发挥生物实验室作用 落实生物新课程理念

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　　生物学科是自然科学中的一门基础学科,同时也是一门实验性学科,许多概念和原理的得出来源于严谨的科学实验,开展好实验教学,是学好生物的前提条件,所以说生物实验室是实施生物学教育的重要阵地。《普通高中生物课程标准中》明确提出新课程的基本理念是提高生物科学素养、面向全体学生、倡导探究性学习、注重与现实生活的联系。而生物实验室在落实新课程理念方面具有举足轻重的地位。以下是笔者在实施新课程过程中对生物实验室作用的几点粗浅认识,仅供探讨。
　　
　　一、做好基础实验,提高学生的生物科学素养
　　生物科学素养是指公民参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学知识、探究能力以及相关的情感态度与价值观。它反映了一个人对生物科学领域中核心的基础内容的掌握和应用水平,以及在已有基础上不断提高自身科学素养的能力。而生物学的核心基础内容往往都需要通过实验加深学生对知识的理解。如《细胞的分子组成》这部分内容,安排了检测组织中的还原糖、脂肪和蛋白质,观察DNA和RNA在细胞中的分布等实验,加深学生对生命的物质性的理解;在《细胞的结构》这部分内容中,安排了观察线粒体和叶绿体,通过模拟实验探究膜的透性,观察植物细胞的质壁分离和复原等实验,加深学生对细胞膜特性的理解;在《细胞的代谢》这部分内容中安排了探究影响酶活性的因素,叶绿体中色素的提取与分离,探究酵母菌的呼吸方式,加深学生对细胞代谢复杂性的理解;在《细胞的增殖》中安排了模拟探究细胞表面积与体积的关系,用显微镜观察多种多样的细胞,观察细胞的有丝分裂等实验,加深学生对细胞是生物体结构的基本单位以及细胞增殖意义的理解;在《生态系统》一节中安排了设计并制作生态瓶等实验,加深学生对生态系统各成分之间关系的理解。可以说,以上实验都属于基础实验,这些实验对于学生掌握生物学知识具有至关重要的作用。
　　既然如此,我们在教学过程中就一定不能偷懒、不能用讲实验代替做实验。要将这些实验开足开好。所谓开好即在实验教学中,既要重视材料的选择、试剂仪器的准备,又要重视学生实验过程的科学和实验结果的严谨。例如,在准备观察植物细胞的质壁分离和复原实验中,在市场上没有买到紫色洋葱,我们选用了紫色鸭趾草做实验材料,通过预实验找到了诱发其细胞发生质壁分离的适宜浓度,取得了很好的实验效果。在做观察细胞的有丝分裂实验时,我们几次预实验结果都不理想,不是细胞没有分散开,就是视野中找不到分裂期细胞,要不就是染色太深,针对这些问题,我们适当调整洋葱根的培养温度、培养时间以及取材时间,适当调整了解离液和染色液的浓度,实验结果明显。当然,做好基础实验说起来简单,却需要实验教师和任课教师做大量工作,才能保证实验顺利开展。
　　
　　二、做好实验评价和实验拓展,保证每个学生的个性都得到发展
　　在实验过程中,教师会注意到每次实验总会有个别学生心不在焉,装模作样,最后抄袭别人的实验结果。如何解决这一问题呢?我想关键是让学生实验有章可循,有事可做。所以每次实验我们都精心设计实验检核表,把检核项目一一列出,在学生操作过程中,教师对学生的操作情况抽样做出评价,这样既让学生明确了操作要点,又能规范学生的实验过程,检查学生的实验效果,使每个学生都能专注于实验过程,培养实验能力。为了满足学生的个性化需求,我们在第八节课开放生物实验室,解决学生课上重新生成但没时间完成的问题。例如在做完检测组织中还原糖、脂肪和蛋白质的实验后,学生很想知道除实验材料以外的其他组织中是否也含有这些物质,想知道不同奶粉中蛋白质含量的高低;在学习了做临时装片和观察多种多样的细胞后,学生想进一步了解其他生物组织的细胞形态和结构。我们的做法无疑大大促进了学生的个性化发展,为学生将来进一步学习生物知识奠定了坚实的基础。
　　
　　三、创造实验条件,培养学生的实验探究能力
　　生物科学作为由众多生物学事实和理论组成的知识体系,是在人们不断探究的过程中逐步发展起来的。探究也是学生认识生命世界、学习生物课程的有效方法之一。生物新课程一大突出特点是几乎每一个章节都渗透着探究思想,探究的类型也多种多样。有些可以由教师提供文字材料,学生针对材料内容展开探究,如对细胞膜结构的探究就属于此种类型;有些是通过探究再现科学家的研究过程,体会科学家的研究思路和解决问题的巧妙方法,如生长素的发现;而更多的是在实验室完成的实验探究,我们这里阐述的也正是这种探究类型。在生物新教材中,有许多探究性实验,有些探究内容比较简单,如检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质等。此类实验教师只需准备好实验材料,给学生讲清楚实验原理和实验方法,学生就可以自主探究,当然,教师可以给学生多提供一些材料,学生也可自备材料,通过实验最终弄清楚哪些材料更适合实验,哪些材料各种成分的含量较高。学生在探究过程中,既培养了能力,又体验到了满足感和成功的喜悦。还有一种实验本身属于验证性实验,但教师可以将证明科学知识的活动转变为探究和分析科学问题的活动,如观察洋葱表皮细胞的质壁分离和质壁分离复原可以改为“探究植物细胞的吸水和失水”,这就变验证性实验为部分探究性实验,增加了实验难度,培养了学生能力。还有一种实验属于完全探究的类型,这类实验对学生的能力要求较高,挑战性较强,如探究洋葱表皮细胞细胞液的浓度范围,探究2,4―D促进插条生根的最适浓度等。这些实验占用时间较长,在教学中不宜过多,每个学段可以选择一个内容展开探究,具体的探究方案可以留作作业由学生在课下完成,实验室只需为学生的探究准备好相关的实验材料、试剂以及仪器,实验过程可以在课上进行,也可以让学生利用课余时间完成,教师可在一旁做必要的辅导。关键是让学生体验科学研究的过程,掌握科学研究的一般方法,即提出问题和作出假设,制定实验方案,实施实验计划,阐述和交流实验结果与得出实验结论。在这一过程中,学生自始至终以科学家的身份实验,既培养了动手动脑能力,搜集和处理科学信息的能力,又培养了分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力,自然也能体会到科学探究的严谨和艰辛。
　　
　　四、利用好现有设备和学生资源,加强与现实生活的联系
　　我校虽然是一所示范性高中,但实验室依然存在着设备老化,仪器短缺等问题。如何在现有的条件下开好实验,一直是我们几位生物教师研究的课题。我们的做法一是物尽其用,最大限度地利用好现有资源;二是因陋就简,充分利用好学生资源。
　　所谓物尽其用就是最大限度地利用好实验室现有资源。比如在学习完乳酸发酵后,我们想让学生体验一把自己制作酸奶,当时正值严冬,乳酸菌在室温下很难自然发酵,学校实验室又没有恒温培养箱,我们就用恒温水浴锅来代替培养箱,将实验材料装入学生自带的饮料瓶后密封好,放入事先调好温度的水浴锅中,经过一夜的发酵,就制出了美味可口的酸奶。
　　再比如探究PH对过氧化氢酶的影响实验装置,经过改进后也可以用于果酒的制作,只不过装置较小,果酒的制备量很少。
　　所谓因陋就简即教师可自制一些简单教具或发动学生带一些实验仪器的替代物品完成实验。例如果酒的制作这一实验,按照教材要求,实验室应准备大的广口瓶和一部分U型管,而这些仪器我们的实验室都不具备,怎么办呢?我们的做法是改用家庭自制果酒的简易装置,发动学生从家中带来塑料的饮料瓶,洗净晾干后作为发酵装置,课上实验部分完成后,由学生将装有果汁的瓶子带回家,定期拧松瓶盖放气,发酵结束后学生将自己酿制的果酒带回实验室,师生共同分析实验失败的原因或成功的关键,共同分享成功的喜悦。再比如选修一中有关微生物的实验,按照实验室的现有条件几乎都不能完成,我们就用家庭熬制的肉皮冻去掉肉皮作为培养基,用细铁丝自制接种环进行实验,这样做既满足了学生实验的需求,又让学生认识到家中剩饭剩菜变质的原因,体会到生物学知识与实际生活的紧密联系,可谓一举多得。
　　总之,生物实验室在落实生物新课程理念方面有着不可替代的作用,教师只有多动脑筋、多费力气,才能发挥生物实验室的最大作用,将新课程理念落到实处。
　　

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