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【摘要】作者根据多年的教学实践,从培养学生观察能力、培养学生的实验操作能力、培养学生的分析实验结果能力、培养学生综合应用能力等方面入手,阐述了初中学生生物实验能力培养的方法。
【关键词】培养;实验;观察能力;操作能力;分析结果能力;综合应用能力
生物学是研究生命现象和生命活动规律的学科,而实验又是研究生物学问题的一种重要方法。严谨的科学实验是培养生物实验能力的最有效渠道,它对学生掌握基础知识、获取生物学技能、增强学习兴趣、培养学生独立思考能力和工作能力、培养严肃认真的工作态度具有重要意义。初中新教材及时地贯彻了“重视能力培养”的教改精神,课堂内容的安排大多数从实验人手,由此引出问题,引导学生探讨问题。因此,生物实验能力应是生物学教学中着重培养的能力。要培养学生的生物实验能力,我认为应从以下几个方面入手:
1观察能力的培养
观察和观察能力无论是对学生掌握生物学知识,还是对生物学的科学研究都是十分重要的。观察是获得感性认识的主要途径,是人们有目的地运用各种感官了解周围环境或某一事物的一种知觉过程。但凡实验都离不开观察,它贯穿于每个生物实验的始终,在初中生物实验教学中,单纯的观察实验就占一半,其他的实验也无不与观察密切相关。因此,培养学生的观察能力是培养实验能力的首要环节。教师要教会学生练就一双慧眼,教会他们学会观察,掌握观察方法,获得丰富的直观形象进而认识事物的本质属性,努力培养学生具有全面的、正确的、深人的了解事物本质特征的观察能力。
那么,如何培养学生的观察能力呢?
1.1要确定明确的观察目的,具体的观察任务。根据初中学生注意力往往被实验中的非本质现象或与实验无关的部分所分散的特点,教师要在组织学生观察前,一定要说明观察的目的,并要时时提醒学生,使学生的注意力始终放在所观察的事物上。如观察洋葱表皮细胞的实验,就应明确要求学生观察它的细胞壁、细胞质、细胞核和液泡,并指出因细胞膜紧贴在细胞壁的内壁上不易辨认,有些细胞核也许不太清楚,要调节好光圈,光线强弱控制要适当等等。观察的结果好坏,可由教师检查,检查可采取教师提问学生回答的方法,也可让学生绘制观察的标本图示。如此所为,就可以减少观察的盲目性,提高实验中的观察效率。
1.2要培养学生科学的观察方法和实事求是的观察态度。观察能力的提高,有赖于正确的观察程序和方法。一般来说,三种观察方法即先整体观察后局部观察、对比观察、反复观察比较科学适用。下面谈谈这几种观察方法的运用。
先整体观察后局部观察。例如:观察根毛和根尖的结构,先用肉眼观察认识根的形态,掌握直根系、须根系、主根和侧根的形态特征,进而用放大镜、显微镜观察根毛的位置,根尖的结构,认识和掌握根冠、生长点、伸长区及根毛区的细胞结构特点。再如和观察家鸽内部结构和生理构造时,首先让学生观察各内脏器官在体腔中的自然位置,再依次详细分类观察消化、呼吸、循环、生殖等各系统的组成,然后将每种器官都单独拿出来解剖观察其结构特点。在此必须强调的是进行局部观察时,应要求学生在观察过程中要抓住事物最本质的属性,捕捉它们之间的细微差异,从而发现事物各个侧面的特点。例如:在组织学生观察花的形态和解剖花的结构实验中,首先观察水稻花与桃花的形态,教师可以向学生提这样一个问题:“为什么桃花盛开的时候会招引许多蜜蜂前来传粉?为什么水稻花盛开的时候却很少见到蜜蜂及它昆虫前来传粉?”学生带着疑问去观察就容易使学生认识和掌握风媒花与虫媒花的形态特征上的区别。紧接着老师指导学生进行两种类型花的解剖,仔细观察桃花子房基部的突起结构——桃花的蜜腺,弄清花蜜产生的原因。而观察水稻花结构时却没有这种蜜腺结构,使学生弄清虫媒花与风媒花的结构差异。通过解剖观察使学生认识了两种不同类型的花在本质属性方面的区别。
对比观察是运用纵横比较进行观察,同中求异或异中求同。对比观察能使学生从平常的现象中发现不平常的东西,从相似的事物中找出差异以及从差异中找出共同点或因果关系。例如:在观察单子叶植物与双子叶植物形态、结构时,首先向学生强调两种植物显著区别,一是叶脉的结构:平行脉与网状脉;二是茎的结构:有无形成层;三是种子胚的结构:一片子叶与两片子叶。另一方面单子叶与双子叶植物在叶序上讲也有许多相似之处,这是因为它们都属于绿色植物,叶序相似之处是因为光合作用的缘故。例如:鳞翅目昆虫的分种要从头、胸、腹三个方面进行比较,分种主要观察胸部。常见的灰蝶科与凤蝶科容易混淆,通过对比观察,从同中找出异点,灰蝶科翅正面花纹少,颜色单一,腹面花纹较多,颜色较多,而凤蝶科翅正面和腹面花纹和颜色都多。这样通过对比观察,学生对各科、各种的生物特征就易掌握了。
重复观察是为了保证观察结果的可靠性。观察的次数多了,才能区分偶然发生的现象和一贯发生的现象,也就是巴甫洛夫所说的“观察、观察、再观察”,他深刻地揭示了观察的严肃性和科学性。例如:观察脊髓的反射实验,实验目的是验证脊髓具有反射的功能,属于低级反射中枢。该实验效果的好坏取决于脑的切除是否干净,因此,必须通过反复多次的观察。在实验中,首先让学生把去脑的蛙进行翻身反射试验,这样来确定脑是否除净。这种实验要反复进行观察才能收到良好的效果。在验证脊髓具有反射功能时,也应该重复的使用不同浓度硫酸来进行刺激,反复进行观察,最后使学生认识在适宜的条件刺激下,脊髓能完成低级的反射功能。在长期的实验教学中我深深体会到:只有指导学生反复的观察,才能认识事物的本质属性。
1.3要充分发挥教师的指导作用。初中生,特别是初一学生,年龄小、自制力弱、注意力持续时间不长,对观察事物的重要性认识不足,因此,学生观察能力的培养,教师的引导十分重要。在教学实践中,教师要结合教材内容,有意识、有目的地通过一些指导。如指导他们记住观察的步骤,准确做好观察记录,记录清楚实验的过程、条件、和现象等等。同时,注重在观察过程中提出各种有启发性的问题,引导他们开动脑筋,积极思考,勇于探索。 2实验操作能力的培养
实践是认识的基础,是创新的源泉,教师要在生物教学的过程中为学生创造自主探索,自主实践的机会,创建亲自动手的平台,这对发展学生的思维能力特别是培养学生的创新能力都有重要意义。在初中实验教学中,新课标要求教师通过熟练使用显微镜、解剖器、安装实验装置、自行设计各种实验步骤、采集制作植物、动物标本等方面来培养学生的操作能力;在此谈两个方面:①如何使用显微镜?如用显微镜观察细胞结构1、取镜安放在距桌边七厘米左右。②对光:目、物镜、通光孔一直线,强光用镜,弱光用凹面镜。③观察:标本对准确光孔中心,标本与物镜相距一厘米。粗调观察到杂色,即将到位,再细调直到清晰,如果找不到则动一下标本,再重试。第二、如何使用解剖器具?用解剖剪解剖动物时解剖剪应钝头朝下,剪尖端要稍稍向上挑起。不要向下扎,免得破坏内部器官。
值得提醒的是操作能力的培养主要强调是学生动手进行独立实验。实验前,学生在老师的指导下,认真熟悉实验目的、方法、步骤、实验所需的药品、材料。教师提出实验要求,讲清要点,然后再让学生独立操作。教师在操作过程中巡回指导,若发现带共性的问题,要让全班停下来,统一纠正后再继续实验,最后总结实验,指导学生完成实验报告,这样就进一步培养了学生操作实验的能力。通过多次的组织训练后,学生就能比较熟练地使用显微镜;能用解剖器解剖小动物;学会植物标本和昆虫标本的采集、制作,初步具备了实验操作能力。
3分析实验结果能力的培养
在生物学的实验中,常常会遇到一些必须通过分析才能解释其原因的现象,这就需要教师注重培养学生分析实验结果的能力。因此,教师要注重学生实验完成后对实验结果的分析。对实验现象明显,效果好的装片,让全班学生对比看,对实验效果差的同学,不急于指出毛病出在哪,而帮助他们分析没能达到预期效果的各种可能情况,让他们自己找出失败的原因,从而提高学生分析问题的能力,例如:洋葱根尖有丝分裂装片在显微镜下观察,看到有的细胞重叠在一起,看不清每个细胞的形态,让学生分析可能是哪一步骤出现错误,通过分析,学生得出原因可能有两方面,一是解离时间短,二是制片过程压片没压好。在同一实验中细胞有时会出现颜色过浅,学生会分析出可能是漂洗和染色时间短所致,通过对实验结果的分析也培养了学生严谨的学习态度。在今后的实验中,学生都能认真对待每一步骤,主动提出问题,如某一步骤为什么要这样操作,如不这样操作会产生怎样的结果,对实验的某一步骤可以进行怎样的改革。其结果增强了学生实验的兴趣,也培养了解决实验问题的能力。例如在叶绿体色素的提取和分离实验中,划滤液细线是难题,用书本说的毛细吸管划,往往一次很难成功,但学生有的用废油笔去划,有的用盖玻片边缘去划,得到的效果更好。在植物细胞壁分离和原实验中,用1摩尔KNO3溶液代替30%蔗糖溶液,质量分离速度较快,而且便于实验后的清洗,还有的同学在实验中加入红墨水,通过染色,效果更好。所以我鼓励学生敢于对实验进行改革,使学生获得了成功的喜悦,增强了兴趣,同时也提高了能力。
4综合应用能力的培养
教师要通过课堂举例、开展课外活动等方式提醒学生注意观察日常生活、生产实践中的一些现象,现实生活的热点问题,学会应用所学知识分析解决现实问题的思路和方法,培养学生应用教材相关知识、原理去解决实际问题的能力。如把人类基因组计划和遗传变异相结合,把水果和蔬菜的科学储藏及保鲜与植物的呼吸作用相结合,把赤潮与生态系统相结合,把环保和生态平衡相结合等。使学生所学的理论和实践结合起来,把知识应用于实践.并转化为能力,为人类多作贡献。
总之,在初中生物教学实践中,教师应重视实验教学,努力创造各种条件加强对学生的生物实验能力的培养,使他们对生物学产生浓厚兴趣,掌握学习生物学的方法和能力,以便在现代生物科学技术飞速发展的形势下,为他们的一生不断获取新的知识和将知识运用于实践创造条件。参考文献
[1]马尚武.如何进行生物绘图[J]. 新世纪中国教育教学发展论坛 2007.7
[2]隋秀英.怎样上好生物实验课[J]. 新世纪中国教育教学发展论坛 2007.7
[3]陈振友.用多媒体课件推动生物课研究性学习[J].广西教育.2008 .10
【关键词】培养;实验;观察能力;操作能力;分析结果能力;综合应用能力
生物学是研究生命现象和生命活动规律的学科,而实验又是研究生物学问题的一种重要方法。严谨的科学实验是培养生物实验能力的最有效渠道,它对学生掌握基础知识、获取生物学技能、增强学习兴趣、培养学生独立思考能力和工作能力、培养严肃认真的工作态度具有重要意义。初中新教材及时地贯彻了“重视能力培养”的教改精神,课堂内容的安排大多数从实验人手,由此引出问题,引导学生探讨问题。因此,生物实验能力应是生物学教学中着重培养的能力。要培养学生的生物实验能力,我认为应从以下几个方面入手:
1观察能力的培养
观察和观察能力无论是对学生掌握生物学知识,还是对生物学的科学研究都是十分重要的。观察是获得感性认识的主要途径,是人们有目的地运用各种感官了解周围环境或某一事物的一种知觉过程。但凡实验都离不开观察,它贯穿于每个生物实验的始终,在初中生物实验教学中,单纯的观察实验就占一半,其他的实验也无不与观察密切相关。因此,培养学生的观察能力是培养实验能力的首要环节。教师要教会学生练就一双慧眼,教会他们学会观察,掌握观察方法,获得丰富的直观形象进而认识事物的本质属性,努力培养学生具有全面的、正确的、深人的了解事物本质特征的观察能力。
那么,如何培养学生的观察能力呢?
1.1要确定明确的观察目的,具体的观察任务。根据初中学生注意力往往被实验中的非本质现象或与实验无关的部分所分散的特点,教师要在组织学生观察前,一定要说明观察的目的,并要时时提醒学生,使学生的注意力始终放在所观察的事物上。如观察洋葱表皮细胞的实验,就应明确要求学生观察它的细胞壁、细胞质、细胞核和液泡,并指出因细胞膜紧贴在细胞壁的内壁上不易辨认,有些细胞核也许不太清楚,要调节好光圈,光线强弱控制要适当等等。观察的结果好坏,可由教师检查,检查可采取教师提问学生回答的方法,也可让学生绘制观察的标本图示。如此所为,就可以减少观察的盲目性,提高实验中的观察效率。
1.2要培养学生科学的观察方法和实事求是的观察态度。观察能力的提高,有赖于正确的观察程序和方法。一般来说,三种观察方法即先整体观察后局部观察、对比观察、反复观察比较科学适用。下面谈谈这几种观察方法的运用。
先整体观察后局部观察。例如:观察根毛和根尖的结构,先用肉眼观察认识根的形态,掌握直根系、须根系、主根和侧根的形态特征,进而用放大镜、显微镜观察根毛的位置,根尖的结构,认识和掌握根冠、生长点、伸长区及根毛区的细胞结构特点。再如和观察家鸽内部结构和生理构造时,首先让学生观察各内脏器官在体腔中的自然位置,再依次详细分类观察消化、呼吸、循环、生殖等各系统的组成,然后将每种器官都单独拿出来解剖观察其结构特点。在此必须强调的是进行局部观察时,应要求学生在观察过程中要抓住事物最本质的属性,捕捉它们之间的细微差异,从而发现事物各个侧面的特点。例如:在组织学生观察花的形态和解剖花的结构实验中,首先观察水稻花与桃花的形态,教师可以向学生提这样一个问题:“为什么桃花盛开的时候会招引许多蜜蜂前来传粉?为什么水稻花盛开的时候却很少见到蜜蜂及它昆虫前来传粉?”学生带着疑问去观察就容易使学生认识和掌握风媒花与虫媒花的形态特征上的区别。紧接着老师指导学生进行两种类型花的解剖,仔细观察桃花子房基部的突起结构——桃花的蜜腺,弄清花蜜产生的原因。而观察水稻花结构时却没有这种蜜腺结构,使学生弄清虫媒花与风媒花的结构差异。通过解剖观察使学生认识了两种不同类型的花在本质属性方面的区别。
对比观察是运用纵横比较进行观察,同中求异或异中求同。对比观察能使学生从平常的现象中发现不平常的东西,从相似的事物中找出差异以及从差异中找出共同点或因果关系。例如:在观察单子叶植物与双子叶植物形态、结构时,首先向学生强调两种植物显著区别,一是叶脉的结构:平行脉与网状脉;二是茎的结构:有无形成层;三是种子胚的结构:一片子叶与两片子叶。另一方面单子叶与双子叶植物在叶序上讲也有许多相似之处,这是因为它们都属于绿色植物,叶序相似之处是因为光合作用的缘故。例如:鳞翅目昆虫的分种要从头、胸、腹三个方面进行比较,分种主要观察胸部。常见的灰蝶科与凤蝶科容易混淆,通过对比观察,从同中找出异点,灰蝶科翅正面花纹少,颜色单一,腹面花纹较多,颜色较多,而凤蝶科翅正面和腹面花纹和颜色都多。这样通过对比观察,学生对各科、各种的生物特征就易掌握了。
重复观察是为了保证观察结果的可靠性。观察的次数多了,才能区分偶然发生的现象和一贯发生的现象,也就是巴甫洛夫所说的“观察、观察、再观察”,他深刻地揭示了观察的严肃性和科学性。例如:观察脊髓的反射实验,实验目的是验证脊髓具有反射的功能,属于低级反射中枢。该实验效果的好坏取决于脑的切除是否干净,因此,必须通过反复多次的观察。在实验中,首先让学生把去脑的蛙进行翻身反射试验,这样来确定脑是否除净。这种实验要反复进行观察才能收到良好的效果。在验证脊髓具有反射功能时,也应该重复的使用不同浓度硫酸来进行刺激,反复进行观察,最后使学生认识在适宜的条件刺激下,脊髓能完成低级的反射功能。在长期的实验教学中我深深体会到:只有指导学生反复的观察,才能认识事物的本质属性。
1.3要充分发挥教师的指导作用。初中生,特别是初一学生,年龄小、自制力弱、注意力持续时间不长,对观察事物的重要性认识不足,因此,学生观察能力的培养,教师的引导十分重要。在教学实践中,教师要结合教材内容,有意识、有目的地通过一些指导。如指导他们记住观察的步骤,准确做好观察记录,记录清楚实验的过程、条件、和现象等等。同时,注重在观察过程中提出各种有启发性的问题,引导他们开动脑筋,积极思考,勇于探索。 2实验操作能力的培养
实践是认识的基础,是创新的源泉,教师要在生物教学的过程中为学生创造自主探索,自主实践的机会,创建亲自动手的平台,这对发展学生的思维能力特别是培养学生的创新能力都有重要意义。在初中实验教学中,新课标要求教师通过熟练使用显微镜、解剖器、安装实验装置、自行设计各种实验步骤、采集制作植物、动物标本等方面来培养学生的操作能力;在此谈两个方面:①如何使用显微镜?如用显微镜观察细胞结构1、取镜安放在距桌边七厘米左右。②对光:目、物镜、通光孔一直线,强光用镜,弱光用凹面镜。③观察:标本对准确光孔中心,标本与物镜相距一厘米。粗调观察到杂色,即将到位,再细调直到清晰,如果找不到则动一下标本,再重试。第二、如何使用解剖器具?用解剖剪解剖动物时解剖剪应钝头朝下,剪尖端要稍稍向上挑起。不要向下扎,免得破坏内部器官。
值得提醒的是操作能力的培养主要强调是学生动手进行独立实验。实验前,学生在老师的指导下,认真熟悉实验目的、方法、步骤、实验所需的药品、材料。教师提出实验要求,讲清要点,然后再让学生独立操作。教师在操作过程中巡回指导,若发现带共性的问题,要让全班停下来,统一纠正后再继续实验,最后总结实验,指导学生完成实验报告,这样就进一步培养了学生操作实验的能力。通过多次的组织训练后,学生就能比较熟练地使用显微镜;能用解剖器解剖小动物;学会植物标本和昆虫标本的采集、制作,初步具备了实验操作能力。
3分析实验结果能力的培养
在生物学的实验中,常常会遇到一些必须通过分析才能解释其原因的现象,这就需要教师注重培养学生分析实验结果的能力。因此,教师要注重学生实验完成后对实验结果的分析。对实验现象明显,效果好的装片,让全班学生对比看,对实验效果差的同学,不急于指出毛病出在哪,而帮助他们分析没能达到预期效果的各种可能情况,让他们自己找出失败的原因,从而提高学生分析问题的能力,例如:洋葱根尖有丝分裂装片在显微镜下观察,看到有的细胞重叠在一起,看不清每个细胞的形态,让学生分析可能是哪一步骤出现错误,通过分析,学生得出原因可能有两方面,一是解离时间短,二是制片过程压片没压好。在同一实验中细胞有时会出现颜色过浅,学生会分析出可能是漂洗和染色时间短所致,通过对实验结果的分析也培养了学生严谨的学习态度。在今后的实验中,学生都能认真对待每一步骤,主动提出问题,如某一步骤为什么要这样操作,如不这样操作会产生怎样的结果,对实验的某一步骤可以进行怎样的改革。其结果增强了学生实验的兴趣,也培养了解决实验问题的能力。例如在叶绿体色素的提取和分离实验中,划滤液细线是难题,用书本说的毛细吸管划,往往一次很难成功,但学生有的用废油笔去划,有的用盖玻片边缘去划,得到的效果更好。在植物细胞壁分离和原实验中,用1摩尔KNO3溶液代替30%蔗糖溶液,质量分离速度较快,而且便于实验后的清洗,还有的同学在实验中加入红墨水,通过染色,效果更好。所以我鼓励学生敢于对实验进行改革,使学生获得了成功的喜悦,增强了兴趣,同时也提高了能力。
4综合应用能力的培养
教师要通过课堂举例、开展课外活动等方式提醒学生注意观察日常生活、生产实践中的一些现象,现实生活的热点问题,学会应用所学知识分析解决现实问题的思路和方法,培养学生应用教材相关知识、原理去解决实际问题的能力。如把人类基因组计划和遗传变异相结合,把水果和蔬菜的科学储藏及保鲜与植物的呼吸作用相结合,把赤潮与生态系统相结合,把环保和生态平衡相结合等。使学生所学的理论和实践结合起来,把知识应用于实践.并转化为能力,为人类多作贡献。
总之,在初中生物教学实践中,教师应重视实验教学,努力创造各种条件加强对学生的生物实验能力的培养,使他们对生物学产生浓厚兴趣,掌握学习生物学的方法和能力,以便在现代生物科学技术飞速发展的形势下,为他们的一生不断获取新的知识和将知识运用于实践创造条件。参考文献
[1]马尚武.如何进行生物绘图[J]. 新世纪中国教育教学发展论坛 2007.7
[2]隋秀英.怎样上好生物实验课[J]. 新世纪中国教育教学发展论坛 2007.7
[3]陈振友.用多媒体课件推动生物课研究性学习[J].广西教育.2008 .10