新課程背景下高中生物實驗教學的“打折”現象及對策分析

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新課程背景下高中生物實驗教學的“打折”現象及對策分析
【摘  要】生物實驗教學是中學生物學教學的重要組成部分,是達成中學生物學教學目標的基本途徑和方法。本文主要對高中生物實驗教學的“打折”現象及原因進行分析,並對新課程背景下更好地開展生物實驗教學提出建議。
【關鍵詞】生物實驗教學  現狀  對策
 生物學是一門實驗性學科,生物實驗是生物科學研究的重要方法,是生物科學發展的基礎,通過生物實驗,可以使學生獲得必要的感性知識,有利於學生掌握和運用生物學的基礎知識、基本方法和技能來解決一些日常生活中的生物學現象,從而培養學生觀察、思考和獨立進行實驗操作以及獨立解決生物學問題的能力,還能培養學生理論聯繫實際的學風和實事求是、嚴肅認真的科學態度。實驗教學是實施全面素質教育最有效的形式。
 新課程具有先進的教學理念,從“提高學生的科學素養”出發,爲學生提供了更多的實驗探究的機會,將實驗教學的重要性提高到更加突出的地位。按理說,實施新課程應將實驗教學的功能發揮極至,可是,爲什麼在實際實施過程中,生物實驗教學還是被“打折”呢?這個問題如果不解決,那麼,有最好的理念和最好的教材也是空的。因此,我們探討高中生物實驗教學“打折”現象的成因並尋找解決對策,顯得特別重要。
 一、高中生物實驗教學的“打折”現象
 人教版的生物教材編輯的得很精緻,設置了“思考與討論”、“資料分析”、“實驗”、“探究”和“模型建構”等欄目,爲學生提供了更多的實驗探究的機會。目前,很多老師雖然嘴裏能把新課程理念講得頭頭是道,大講特講生物實驗教學的重要性,但是由於種種原因,真正的實驗教學卻偏離了應有的方向。下面以我校(省重點中學)爲例,講述高中生物實驗的開設情況。
 實驗名稱 開設情況 主要原因
必修1
分子與細胞 (1)用顯微鏡觀察多種多樣的細胞 開設 
 (2)檢測生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質 開設 
 (3)觀察DNA和RNA在細胞中的分佈 沒開 《省教學指導意見》不作要求
 (4)體驗製備細胞膜的方法 沒開 選做
 (5)觀察葉綠體和線粒體 沒開 黑藻實驗材料沒有,《教學指導意見》線粒體的觀察不作要求
 (6)通過模擬實驗探究膜的透性 沒開 只做教師演示實驗
 (7)觀察植物細胞的吸水和失水 開設 
 (8)探究影響酶活性的條件 沒開 只進行課堂實驗設計
 (9)探究酵母菌細胞的呼吸方式 沒開 《省教學指導意見》不作要求
 (10)葉綠體色素的提取和分離 開設 
 (11)觀察細胞的有絲分裂 開設 
 (12)比較過氧化氫酶在不同條件下的分解 開設 
 (13)細胞大小與物質的運輸的關係 沒開 《省教學指導意見》不作要求
必修2
遺傳與進化 (14)性狀分離比的模擬 沒開 實驗比較簡單
 (15)觀察細胞的減數分裂 開設 
 (16)低溫誘導植物染色體數目的變化 沒開 《省教學指導意見》不作要求
 (17)調查常見的人類遺傳病 沒開 實驗時間較長,難操作
必修3
穩態與環境 (18)生物體維持PH穩定的機制 沒開 實驗比較複雜
 (19)探究生長素類似物促進扦插條生根的最適濃度 沒開 實驗時間較長,只進行課堂實驗設計
 (20)探究:用樣方法調查草地中某種雙子葉植物的種羣羣密度 沒開 野外活動實施困難
 (21)探究培養液中酵母菌數量的變化 沒開 學校缺乏無菌培養條件
 (22)土壤中動物類羣豐富度的研究 沒開 野外活動實施困難
 (23)探究土壤微生物的分解作用 沒開 考綱不作要求
 (24)設計並製作生態缸,觀察其穩定性 沒開 實驗時間較長,統一實施困難
 由上表可知,人教版的生物必修的三冊教材共有20幾個實驗,一般的學校只開設7-8個實驗,高中生物實驗教學的“打折”現象非常嚴重。
 二、高中生物實驗教學“打折”現象的原因分析
 1.客觀實驗條件的限制
 相對於中學理化實驗而言,有些生物學實驗的開設受客觀實驗條件的限制較爲突出。這是影響開課率不足的一個很重要的因素。
 首先,是有些實驗的實施受實驗材料的制約。許多生物學實驗要求使用新鮮的活體材料,因此只能在實驗前有限的時間內購買和保存材料才能保證實驗的順利進行,而材料保存時間過長則會失去活性。
 其次,許多學校生物學實驗設備設施的建設嚴重不足,許多農村中學更是缺乏新課程必備實驗器材,實驗開設遇到了很大的障礙。
 2、高考功利性太強,爲應試而教
 高中生物教學往往直接受高考指揮棒的左右,老師的教學具有很強的高考的功利性,爲應試而教,爲應試而學,甚至把“做”生物實驗變成了老師“講”實驗、學生“聽”實驗和“背”實驗。從應試層面來看,對一些識記性內容的'掌握並不一定要通過動手實驗才能達到好的效果,有時通過考前突擊,完全可以取得令人滿意的成績。例如,2006年高考江蘇卷第34題就明顯具有這樣的特點。
 (2006江蘇)34.以下是與高中生物實驗有關的內容
 (1)請將下列實驗名稱與材料、試劑、用具的對應關係用連線表示,每項只准選擇一次
 實驗名稱                                         材料、試劑、用具
 探索澱粉酶對澱粉和蔗糖的作用                               黑藻
 細胞質流動的觀察                                         斐林試劑
 溫度對澱粉酶活性的影響                                     碘液
 葉綠體中色素的提取和分離                                  載玻片
 觀察植物細胞的有絲分裂                                     乙醇
 由於高考應試的功利心理,導致教師指導學生觀察或動手實驗時,只要求機械記憶儀器名稱、實驗步驟、現象要點和結論,把生動活潑的實驗活動,變成僵死呆板的條條,抹殺了學生學習生物時的個性思維,學生只是簡單地從識記中獲取知識,學習毫無開創性可言。
 3.教學創造性太弱,唯書本而教
 長期以來,生物實驗都是照方抓藥,教師和學生都已養成了惰性,缺乏實驗創新和科學探究意識和能力,只能教教材,而不能創造性地使用教材。有些教師使用新教材顯得不適應,現在的新課程教材與以往的老教材相比,變化較大,新教材爲了提供學生更多的科學探究的機會,培養學生的科學探究的能力,有些實驗沒有現成的實驗方案,需要老師在教學中引導學生自己去設計,放手讓學生自己去實驗。可是,部分老師由於本身缺少較強的駕馭課堂的能力和引導學生開展科學探究的方法,起初按照新課程理念上了幾堂探究課後,就覺得這樣上課,課堂秩序難控制,一堂課下來教不了多少東西,教學任務難以完成,加上剛開始時,學生的實驗設計思維能力差,常常啓而不發,教學進程很不流暢,使老師很灰心,結果還是恢復到老師一言堂。問題由老師提出,假設由老師產生,實驗方案由老師設計,實驗由老師去做,現象由老師描述,結論由老師得出,把學生的探究活動變成了老師的探究表演,追求結果的一致性和唯一性,學生只是被動地看、聽、記,表面上是提高了課堂時間的利用率,完成了知識性的教學任務。但這樣的生物實驗沒有懸念,引不起學生的積極思維,沒有發現時的快樂,體驗不到科學的魅力。加上有些學校的實驗設備不完整和老師圖方便的心理,結果很多探究實驗改成了課內的書面實驗設計。
 三、對新課程背景下更好地開展生物學實驗教學的幾點思考
 1.提高教師和學生的思想認識
 百聞不如一見,百看不如一做。高中生物教師和學生都應當充分地認識到:中學生物學實驗教學的目的,絕不僅僅是爲了應付人生中的一次重要的高考,更重要的是通過實驗能夠培養學生的動手能力、合作能力和積極探索的科學精神。在實驗過程中,通過同組學生的相互分工合作,可以使學生認識到人與人之間合作的重要意義;通過親眼目睹實驗現象,能夠培養學生實事求是的科學態度;通過親身體驗實驗過程失敗的痛苦與成功的快樂,可以培養學生健康良好的心理素質和不畏艱難、勇於探索的進取精神。這些動手實驗對學生健康成長有着重大意義,是那些簡單紙上談兵式的播放錄像、講解、背誦根本無法達到的。做爲生物教師,對素質教育的認識,對實驗教學目的的認識不能停留在口頭上,而要從思想意識上真正認識到實驗課的重要性,應擺正實驗課與理論課的關係。
 2.完善實驗教學設施
 隨着生物教學目標和教學內容的不斷改革,造成現有實驗條件不能滿足實驗教學的狀況,致使影響實驗的開出。隨着基礎教育的發展和國家對教育的重視不斷提高,學校實驗教學的硬件條件正在不斷完善,所以要提高實驗教學效果就應該充分利用這一優勢。一方面應爭取教育主管部門和學校領導的重視、理解和支持,在管好、用好現有實驗設備的基礎上,能投入一定的經費購買必要的設備、儀器、藥品等。另一方面,廣大生物教師也應克服困難,充分發揮自己的聰明才智和現有設備的作用,在困難情況下能基本完成好大綱所規定的實驗內容。
 3.優化實驗教學模式。
 恰當的教學模式是完成好實驗教學的重要輔助手段。演示實驗由教師完成,可以幫助學生理解和鞏固基礎知識,但學生沒有動手機會。驗證性實驗則多是操作模仿式,這種教學模式雖在一定程度上能培養學生的操作技能,但不利於學生創新精神、科學素質的培養。教師要尊重學生,把學生當作教育的主體,而不僅僅是知識的接受者。教師應使學生積極參與到實驗中來,變被動爲主動。教師要鼓勵學生參與實驗的準備、實驗計劃的制定,實驗課的管理中,既重結果,更重過程,使學生在參與一系列活動的過程中培養各種能力。教師應鼓勵學生自己設計實驗,或對原有實驗方法、實驗材料進行大膽改革創新,在科學探索中,使學生在掌握知識、技能的同時也得到態度、意識、能力的培養,獲得綜合性、協調性的發展。
 4.積極進行中學生物實驗的開發
 ①生物教材常規實驗可在實驗材料、實驗條件、實驗方法上進行創新。
 在生物實驗的開發中可以根據本地實際情況,探究、發現新的實驗材料。例如“觀察葉綠體和細胞質的流動”實驗,所用到的材料是新鮮的黑藻,黑藻是一種生活在淡水中的沉水草本植物。而我們的學校卻是在海島上,海島上淡水植物品種很少,沒有實驗要用的黑藻。這樣“觀察細胞質的流動”實驗就無法開展,後來我們就發動學生,讓學生嘗試用新的實驗材料進行替代。學生選擇了很多材料,如鴨跖草的藍色花瓣及其雄蕊花絲的表皮毛、黃瓜嫩莖的表皮毛等,結果發現菠菜葉的表皮細胞實驗效果明顯,而且材料容易獲得。通過這個實驗,學生的動手能力得到鍛鍊,觀察能力得到培養,更重要的是激發了學生的創造性。
 ②將教材常規實驗進行拓展形成拓展實驗。
 拓展實驗是在常規實驗基礎上,利用常規實驗所包含的原理、思想、方法,利用新材料,藉助新情景進行創新實驗設計,解決、探索新問題。這類實驗在近幾年的高考題目中經常出現,如2000年全國理科綜合卷中“驗證Ca2+在血液凝固中的作用”、2001年全國理科綜合卷中“驗證生長素只能從植物形態學上端運輸到下端”、2002年全國理科綜合卷中“驗證鎂是植物生活的必需元素的錯誤實驗分析及正確實驗設計”所涉及到的實驗思想和實驗方法都滲透在教材的某些常規實驗中。所以將課文常規實驗進行拓展形成拓展實驗,在生物實驗開發和學生能力培養方面具有重要的意義。
 ③深入挖掘教材中的知識內容形成探究性實驗
 高中生物教材中有很多知識內容都可以讓學生進行探究。根據教材內容,創設情境,提供實驗材料,讓學生圍繞實驗目的,進行分組討論設計實驗方案。利用“大腦風暴”,讓學生對不同的設計方案進行交流。然後再讓學生根據自己的設計方案完成實驗過程。並讓學生對實驗中存在的問題,以及對實驗失敗的原因進行分析,使學生在動手實驗的過程中,將課文的重點、難點得到落實,同時使學生的實驗探究能力得到培養。
 ④充分利用地方資源進行生物實驗校本課程的開發
 校本課程建設和管理,是國家課程改革的一大創新,它賦予了學校在培養學生的創新精神和實踐能力上極大的責任和一定的自主權。學校可以充分利用地方資源進行生物實驗校本課程的開發,這是中學生物實驗開發新的增長點。例如我校處在海島,大海爲校本實驗提供了豐富的資源,學生最常見的就是各種各樣的海洋生物,我們就利用海洋資源開發了《魚類標本製作》、《貝類標本製作》、《潮間帶生物區系調查》、《水溫對紫菜生長的影響》等實驗校本課程,極大的豐富了中學生物實驗的內容,促進教師專業素質提升和學校辦學特色形成。
 ⑤積極開展生物實驗型研究性學習
 當前,“研究性學習”這種新的課程概念成了越來越多的基礎教育工作者關注的“熱點”。繽紛多彩的生物界,爲生物實驗提供了寬闊的研究領域和實驗課題。以生物實驗爲切入點的研究性學習,是開展研究性學習的重要途徑,同時也是中學生物實驗開發的重要內容。如將探究生長素類似物促進扦插條生根的最適濃度的實驗,與學生的研究性學習相結合,在課堂中將學生研究性學習的成果進行展示,可以取得非常好的效果。實驗型研究性學習的開展,打破了學生認識過程中的思維定勢,發展了學生的創新思維,激發了學生的學習興趣和參與意識,形成實事求是的科學態度和不懈的進取精神。
 新的《生物課程標準》,對生物實驗,特別是探究性實驗提出了更高的要求。強化生物實驗教學來激發學生學習生物學的興趣,是實施素質教育的基礎,我們要改進教學方法,更新觀念,培養學生的創新意識,爭取在提高生物學教學質量和提高學生的能力方面適應新課改要求。
 
 參考文獻
 [1]普通高中生物課程標準(實驗),中華人民共和國教育部,2003
 [2]浙江省普通高中新課程實驗生物學科教學指導意見,2007
 [3]許哲斌,新課程背景下農村中學生物學實驗教學面臨的困難及對策 生物學通報2005,(10)