趙蘋
實驗是生物教學(xué)的靈魂,傳統(tǒng)的實驗教學(xué),學(xué)生只是在規(guī)定時間到特定的實驗室,按照實驗指導(dǎo)書上的步驟被動地模仿實驗,限制了學(xué)生個性的發(fā)展和創(chuàng)造性的發(fā)揮。實施開放實驗室既可充分發(fā)揮實驗室資源的優(yōu)勢,又能給予學(xué)生自主安排實驗時間、確定實驗內(nèi)容和方法的權(quán)利[1],學(xué)生在活動中能積極主動思考,改變學(xué)習(xí)方式,提高綜合素質(zhì)。
一、更新實驗理念 ? 樹立開放意識
建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀認(rèn)為,知識不是被動地接受,而是在學(xué)生認(rèn)知的基礎(chǔ)上與經(jīng)驗世界對話中建構(gòu)起來的。細(xì)觀當(dāng)前生物實驗教學(xué),不難發(fā)現(xiàn),教師中普遍存在“做實驗不如講實驗”“講實驗不如背實驗”的認(rèn)識,由于教學(xué)課時的緊缺導(dǎo)致學(xué)生實驗變成演示實驗、演示實驗變成不做實驗的現(xiàn)象時常發(fā)生。
確信實驗教學(xué)與理論學(xué)習(xí)應(yīng)同步并重、協(xié)調(diào)發(fā)展,才能樹立以學(xué)生為主體的實驗教學(xué)理念,改變傳統(tǒng)實驗教學(xué)的方法和手段,將實驗室對學(xué)生開放。實驗室的開放不僅是實驗室場所的開放,還要有教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、學(xué)習(xí)方法的開放,當(dāng)然更重要的是觀念意識上的開放。把實驗時間、實驗設(shè)備、實驗資料等,向?qū)W生有目的地開放,學(xué)生不拘泥于課堂實驗時空限制,利用課余時間走進(jìn)實驗室做自己喜愛的實驗、教師的演示實驗、課堂內(nèi)失敗的實驗、自主設(shè)計的探究實驗,甚至可將儀器借出校園進(jìn)行家庭實驗。實驗室課程資源與學(xué)科課程的有效整合,能啟發(fā)學(xué)生心智,提升其求知創(chuàng)新能力,讓其擁有更多的自我發(fā)揮空間。
二、精選實驗內(nèi)容 ? 強化實驗質(zhì)量
建構(gòu)主義的教學(xué)策略強調(diào)以學(xué)習(xí)者為中心,最大限度地促進(jìn)學(xué)習(xí)者與情境的交互作用,以主動地建構(gòu)知識。開放實驗室把學(xué)生推到實驗的主體位置上。教師可根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生發(fā)展規(guī)劃,優(yōu)化整合實驗范圍或課題,讓學(xué)生自己去選定實驗內(nèi)容、選擇儀器設(shè)備、制定實驗步驟、處理分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論報告。[2]只有這樣,實驗室才能行之有效地持久地開放下去。
(一)立足基礎(chǔ)性 ? 激發(fā)學(xué)生實驗興趣
實驗室開放的程度取決于學(xué)生實驗基本技能的高低。選擇簡單有趣的實驗,就能有更多學(xué)生加入開放實驗室的隊伍,而在實驗操作中培養(yǎng)的實驗技能,又能為更高層次的探究提供保障。課本實驗多為基礎(chǔ)的經(jīng)典性實驗,重視課本實驗的學(xué)習(xí)和操作,學(xué)生能明確每步規(guī)范操作的原因,理解實驗注意事項,熟悉常規(guī)設(shè)備的正確使用,培養(yǎng)自己敏銳的觀察能力,學(xué)會實驗數(shù)據(jù)的處理歸納,養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度。
整合優(yōu)化課本實驗內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生利用已有的實驗知識,開發(fā)實驗資源進(jìn)行趣味實驗、微型實驗、家庭實驗,激活學(xué)生的創(chuàng)新思維。如在做“觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原”的實驗時,撕取的紫色洋蔥外表皮常是厚薄不均、形狀殘缺、卷曲不平的,嚴(yán)重影響了實驗操作時間和觀察效果。要怎樣才能撕取出符合實驗要求的表皮細(xì)胞?教師適時設(shè)置懸念創(chuàng)設(shè)情境,激起學(xué)生的好奇心和求知欲。學(xué)生通過實驗發(fā)現(xiàn),三角形沒有四邊形卷曲,撕出圓形可能最好。如何獲取圓形表皮?最后探索出用打孔器在洋蔥外表皮上輕緩旋轉(zhuǎn)即能快速獲得不易卷曲的完整表皮。學(xué)生在享受成功感的同時,會產(chǎn)生澎湃的激情和實驗欲望。
(二)關(guān)注實效性 ? 利于化解學(xué)習(xí)疑難
開放實驗室要快速開展實驗,其實驗內(nèi)容應(yīng)有利于解決學(xué)生學(xué)習(xí)的疑難點。有些教學(xué)難點只憑教師的口頭講解學(xué)生很難理解,如果用實驗演示出來,學(xué)生就容易接受,如ATP的含量與轉(zhuǎn)化速率、細(xì)胞呼吸的釋放能量高低、靜息電位與動作電位、雌雄配子的隨機結(jié)合等知識抽象難懂,通過“螢火蟲的發(fā)光”“熱水瓶內(nèi)溫度的數(shù)學(xué)化測量”等實驗?zāi)芗由顚W(xué)生對知識的領(lǐng)悟。有些知識僅靠學(xué)生的直接經(jīng)驗也難理解,如基因工程中“單酶切”和“雙酶切”與環(huán)化的關(guān)系,學(xué)生動手制作卡片將平時不容易觀察到的現(xiàn)象呈現(xiàn)出來,對限制性核酸內(nèi)切酶的理解就會更深刻,掌握更牢固,應(yīng)用更自如。
教學(xué)中發(fā)現(xiàn)有些習(xí)題學(xué)生一錯再錯,如“U形管中間用半透膜隔開,兩側(cè)分別裝入等體積等質(zhì)量濃度葡萄糖溶液和蔗糖溶液后,液面變化情況”等。這類習(xí)題,學(xué)生總是不能領(lǐng)悟教師單純的講解,如果用實驗做出現(xiàn)象,學(xué)生觀察后再分析,從感性認(rèn)識提升到理性認(rèn)識,理解就很透徹。對于學(xué)生存在爭議的習(xí)題,教師可將不同觀點挖掘出來,進(jìn)行二次加工。如在探究“溫度影響酶活性”的實驗中,實驗材料能否用過氧化氫替代淀粉、能否用斐林試劑代替碘液進(jìn)行檢測?可讓學(xué)生自行設(shè)計實驗,再到實驗室通過探究找出最佳答案。在這個過程中,學(xué)生不僅知道了實驗怎樣做,還明白了為什么要這樣做,怎樣做才能更好,進(jìn)而深化對原理和規(guī)律的理解,養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。
(三)注重應(yīng)用性 ? 引導(dǎo)學(xué)生回歸生活
開展生活化的實驗?zāi)芡七M(jìn)實驗室開放的前行。實驗內(nèi)容聯(lián)系學(xué)生的生活和社會實際,既可以提高學(xué)生的實驗興趣,使學(xué)生感到身邊處處有生物,又讓學(xué)生在理解深奧知識的基礎(chǔ)上,清楚知道所學(xué)的知識能在生活中干什么,二者相得益彰。引導(dǎo)學(xué)生到生活中挖掘?qū)嶒炠Y源,將實際生活中的問題和社會熱點演變成實驗。選取與生物有關(guān)的社會問題如“SO2對植物的傷害”“生活污水對水生生物的影響”“葉類蔬菜農(nóng)藥殘留的檢測與危害的研究”等作為實驗內(nèi)容,拓寬學(xué)生的視野,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物的欲望;選取生活中的生物現(xiàn)象如“自來水中的細(xì)菌數(shù)量”“削皮蘋果變色原因的分析”“羽絨制品不能用普通加酶洗衣粉洗滌”等素材作為實驗內(nèi)容,緊扣學(xué)生的心弦,引導(dǎo)學(xué)生用實驗去服務(wù)生活;選取學(xué)生身邊的物品,如礦泉水瓶、注射器、砂糖等作為實驗材料,拉近實驗的距離,使學(xué)生產(chǎn)生親切感,進(jìn)一步拓展實驗場所。
用生活充實實驗,用實驗引領(lǐng)生活,運用課內(nèi)外所做實驗來研究和解釋生活中的現(xiàn)象。如家庭養(yǎng)金魚,大多數(shù)魚死亡時間為什么在早晨?學(xué)生通過實驗發(fā)現(xiàn),金魚藻夜里不能進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧氣,反而進(jìn)行呼吸作用消耗大量氧氣,導(dǎo)致早晨水中氧氣濃度較低,而晚上撈出金魚藻能降低金魚的死亡率。許多農(nóng)村學(xué)生發(fā)現(xiàn),有的長勢茂盛的果樹掛果很少。組織學(xué)生實地調(diào)查,發(fā)現(xiàn)果園土壤肥沃,分析產(chǎn)生此現(xiàn)象原因是沒有控制植物的營養(yǎng)生長和生殖生長,學(xué)生剪去部分枝條,控制了營養(yǎng)生長,促進(jìn)了開花結(jié)果,學(xué)以致用。以社會生活為背景,用實驗探究作載體,在解決問題的過程中,不僅能讓學(xué)生所學(xué)的知識在實驗中得到活化,還能充分發(fā)揮他們的獨創(chuàng)性,驗證自己的想法,享受實驗的樂趣,培養(yǎng)和發(fā)展了創(chuàng)新能力。endprint
(四)突出探究性 ? 促進(jìn)學(xué)生持續(xù)發(fā)展
開放實驗室以自主、探究、合作為主要學(xué)習(xí)特征。如要更好地培養(yǎng)學(xué)生的探索思維,促進(jìn)學(xué)生個性和智能的發(fā)展,就要將機械的驗證性實驗變?yōu)橹鲃拥奶骄啃詫嶒灐=處熡沈炞C性實驗中的主宰者、評論者轉(zhuǎn)變成探究性實驗中的咨詢者、服務(wù)者和提問者。討論辯證時,創(chuàng)造民主的氣氛,故意持不同意見,誘導(dǎo)和促進(jìn)學(xué)生去創(chuàng)造發(fā)現(xiàn)。實驗選題時既可給學(xué)生制定探究的方向,也可給學(xué)生留出自主選題的空間。充分體現(xiàn)學(xué)生的自主性,思路讓學(xué)生自主探究,方法讓學(xué)生自主尋找,規(guī)律讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn),問題讓學(xué)生自主解決。如能源危機是當(dāng)今社會的突出問題,學(xué)生想到能否利用植物光合作用的生物質(zhì)能?教師不是直接給出答案,而是由學(xué)生自己去查閱文獻(xiàn)資料,最后確定“馬鈴薯能否作為電池”的探究課題,自由組建的實驗小組設(shè)計出“用鋅片和銅片分別插入4個土豆中,串聯(lián)在一起,連接到卸下電池的電子鬧鐘或空調(diào)遙控器或音樂賀卡或電流計上,觀察數(shù)字顯示或音樂聲”的實驗方案,選取實驗用品器材,獨立進(jìn)行實驗操作,記錄實驗結(jié)果,撰寫實驗報告。真正讓學(xué)生在主動中發(fā)展,在合作中增知,在活動中學(xué)習(xí),在探究中創(chuàng)新。學(xué)生完成實驗后,對實驗中涉及的原理會有更深刻的認(rèn)識和理解。開放性的探究實驗步驟沒有固定模式,學(xué)生既動手又動腦,發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力得到提高,理論聯(lián)系實際的能力得到鍛煉。培養(yǎng)的實驗技巧、數(shù)據(jù)處理、誤差分析、故障排除等基本能力,為以后的探究性科學(xué)研究和學(xué)生的終身發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。
三、探索開放途徑 ? 提高實驗效果
(一)完善各項開放制度
與傳統(tǒng)實驗相比,開放實驗室后管理難度會增加很多,建立健全的規(guī)章制度是實驗室開放的前提。根據(jù)開放實驗室的具體情況應(yīng)制定《開放實驗室管理制度》《開放實驗室學(xué)生實驗守則》等相關(guān)制度,認(rèn)真及時做好開放實驗室檔案記錄工作,強化實驗室安全管理,努力提高實驗人員的實驗技術(shù)、服務(wù)意識和管理水平。
(二)確保時間與空間的開放
開放實驗室在時間上主要采取全面開放(上課時間)、定時開放(主要周末)和預(yù)約開放相結(jié)合。學(xué)生做實驗的時間長短沒有限制,不同學(xué)生做實驗的次數(shù)可以依據(jù)自己的實際情況確定?;顒拥目臻g不受課堂的限制,可到家庭、社會活動基地等進(jìn)行實驗。
(三)推動資源與內(nèi)容的開放
實驗室的開放應(yīng)由易到難,由少到多。充分發(fā)揮實驗室的資源效益,讓學(xué)生參觀標(biāo)本模型,熟悉儀器的使用,參與實驗的準(zhǔn)備。開放課內(nèi)實驗,讓學(xué)生選做教材涉及的演示實驗;補做失敗的學(xué)生實驗;增做教材中的實踐性實驗;換思路與方法重做分組實驗。開放課外實驗,讓學(xué)生自主確定課題解決自己的“奇思妙想”或具有個性特征的創(chuàng)新實驗。實驗內(nèi)容的多樣性,能滿足不同層次的學(xué)生需求,因材施做,促進(jìn)全體學(xué)生的發(fā)展。
(四)構(gòu)建開放的評價體系
“以評促做”是促進(jìn)學(xué)生主動實驗的有效策略,開放實驗室的評價也應(yīng)具有開放性。定期展示學(xué)生實驗的圖片、制作的模型、撰寫的報告等,積極推薦優(yōu)秀的實驗成果參加各類競賽,使學(xué)生能看到自己的成功,從而激勵他們更努力地進(jìn)行實驗探究。堅持評價指標(biāo)多元化,讓發(fā)展評價多于靜止評價,積極評價多于消極評價。采用教師評價、學(xué)生自評、學(xué)生互評等多種評價方式,在激勵性評價中提高學(xué)習(xí)的情感,在導(dǎo)向性評價中提升實驗的能力。
開放實驗室是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的有效途徑。形式多樣的實驗不僅改變學(xué)生由“被動式實驗”為“主動探索式學(xué)習(xí)”,而且培養(yǎng)了學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度,提高了學(xué)生的各種研究能力。
參考文獻(xiàn):
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