高考生物实验能力培养的实践与思考
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作者: 林国海
随着高考改革和课程改革的深入,实验在教学中占的比例越来越大,尤其是近年来的高考生物试题更体现了这种趋势。生物实验高考从形式到内容都发生了深刻的变化,更加注重对学生应用生物学原理分析问题、解决实际问题能力的培养,实验能力分为独立完成实验的能力和设计简单的实验方案。从历年的高考来看,实验往往是学生答题的一个瓶颈,是决定学生得分的关键,因此加强对实验教学的研究,不但有利于培养学生掌握知识的能力,而且有利于应对高考。
一、实验教学实际中存在的问题
实验题多表现为以分析实验现象和结果、根据要求设计实验方案、试题的答案趋向于开放性和创新性。同时基础教育课程改革也要求教学以提高学生的思维和创新能力为主。在生物学教学中研究性课题的开展对学生的实验能力提出了更高的要求。因此,在教学中如何利用现有的条件,如何有效利用课堂教学来提高学生的实验设计能力、分析实验数据的能力、优化实验方案的能力,成了许多教师需要迫切解决的问题。
高考实验题反映出学生缺乏实验探究训练,无法准确建构实验模型,实验设计模型的分析推理缺乏综合、全面,少于实验操作,脱离实际严重,实验素质匮乏。反映出课堂实验机会太少,哪怕是演示实验,相反,讲实验、背实验太多。知识的联结与迁移、运用能力薄弱,不能将知识概念和原理运用于解决问题当中,反映出学生死读书、读死书严重,割裂了理论知识与实践运用的联结,也是缺少必要的生物学实验操练的结果;审题失误、语言表达混乱更是十分普遍。有些教师平时不太重视对学生生物学考试的审题和语言表达,随着开发性试题在生物高考中出现得越来越多的趋势,学生因为审题和语言表达问题而失分相当严重,且具有一定普遍性。
二、真实有效开展生物实验教学,提高学生的实验素质
首先,生物学实验是生物学教学不可或缺的重要组成部分,也是生物科学素养的核心内容。实验教学应该尽量创设条件让学生动手参与,特别是在农村,许多生物实验是有条件和机会的,关键在于上下一心、端正思想。其次,切实有效开展生物学实验,努力提高学生实验素质也是生物新课程教学改革的重点和突破口。课程标准中要求的实验都应该完成。有些学校由于条件限制,教师可以用的唯一的教学方法就是演示实验法,采用这种教学方法的时候,教师可设法安排适当的教学情景,充分激发学生的内在动机,使学生达到期望听课或期望动手去做的境界。而有条件的学校应该放手让学生大胆操作,培养学生操作能力。在进行实验时必须让学生明确实验步骤和方法,教师在必要时也要及时给学生讲清注意事项。在学生掌握了步骤和方法的基础上要放手让学生大胆地进行实验操作,教师切不可代替学生的实验,要让每个学生都有动手操作的机会,这是培养学生实际操作技能的有效途径,也是他们获得感性认识的重要手段。这样学生会在整个实验过程中积极地动脑、动手,学会并掌握基本实验操作技能。
当然,让学生大胆实验操作时切忌放任自流,教师一定要随时注意每个学生的操作步骤和方法,并给予及时的指导和纠正,也就是说在整个实验过程中要充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用,要充分发挥学生的积极主动性去独立完成实验,这样才有利于培养学生的操作能力和发展学生的科学素养。
三、认真完成实验每一个环节,注重操作引导
教材中要求做的实验,无论简单也好复杂也好,教师都必须备好课,写好切实可行的教案,并且在实验课之前要亲自动手做一遍,即预备实验。教师做了,才可能指导学生如何应对操作过程中每一个细节可能出现的问题,看到实验现象,学到真正的实验方法和科学知识,培养学生发现问题、解决问题的能力。
在指导学生实验时,教师既要面面俱到,事无巨细进行引导,又要注意切忌包办代替。从实验材料的选择、仪器的装配到操作步骤和技巧,既要科学规范,又要密切结合具体实际,在尊重学生主体地位的同时,充分发挥教师的引导作用,以保证现象清晰,结果正确。如做“叶绿素的提取和分离”的实验时,在不同的季节可以采用不同的绿叶作为材料。
教师应指导学生注重实验结果的分析与小结。在实验失败时,要如实地与学生一起分析失败原因,或当堂重做,或下次补做,直到成功。只有引导学生扎实认真地学会实验操作技能,教师的教才能产生应有的效果。
演示实验、学生实验都与教材的重点难点有直接关系,只有通过对实验结果的分析,将其概括、上升为概念、理论,才能使学生理解掌握知识。只有认真观察实验现象,学生才能丰富感知内容并向知识和能力转移,若不认真进行实验操作,没有实验现象和观察的基础,学习效果一定不好。老师们应该经常训练学生应用已学过的理论知识,结合实践经验,经过周密的探究分析、逻辑的推理作出科学、合理的实验设计方案,并注意到实验设计的基本方法、要求,从而提高学生的实验设计能力。
总之,在进行实验探究课教学的时候,教师一方面要重视学生动手能力的培养,另一方面要重视学生实验探究思维能力的经验养成。
四、组织学生积极讨论,培养学生的分析能力
在进行实验过程中,教师应要求学生细心观察实验中出现的各种现象,并做好记录。这一点很重要,因为观察是分析问题和解决问题的重要前提,也是加强实验效果的重要手段。教师还应善于引导学生根据观察到的实验现象和结果进行积极的讨论,从而得出正确的结论。对于实验的成功要总结经验,对于实验的失败也一定要找出原因,并组织学生讨论如何改进实验方法,从而进一步加强实验的效果。
在实验过程中,某些原因,如实验材料不佳,时间掌握不准确,操作程序不对,等等,都会导致实验的失败。不少学生习惯于失败了重来,而不认真分析失败的原因所在,如果认真分析失败的原因,实验的能力就会大大提高。教师应与学生通过讨论、分析并找出失败的原因,然后改进实验方法,重复做几遍,直至取得较为满意的实验效果。因此,在实验教学中,如果教师能善于积极引导,学生们一般都能够很好地充分开动脑筋,寻求到解决问题的方法,从而培养学生分析问题和解决问题的能力。
五、引导学生自行设计实验,培养学生的创新思维能力
如何从生物学科本身来激发学生的探求心,培养学生的创造能力呢?实践告诉我们,结合生物实验教学内容,不断改进实验方法,引导学生自行设计和操作一些实验,不仅能充分发挥学生的主观能动性,培养学生学习生物的兴趣,而且有助于发展学生的创造性思维。
教师让学生自行设计实验,培养创造性思维的基本诱导方法是:学生自己提出问题,或在教师的指导下学生自己选择实验课题,学生经过独立思考,制定出实验步骤,选择出对当前问题最为适合的设计方案,然后由实验结果来验证所提出的假设。
在教学中,我们可以根据学生已有的知识水平,选择一些切实可行的课题让学生思考、独立设计实验方案。如在学生具有细胞膜、细胞的渗透作用等有关知识和受到植物细胞质壁分离实验的启发后,可以要求学生设计一个鉴定细胞膜对氯化钠、尿素、葡萄糖、酒精等物质的通透性的实验。这样,让学生自行设计实验,既能充分发挥学生的主动性、积极性和创造性,有利于培养学生的独立思考能力,又能锻炼学生独立工作的能力和实验操作技能,使理性认识在感性认识的基础上得以深入和发展,进而更有效地培养学生创新思维的能力。所以在生物实验教学中,教师应努力创造条件,尽可能采用学生独立实验的方式进行实验。
总之,学生生物实验能力的培养不能到高三总复习时才来搞突击,教师一定要从平时的实验中一点一滴做起,培养学生实验的各方面能力,而不能只靠背实验、做题目这种方式来应对考试。只有教师从思想上有充分的认识,在教学中严格要求学生,促进学生实验能力的提高,学生才能在高考实验考试中取得好的成绩。
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