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实验教学是高中生物的重要组成部分,在生物教学中作用与地位不可忽视。它不仅能提高学生的实际操作能力、合作交流能力,而且有助于学生对于知识的获取与理解,提高学生的生物科学素养。在实际教学过程中,实验教学却没能很好地体现其价值。原因有:1.条件的限制。如课时不充足,实验室短缺。2.实验本身存在的问题。如部分实验由于其材料难获取而不能开展,部分实验操作繁琐,很难得到预期结果。3.应试模式的影响。高考不考实验操作,所以实验课得不到重视。在多方面原因的制约下,教师上实验课多以讲实验,看实验视频,做实验题为主,抹灭了实验操作对学生能力的促进和培养功能。姑且不论原因1和3,若是由于实验本身存在问题,我们可以通过实验改进来解决。
实验改进是指在原有实验的基础上,通过改变实验原理、实验方案、实验材料和器具、实驗方法使实验效果达到最优化的过程,且改进后实验能够达到或者超过既定的目标。实验改进后的最终目的是:改进后的生物实验能够有效降低实验成本,提高实验的开设率,提高学生实验开出效果,提升实验教学效果。
一、实验改进遵循的一般原则
进行实验教学改进时必须要遵循实验教学的一般原则。实验设计应遵循:对照性原则、平行重复原则、控制单一变量原则。实验教学改进和创新应遵循:
1.安全性原则
保证实验过程中的人身安全,所选试剂药品材料为安全环保性质的。
2.科学性原则
科学性是实验改进的首要问题,所创新的实验在原理、方案、操作、处理及结论都应遵循科学性原则,否则得到的结果是毫无意义的。
3.经济性原则
所选择的材料、试剂、药品、装置最好是经济适用的,节约实验成本,用最小的消耗得出预期的效果。
4.简易性原则
麦克斯韦曾说“一项实验,使用的材料越简单,学生越熟悉,就越想透彻地获得实验所验证的结果”,我们可以这样去理解:实验的教育价值往往与装置的复杂程度成反比。因此实验装置宜简不宜繁,过于复杂的装置可能分散学生的注意力,不易抓住生命现象及生命活动规律的本质。
5.明显性原则
改进的实验其实验现象要明显,易于观察。
二、实验改进的具体方向
对于高中生物必修1实验教学改进,笔者主要从从实验设计、实验试剂、实验材料、实验方案等方面入手,旨在使改进后的实验成本更低廉、操作更简便、现象更明显、效果更显著。
1.实验材料的选择
同其他学科相比,生物实验中所选取的材料很多都是有生命的,其有效性涉及到材料的新鲜程度、保存方法等,这就为选材增加了难度。要想找到一种取材方便、价格较低、效果明显的材料,需要教师多次摸索,实践。例如验证性实验“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”中:由于教材建议实验材料苹果和梨匀浆因其多酚氧化酶含量较高,组织液在空气中久置容易被氧化成褐色或者土黄色,掩盖反应产生的颜色,影响实验结果的观察,故将其改为质量分数为1%的葡萄糖溶液或是采用瓶装果汁(如冰糖雪梨)。
2.实验试剂的改良
按照教材中配置好的试剂浓度在实际中使用,实验效果并不一定是最好好的。在实验中对于试剂的配置和使用需结合实际情况,通过多次尝试,可以适当地调整实验试剂的用量、浓度、比例等,以便获得更好的实验效果。如实验“观察线粒体”,教材中配置健那绿溶液比例偏高,导致视野中的细胞为蓝色,很难找到线粒体的现象。改进方法:适当降低健那绿的浓度,配置健那绿时对健那绿溶液先进行过滤,并在染色后用清水去浮色。
3.实验装置的改进
“工欲善其事,必先利其器”。高中生物实验装置不复杂,但若是某些装置的设计不严谨,就不能得到预期的实验效果。要想提高实验的教学效果,对实验装置的特点以及操作的了解是非常必要的。实验装置的改进需要教师在以原有实验目的为标准,改进后的装置必须达到可操作性强、实验现象明显的要求。如实验“比较过氧化氢在不同条件下的分解”,原实验通过气泡产生快慢判断反应速率变化,不够直观。改进方法:联系化学实验经常用到的具支试管,套上小气球,更直观地对比气体产生的多少。
l4.实验方法的改进
对实验方法的改进的目的为了获得很好实验效果,改进实验方法应具备科学性,不能违背生物学原理。改进后的实验方法要达到操作性强,简单可行,学生容易理解的水平。如实验“细胞大小与物质运输的关系”,试验中酚酞的琼脂块制作起来较为复杂,且NaOH具有腐蚀性。改进方案:选用安全试剂替代NaOH、选取生活中常见的的东西代替琼脂块、根据所选材料选择能与材料发生显色反应的试剂。
归根结底,实验在生物教学中的重要性是毋庸置疑的,在实验教
学中多让学生参与实验,在参与中交流,在交流后思考,在思考中创新,这样才能真正发挥实验在培养学生探究能力、科学思维能力、合作探究能力,实验操作能力中的作用,提高学生生物科学素养。
(作者单位:榆林高新中学)
实验改进是指在原有实验的基础上,通过改变实验原理、实验方案、实验材料和器具、实驗方法使实验效果达到最优化的过程,且改进后实验能够达到或者超过既定的目标。实验改进后的最终目的是:改进后的生物实验能够有效降低实验成本,提高实验的开设率,提高学生实验开出效果,提升实验教学效果。
一、实验改进遵循的一般原则
进行实验教学改进时必须要遵循实验教学的一般原则。实验设计应遵循:对照性原则、平行重复原则、控制单一变量原则。实验教学改进和创新应遵循:
1.安全性原则
保证实验过程中的人身安全,所选试剂药品材料为安全环保性质的。
2.科学性原则
科学性是实验改进的首要问题,所创新的实验在原理、方案、操作、处理及结论都应遵循科学性原则,否则得到的结果是毫无意义的。
3.经济性原则
所选择的材料、试剂、药品、装置最好是经济适用的,节约实验成本,用最小的消耗得出预期的效果。
4.简易性原则
麦克斯韦曾说“一项实验,使用的材料越简单,学生越熟悉,就越想透彻地获得实验所验证的结果”,我们可以这样去理解:实验的教育价值往往与装置的复杂程度成反比。因此实验装置宜简不宜繁,过于复杂的装置可能分散学生的注意力,不易抓住生命现象及生命活动规律的本质。
5.明显性原则
改进的实验其实验现象要明显,易于观察。
二、实验改进的具体方向
对于高中生物必修1实验教学改进,笔者主要从从实验设计、实验试剂、实验材料、实验方案等方面入手,旨在使改进后的实验成本更低廉、操作更简便、现象更明显、效果更显著。
1.实验材料的选择
同其他学科相比,生物实验中所选取的材料很多都是有生命的,其有效性涉及到材料的新鲜程度、保存方法等,这就为选材增加了难度。要想找到一种取材方便、价格较低、效果明显的材料,需要教师多次摸索,实践。例如验证性实验“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”中:由于教材建议实验材料苹果和梨匀浆因其多酚氧化酶含量较高,组织液在空气中久置容易被氧化成褐色或者土黄色,掩盖反应产生的颜色,影响实验结果的观察,故将其改为质量分数为1%的葡萄糖溶液或是采用瓶装果汁(如冰糖雪梨)。
2.实验试剂的改良
按照教材中配置好的试剂浓度在实际中使用,实验效果并不一定是最好好的。在实验中对于试剂的配置和使用需结合实际情况,通过多次尝试,可以适当地调整实验试剂的用量、浓度、比例等,以便获得更好的实验效果。如实验“观察线粒体”,教材中配置健那绿溶液比例偏高,导致视野中的细胞为蓝色,很难找到线粒体的现象。改进方法:适当降低健那绿的浓度,配置健那绿时对健那绿溶液先进行过滤,并在染色后用清水去浮色。
3.实验装置的改进
“工欲善其事,必先利其器”。高中生物实验装置不复杂,但若是某些装置的设计不严谨,就不能得到预期的实验效果。要想提高实验的教学效果,对实验装置的特点以及操作的了解是非常必要的。实验装置的改进需要教师在以原有实验目的为标准,改进后的装置必须达到可操作性强、实验现象明显的要求。如实验“比较过氧化氢在不同条件下的分解”,原实验通过气泡产生快慢判断反应速率变化,不够直观。改进方法:联系化学实验经常用到的具支试管,套上小气球,更直观地对比气体产生的多少。
l4.实验方法的改进
对实验方法的改进的目的为了获得很好实验效果,改进实验方法应具备科学性,不能违背生物学原理。改进后的实验方法要达到操作性强,简单可行,学生容易理解的水平。如实验“细胞大小与物质运输的关系”,试验中酚酞的琼脂块制作起来较为复杂,且NaOH具有腐蚀性。改进方案:选用安全试剂替代NaOH、选取生活中常见的的东西代替琼脂块、根据所选材料选择能与材料发生显色反应的试剂。
归根结底,实验在生物教学中的重要性是毋庸置疑的,在实验教
学中多让学生参与实验,在参与中交流,在交流后思考,在思考中创新,这样才能真正发挥实验在培养学生探究能力、科学思维能力、合作探究能力,实验操作能力中的作用,提高学生生物科学素养。
(作者单位:榆林高新中学)