驗,以及對實驗基本內(nèi)容及注意事項的掌握,從而把預(yù)習(xí)過程中所發(fā)現(xiàn)的一些問題記錄下來,進行隨后的探究性實驗。教師應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力,引導(dǎo)學(xué)生積極提出自己的看法,進而能夠獨立完成探究性實驗。教師在教學(xué)中也要使學(xué)生在課前預(yù)習(xí)中能夠大致地理解實驗過程,使學(xué)生可以帶著一系列的問題進行深入思考和實驗設(shè)計,從而可以為探究性實驗的順利開展奠定良好的基礎(chǔ),促使實驗效果得到改善。

(三)引導(dǎo)學(xué)生提出問題,強化學(xué)生的探究感悟

在開展生物探究性實驗教學(xué)的過程中,教師應(yīng)重視對學(xué)生的指導(dǎo)教育,使學(xué)生在實驗中能夠多觀察、多質(zhì)疑、多分析、多思考、多聯(lián)想,從而提高學(xué)生自身的思維探究能力。教師應(yīng)充分挖掘教材中與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的信息,并通過各種方法進行拓展延伸,進一步培養(yǎng)學(xué)生的提問意識和習(xí)慣。在課堂教學(xué)過程中,教師應(yīng)為學(xué)生提供一定的問題情境,以吸引學(xué)生注意力。例如,在進行“練習(xí)用顯微鏡”實驗教學(xué)中,教師可以有針對性地設(shè)計一些小實驗,加深學(xué)生對這部分內(nèi)容的認識。如為學(xué)生準(zhǔn)備一張寫有“6”這個數(shù)的載玻片,學(xué)生在實驗中會發(fā)現(xiàn)有一個“9”字,但是還有部分學(xué)生表示,實驗時見到“6”字。在這種情況下,學(xué)生們將會懷疑顯微鏡成倒像這一有關(guān)的結(jié)論。教師要求學(xué)生根據(jù)實驗去探索,最終得出顯微鏡成倒像。通過這種形式,能夠使學(xué)生不斷地提出問題,讓學(xué)生帶著問題學(xué),由此獲得更多認識。

(四)借助信息技術(shù),強化學(xué)生的實驗感受

為了讓學(xué)生對實驗進行深入思考和分析,可以利用視頻軟件播放實驗過程,引導(dǎo)學(xué)生從多角度去思考問題,從而達到提高學(xué)習(xí)效率的目的。在實驗過程中,教師要對學(xué)生的某些錯誤操作進行觀察和記錄,實驗完成后將記錄內(nèi)容置于互動平臺,和學(xué)生一起探討錯誤的原因,知道什么操作不對,忌重蹈覆轍。當(dāng)所有學(xué)生都能按照要求操作時,教師就將進行分組實驗,由小組組長負責(zé)組織討論、交流、評價和實驗過程錄像,后期可以上傳至互動學(xué)習(xí)平臺,教師通過觀察學(xué)生所錄的錄像,對學(xué)情進行分析,看學(xué)生理解哪一個知識點更困難,才能對教學(xué)策略進行優(yōu)化與調(diào)整。例如,在進行關(guān)于真菌的教學(xué)時,教師可以以組為主,每日對霉菌形態(tài)變化進行觀察,并利用電子設(shè)備對實驗過程進行記錄。一周后對各小組實驗結(jié)果進行歸納和顯示,教師與各組成員共同對實驗現(xiàn)象進行分析,既能增進學(xué)生對知識點的把握與理解,又能增強學(xué)生實驗意識,促進其掌握實驗技能。

(五)對生物實驗器材進行革新以提高生物實驗效率

生物實驗對實驗器材有很高的需求,隨著科技的發(fā)展,一些新型儀器被研發(fā)出來,但這些新產(chǎn)品在實際應(yīng)用時還存在一定問題。為此教師應(yīng)該對實驗器材進行革新,或在生活中尋找替代實驗器材,減少實驗成本,增強實驗的可操作性與可行性。例如,進行觀察食品中有無無機鹽和骨的煅燒兩項實驗,教師可把酒精燈換成蠟燭,可將解剖針、鑷子改為鉗子、剪刀等;在進行測量血糖濃度的實驗時,教師可用注射器替代滴管來測定葡萄糖含量,并利用溫度計檢測溫度等;進行骨的脫鈣實驗過程中,教師可以用白醋代替10%鹽酸,可將試管換成碗或者杯;在進行測量血液滲透壓這一實驗時,可以使用量筒或者注射器來測量血的滲透量。這樣通過對實驗器材的革新,既能使實驗課堂與實際生活密切結(jié)合,增強實驗教學(xué)樂趣,也可以減少實驗成本,提高了實驗可操作性與實驗效率,鍛煉了學(xué)生的動手能力,又培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力及合作意識。

(六)小組合作進行實驗探究,提升學(xué)生綜合素養(yǎng)

初中階段學(xué)生剛接觸到生物學(xué),生物實驗的經(jīng)驗是非常有限的,所以在實驗操作過程中,難免會產(chǎn)生各種各樣的問題。為了更好地實現(xiàn)生物實驗教學(xué)目標(biāo),教師應(yīng)積極采取分組教學(xué)方法,以小組合作形式進行實驗探究活動。要求各組學(xué)生在實驗活動前有明確的分工,這樣不但每一位學(xué)生都能參與實驗探究的過程,還能促使學(xué)生之間互相幫助,共同完成實驗工作。在此基礎(chǔ)上,由于分工明確,在實驗的過程中,各組學(xué)生都能按部就班地完成任務(wù),實驗效果可以保證,初中生物學(xué)實驗的教學(xué)效率也能相應(yīng)提高。例如,在進行動物細胞觀察實驗過程中,實驗要求學(xué)生能獨立制作口腔上皮細胞臨時裝片,并且可以通過實驗探究,加強對動物細胞基本結(jié)構(gòu)的理解。教師要注重利用多種教學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生參與到實驗教學(xué)中,為使學(xué)生對實驗中的實驗器材有更深刻的認識,教師可以用PPT放映器材圖片,并且把各種實驗器材以配音形式加以講解。教師根據(jù)不同學(xué)生學(xué)習(xí)特點合理分工,關(guān)注學(xué)生個性化差異,給每一個學(xué)生施展才能的余地和時間,促進學(xué)生的共同進步。

(七)創(chuàng)設(shè)生活情境教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生進行自主探究

探究性實驗可以達到對教材知識進行驗證的目的,初中生物課堂上開展探究性實驗?zāi)軌蚴拐n堂教學(xué)更加貼近現(xiàn)實社會,符合新課標(biāo)理念下培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維及實踐能力的要求。利用生活化情境創(chuàng)設(shè)問題情境是提高初中生物課教學(xué)效果的重要手段之一。初中生的心智發(fā)展還不成熟,學(xué)生雖然掌握的知識有限,但有很強的好奇心和求知欲,教師在教學(xué)過程中,可綜合考慮學(xué)生的上述特點,精心設(shè)計教學(xué)方案,實驗中主要是指導(dǎo),聯(lián)系生活實例,借此深化學(xué)生對知識的認識。例如,進行“植物呼吸作用”的探究性實驗時,教師可通過用生活中水果保鮮實例引入課堂教學(xué),使學(xué)生對保鮮水果有一定的掌握,進一步制訂針對性保鮮方案,對水果進行保鮮。然后再將果實擺放一段時間,指導(dǎo)學(xué)生觀察水果變化,并使學(xué)生通過分組的方式來探討發(fā)生改變的原因,由此得到空氣含量、溫度、濕度等因素對水果保鮮程度有何影響,并且可以根據(jù)影響因素獲得水果最佳保鮮方案,從而使學(xué)生主動參與探究性的實驗,讓學(xué)生通過思考和實驗,提升自己的實際操作水平。

四、 結(jié)語

綜上所述,實驗是獲得理論結(jié)果的一個重要手段,在初中生物教學(xué)過程中,采用生物實驗優(yōu)化課堂教學(xué)的方式方法是十分有必要的,這不僅可以幫助學(xué)生更好地掌握相關(guān)知識和技能,還能培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的興趣以及探究精神。教師應(yīng)通過多種實驗性教學(xué)活動,刺激學(xué)生生物學(xué)習(xí)需要,拓展學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容,增強學(xué)生探究科學(xué)思維,給學(xué)生一個更加高效、全面的實驗和學(xué)習(xí)指導(dǎo),提高實驗教學(xué)價值。