[提高生物实验教学质量的有效方略]提高生物教学质量措施

　　笔者在教学实践中发现,要让学生达到课程标准中对实验能力的较高要求,仅靠“开足实验和让学生掌握书本知识”是远远不够的,为了较好地适应生物新课程标准的实验教学要求,必须在开足实验的基础之上,在以下方面多做研究。
　　
　　1　不失时机地创造条件,克服学生思维定势对实验知识掌握的负面影响
　　
　　在教学中,当学生对某项原理或概念深刻领会之后,往往会形成一定的思维定势,不可避免的会出现原有知识经验影响新知识的学习,甚至于成为束缚创造性思维的枷锁。例如,在探究“酶具有催化特性”的实践活动中,当学生理解了该项实验原理是“新鲜酵母菌产生过氧化氢酶催化过氧化氢产生氧气”之后,尽管笔者反复要求学生注意观察和客观记录实验现象,并且该项实验现象(气泡)十分明显。但是,当要求学生描述其实验现象时,竟然有许多学生将“气泡”说成氧气,即把实验现象(气泡)错答成实验原理(化学反应生成氧气)。这显然是实验原理知识思维定势对实验现象观察造成的干扰。为了克服这种定势,笔者临时新增学生演示实验:让一位学生走上讲台,进行同样实验、产生同样实验现象,但其实验材料只有演示者知道。当演示者问全班学生“实验产生了什么现象?”时,此刻得到了异口同声的回答“有许多气泡产生”。在此基础上,演示者才向学生宣布“相同实验的秘密”。同时又趁势组织学生分析先前错误形成的原因,学生经过反思一致认识到产生错误的根本原因是“将实验现象与实验原理两者混淆”。
　　由此可见要提高学生实验综合素养,不仅要真正让学生亲自参与实验过程,亲眼目睹实验现象,拥有观察、思考、分析、讨论、发现知识的机会,还要充分发挥好教师是学生学习“促进者和引导者”的作用,有针对性地、不失时机地创设合适的解决问题情境,促使学生将易混淆的问题进行单独思考,通过对比引起思维冲突,有效克服学生思维定势对实验知识掌握的负面影响。
　　
　　2　变现成实验程序为“学生自主设计实验程序”,让学生扮演探究者的角色
　　
　　新课程标准的重要主题是“科学探究实验”,教学中怎样将科学探究能力的培养落到实处?首先教师需要始终以研究的心态、富有创造性地把握好每一个有价值的“探究机遇”或创设条件将适合的教材内容转化为“探究情境”。例如,在组织学生做“酶具有特异性”实验中,笔者尝试了如下对比研究:选择两个学力相当的平行班级,其中一个为对照班,要求学生按教材“酶特异性实验的设计程序表”(表略)进行实验;另一个为实验班,只为学生提供相关的实验材料、器具、并且将教材现成实验程序转化为实验设计填充表。
　　教师要求学生完成下列任务:①自主参与设计“酶特异性实验方案”,即利用“实验设计填充表”构思实验方案(在表中空格填写所需加入试剂用量);②采用投影展示交流法,集中评选最佳实验设计方案(表2)用于该项实验;③学生按照亲自参与设计实验方案“取试管、加试剂”实施实验、预测实验结果、记录和分析实验现象、得出实验结论;④辨析对照组与实验组,自变量、无关变量、因变量,分析实验结果等。
　　在该项实践活动中,发现实验班学生对这种教学形式颇感兴趣,学习热情和解决问题能力明显好于对照班,这种效果也体现在阶段性知识检测中。笔者将上述学生自主创设的“最佳实验设计方案表”,变换材料名称,编人检测试题,如:将蔗糖溶液用过氧化氢溶液替换,要求学生找出表中对照实验组、归纳实验相关的结论,使该试题具有一定的思考性和研究性。测试结果:对照班级完全正确率只有36%,而实验班级完全正确率达到了79%。实践证明将教材中现成实验设计程序转化为学生自主设计实验程序,有助于促成学生进入探究者角色,是达到“促进学生学习方式发生根本的转变、使学生主动地获取生物科学知识、体验科学过程与科学方法,形成一定的科学探究能力和科学态度、养成创新精神”的有效措施。
　　
　　3　及时将意外生成资源纳入实验,让实验课富于弹性化、开放化,促进教学相长
　　
　　随着新课程理念在教学中的不断渗透,中学生物实验教学已经不仅仅是为了完成某项教学任务而进行的过程,而是更多的体现师生共同发展的动态生成过程。
　　例如,在用“酵母菌液和蒸馏水”为实验材料探究“酶具有催化性”的实践活动中,就有学生从塑料袋拿出一块新鲜的猪肝,对教材中的实验材料提出如下质疑:为什么有的教材不是用酵母菌液,而是用猪肝研磨液与蒸馏水作为实验自变量?能否增加“酵母菌与猪肝的催化活性对比实验?这种突如其来的问题,偏离了笔者预设的教学计划。
　　教师可充分利用这一生成性的教学资源,对实验进行调整。首先让学生思考怎样增大猪肝与过氧化氢的接触面积。在学生通过讨论一致认为需要“研磨使猪肝细胞分散”的基础上,组织学生利用现有新材料,设计“探究酶具有催化性”和“哪种材料催化过氧化氢分解效果更显著”的实验方案。学生此刻参与实践活动的热情高涨,在学生积极的讨论中,产生了下列3种相关实验方案:
　　①用酵母菌液和蒸馏水为实验材料探究酶具有催化性;
　　②用猪肝研磨液和蒸馏水为实验材料探究酶具有催化性;
　　③探究酵母菌液和猪肝研磨液哪种材料催化过氧化氢效果更显著。
　　通过实验对比观察,学生亲眼目睹到酵母菌液的催化效果更显著。同时,笔者又组织学生分析酵母菌液的催化效果更显著的原因,从而使本次实验课在开放性的过程中促进了师生教学相长。
　　
　　4　注重学生主动挖掘教材隐含实验的研究价值,以较强的责任感将探究实验引向深入
　　
　　在“认识酶”的实践活动中,学生提出:能否将探究酶具有催化性、特异性、影响酶促反应速率的因素的几个实践活动综合为一个探究性实验?这种现象的产生是由于学生的实验兴趣已被激发,他们已经具有主动挖掘教材隐含实验的愿望和能力。教师若能注重学生主动挖掘教材隐含实验的研究价值,必将有助于保护学生探究实验的内驱力,不断提高学生科学实验综合素养,将新课程所倡导的学生“自主、合作与探究”的学习方式落到实处,促进探究实验引向深入,还探究实验教学的真实性。
　　
　　5　采用联系实际的方式,使实验知识得到迁移应用,培养学生学以致用的意识
　　
　　在学生完成实验的基础上,笔者采用具有多层次思维跨度的知识点融进问题之中,使学生对实验知识及时巩固,并充分发挥学生的创造性思维,对实验知识进行迁移应用,以培养学生学以致用的意识。
　　例如,当学生完成“认识酶”的探究实验活动的基础上,笔者与学生共同探讨下列问题:
　　师:加工橘子等水果罐头,采用酸碱处理脱去中果皮(橘络),会产生严重污染。采用什么方法可实现既去除果皮(橘络),又能减少污染?
　　生:酶解法,这是利用酶的专一性。
　　师:同学们的意见很好,但用哪种酶?
　　生:果皮(橘络)主要成分都是纤维素,将其分解需要纤维素酶。
　　师:下列生长在特定环境中的4类微生物,哪些可大量产生所需纤维素酶?为什么?(提示:联系结构与功能相适应的观点)生长在麦麸上的黑曲霉;生长在酸奶中的乳酸菌;生长在棉籽壳上的平菇;生长在木屑上的木霉。
　　生:橘络与麦麸、棉籽壳、木屑主要成分都是纤维素,将其分解需要纤维素酶。分别生长在麦麸、棉籽壳、木屑上的黑曲霉。平菇、木霉只有能产生纤维素酶才可以利用。而生活在酸奶中的乳酸菌,由于酸奶的主要成分是蛋白质,因而乳酸菌不能产生纤维索酶。
　　师:上述问题涉及到了哪些学习目标?
　　生讨论得出:知识目标是“酶在代谢中的特性(酶的专一性);能力目标是文字信息分析能力、因果推断能力。
　　上述实验教学的核心理念是面向全体学生,解决学生需要解决的教学问题,根据教学内容特点灵活应用多元教法,以知识应用方式帮助学生提高解决实际问题的能力,结合学生知识与心理发展需要巧妙地将课堂上意外生成资源纳入教学新内容等。实践证明,这些方法对于提高学生实验的严谨、求实的科学态度,增强学生学以致用的意识,使课堂教学富于开放性,激发学生的学习兴趣和增强学习信心,有效提高实验教学质量”等方面都具有可行性和高效性。