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(1)自變量對因變量的具體影響。
(2)觀察或檢測因變量的依據。實驗原理一般表述為:某種因素(自變量或操作過程)會(可能)產生某種結果(因變量或操作結果),通過某種方式(或觀察指標),可以觀察到(達到實驗目的)。
例1驗證不同波長對黑藻光合作用強度的影響。
解析:該實驗的目的是題干中的最后一句話。根據實驗目的,得知該實驗屬于驗證性實驗,實驗結果和結論是唯一的。分析實驗裝置可知:該實驗的自變量是光的波長;因變量是黑藻的光合作用強度,可用單位時間內O2的產生量來檢測;因題目中提供的實驗材料有pH試紙,因變量的光合作用強度也可以用溶液中酸堿度的變化來體現;無關變量有光照強度、NaHCO3溶液濃度、溫度、燈泡與裝置的距離等,要保證這些條件相同且適宜。根據光合作用的影響因素確定其實驗原理為:不同波長的光通過影響光反應影響黑藻的光合作用強度,如紅光和藍紫光有利于提高光合作用強度,而綠光不利于提高光合作用強度;通過比較單位時間內氣泡(O2)產生量或溶液pH的變化,可以確定光質對黑藻光合作用強度的影響。
二、巧妙解題
1.選材
選材是操作實驗方法和實施實驗步驟的保證。實驗材料的選擇要分析“有什么用”“、怎么用”,如顏色反應的實驗材料要求待測物質含量高,無色或接近無色。
2.書寫實驗設計步驟
(1)分組編號。選材并組裝實驗設備,將長勢相同的植物或年齡、大小、體質相同的實驗動物分為若干組,并作好編號。
(2)設置對照。根據實驗變量設置對照,施加自變量為實驗組,不施加自變量設為對照組;除自變量不同外,要控制好無關變量的條件。
(3)條件處理。將實驗設置對照后的培養或反應放在相同且適宜的條件下培養或反應。
(4)觀察并記錄。觀察實驗現象(顏色變化,生理特征變化等),測定指標(光合速率,液滴移動距離等),記錄實驗數據。
例2探究下丘腦分泌的促甲狀腺激素釋放激素(TRH)減少的原因。
解析:例2的實驗未提供實驗材料,需要自行確定,選擇日齡、大小、體重、健康狀況相同的實驗動物若干只,甲狀腺切除手術需要相應的手術器械,還應提供一定濃度的促甲狀腺激素溶液。高中生物設計實驗步驟時需設置對照,實驗組為切除甲狀腺的實驗動物,對照組為不切除甲狀腺,但做相同手術的實驗動物。根據上述分析,確定實驗步驟為:取日齡、大小、體重、健康狀況相同的實驗動物若干只,平均分為兩組,甲組為實驗組,乙組為對照組。測量兩組實驗動物血液中的TRH含量。用手術器械將甲組動物的甲狀腺切除,乙組不做切除,但做相同的手術。對甲、乙兩組實驗動物注射等量且適宜濃度的TSH。一段時間后,測定甲、乙兩組實驗動物血液中的TRH含量。
3.分析實驗結果,得出實驗結論。驗證性實驗是對實驗目的的肯定,結果和結論只有一個。探究性實驗,則結果往往有多種可能,要寫出所有的可能。每個結果對應一個結論。
三、其他注意點
1.根據題干提供的實驗材料選擇正確的實驗方法。如驗證胰島素的生理功能應該用注射法不宜用口服法。
2.實驗步驟書寫要規范。實驗步驟書寫要分步描述。
3.盡可能用“一段時間”、“一定量的”等定性的語言來表達在量上難以做到準確的量化表述。
【中圖分類號】 G633.9 【文獻標識碼】 A
【文章編號】 1004―0463(2015) 02―0065―01
生物是一門以實驗為基礎的學科,實驗設計題也是高考中的重要題型,同時還是高考復習教學中的重點和難點。下面,筆者結合教學實踐,就高中生物實驗設計的基本原則和基本步驟作以簡單介紹。
一、實驗設計的基本原則
1.科學性原則。所謂科學性原則,是指實驗的原理要符合科學原理,實驗結果的預期要有科學依據,實驗的各個環節不能偏離生物基本知識和基本原理。
2.單一變量原則。所謂單一變量原則,是指控制其他因素不變,只改變其中某一變量,觀察其對實驗結果的影響。除了整個實驗過程中要處理的實驗因素外,其他實驗條件要求做到前后一致。一般來說,應該做到以下幾點:一是所用生物材料的數量、質量、長度、體積、來源和生理狀況等方面要盡量相同或大致相同;二是所用實驗器具(試管、燒杯、培養皿、廣口瓶等器具)的大小型號要完全一樣;三是所用實驗試劑的成分、濃度、體積要相同,尤其要注意體積上等量的原則;四是所用處理方法要相同。
3.對照性原則。對照是實驗控制的手段之一,目的是消除無關變量對實驗結果的影響。實驗對照原則是設計和實施實驗的準則之一。
二、實驗設計的基本步驟
實驗設計的基本步驟包括:了解題目要求、明確實驗目的、分析實驗原理、確定實驗思路、設計實驗步驟、分析實驗結果。
1.了解題目要求。首先要明確題意,只有明確題意才能方向明確,少走彎路。
2.明確實驗目的。實驗目的是確定實驗原理和設計實驗方案的依據,而對于實驗設計來說,實驗目的是題干中必須明確的條件,否則整個實驗設計就無從談起。因此在實驗設計前,一定要認真審題,準確把握實驗目的。
3.分析實驗原理,確定實驗思路。一個結論可通過許多不同的實驗來驗證,但究竟應該選用何種設計方案,則要根據題目的具體要求來確定。所以在把握實驗目的之后,要弄清題目的設計要求,之后在此基礎上確定實驗思路。
4.設計實驗步驟。實驗步驟是實驗設計的核心,在解答實驗設計題目中,對于實驗能力的考查主要是通過實驗設計的步驟來體現的。最好的實驗設計思路也要通過具體的實驗步驟來體現。要合理設計好實驗步驟,一方面需要學生掌握一定的實驗理論知識,明確實驗設計應遵循的原則;另一方面要有一定的實驗技能。
5.分析實驗結果。實驗是手段,結果才是目的。因此,一定要對實驗結果進行討論、分析。
三、實驗設計過程中要注意的幾個問題
1.步驟設計一般不宜連續描述,往往需要分段敘述,并加以編號。在分段敘述的過程中,要掌握一定的技巧,一般情況我們分三步進行:
第一步,一般是對實驗進行分組;
第二步,一般是對實驗對象進行處理;
第三步,觀察、記錄數據、現象等。
如果在題目中沒有給出實驗步驟,我們可以按照以上的方法設計實驗。如果題目中已經規定步驟,那我們可以靈活處理。具體做法是壓縮步驟或分解步驟,如把二、三步壓縮為一步,或分為兩步,要視題目的具體情況而定。
2.要注意分組以后的表述,前后一致,否則會導致實驗設計過程中表述上的混亂。
3.實驗材料和用具要充分利用。除題目特殊要求外,不要隨便添加實驗材料和用具。題目如果沒有明確提出要選用的話,題目中給出的試驗材料和用具要盡量用完。
[關鍵詞]高中生物 實驗設計題 解題思路 策略
[中圖分類號]G424 [文獻標識碼]A [文章編號]1000-5962(2013)05(a)-0099-01
引言
實驗設計題注重對學生生物實驗能力的考察,能夠全面考察學生對相關知識的理解能力、語言組織能力及遷移和綜合運用能力。結合近年來全國各地的理綜試卷來看,實驗設計是實驗考察的重點,同時也是考生失分較多的題型。為了提高考生對生物實驗設計題的解題能力,作者認真分析了高中生物教學中的不足,提出了一些切實可行的解決方案,對廣大學生和生物教師有一定參考意義。
1.明確實驗目的
對生物設計題進行解題之前,要先認真審題,尋找題目的關鍵詞、創新點、考察內容等,才能了解題意少走彎路。首先要明確實驗設計要解決什么問題,是驗證性實驗還是探究性實驗,對不同的實驗采用不同的思考方式。然后明確該實驗的目的,即驗證或探究此生物事實是考察哪一方面的內容或生物事實是什么。
2.分析實驗原理
明確實驗的目的后,要認真分析該實驗的科學依據是什么,主要涉及了生物學科和其他那些科目的知識,往往生物實驗設計題和化學、物理等科目聯系比較緊密,這就需要學生廣泛閱讀,集思廣益,多和同學老師交流。只有做好這些,才能真正把握實驗設計的關鍵點、要點、考點和重點,進而對設計進行改進和創新。
3.把握實驗的基本原則
為了取得理想的實驗效果,實驗設計中必須嚴格遵守幾條實驗原則:
(1)要遵循實驗對照原則。一個完整的實驗設計最少要包括實驗組合對照組,為了體現實驗的嚴謹和可重復性,甚至可以設置多組實驗組合對照組。實驗組接受處理,而對照組不做處理。如在“探究甲狀腺激素對動物發育影響”的實驗設計中,以蝌蚪為實驗載體,主要設計了甲乙丙三組樣本:甲組蝌蚪飼喂甲狀腺激素,用來做為實驗組,乙組蝌蚪飼喂甲狀腺抑制劑,用來做為條件對照組,丙組蝌蚪不做任何處理,用來和甲組乙組的蝌蚪做空白對照。
(2)遵循單一變量因子原則。變量是實驗設計中由實驗者控制的因素和條件,根據其在實驗中的作用,變量可分為反應變量和實驗變量、額外變量和無關變量,實驗設計之前,實驗者就要把它們嚴格區分開來。要想取得理想的實驗結果,各個實驗組就要遵循以下幾點:實驗變量的數目相同;實驗等量原則;實驗對象一致,即每次實驗所加的試劑的量要相等;實驗時間和實驗條件要一致。
(3)實驗還必須遵循平行性原則、重復性原則、隨機性原則、科學性原則等等,只有嚴格遵循、層層把關、科學指導,才能提高自己應對生物實驗設計題的能力。
4.明確實驗條件,科學選取實驗材料和用具
4.1實驗設計題中已經提供實驗材料和用具
考生進行實驗設計之前,要根據實驗所提出的要求和問題,認真分析題中提出的器材在實驗中有什么作用,每個器材是否都必須用到以及該怎么利用這些器材。只有弄情了這些問題,實驗設計才有章可循。題目中提供的實驗材料和試劑一般都應充分利用,如非特殊說明,自己不能隨意增加材料和試劑。如果題中明確說了要從題目中提供的器材選取材料和試劑進行實驗設計,考生就要認真分析,嚴格選取,避免多用或者少用,在實驗設計時不能有遺漏。
4.2自行確定實驗材料和用具
這類題型難道較大,題型靈活多變,是比較開放式的設計題。為了減少失分,考生需要根據實驗步驟和要求,聯系相關的生物知識、化學知識、物理知識等,熟悉相關實驗材料和器具的作用,選取合理、科學、恰當的材料和用具來進行實驗設計,只有這樣,才能有效提高自己應對此類設計題的能力。
5.合理設計實驗設計步驟
合理規劃實驗設計的步驟是快速解答的前提,盡管每個實驗設計的目的和原理不盡相同,但根據實驗內容和實驗進程大致可以劃分為以下幾步:(1)選取材料和試劑,對實驗進行分組、編號,實驗材料的取舍要遵循單一變量因子原則,分組編號要遵循隨機性原則。(2)根據實驗變量設置對照實驗,注意除了實驗變量不同外,其他因素都應該相同并且適宜。(3)控制實驗時間,讓實驗組充分反應或培養。(4)觀察并且記錄,找出具體記錄和觀察的對象,同時比較實驗數據和現象,如果實驗現象比較隱蔽,必須設計好具體的檢測方,用來顯示結果,便于記錄和觀察。
6.全面分析實驗結果
實驗結果指能夠測量或可觀察的實驗現象,是實驗結論的主要依據。我們需要根據實驗原理及記錄下來的實驗現象和數據,進行合理分析,準確判別,要做到實驗結論和實驗現象復合科學邏輯和生物原理。預測實驗的結果和結論通常可以分為兩類:
(1)驗證性實驗。這類實驗在實驗設計前已經知道實驗結果,實驗過程在于獲取預期的實驗結論,實驗目的是為了讓實驗人員了解實驗的操作方法,了解實驗的基本原理。
(2)探究性實驗。它是指在假設的引導下,獲取或支持假說的實驗結果,通常在實驗之前不知道實驗結果,只能初步預測和判斷可能出現的實驗結論,它能很好的培養學生的獨立探索、嚴謹分析和嚴密的科學思維能力,提高科學素養。考生想要具備全面正確分析實驗結果的能力,平常就要努力學習,熟悉課本中每一個生物原理,嚴格遵循實驗步驟,獨立思考,勤學好問。
高中生物是一門科學性的實驗學科,秉承學以致用的學科理念,高中生物在理論學習之余,更重要的是鍛煉學生的動手實踐能力。因此就要求重視高中生物的實驗操作能力,在教師對細節流程給出具體指導之后,還要求學生對實驗項目、實驗過程進行自主設計,一方面對生物原理進一步給出證明,另一方面過程設計是在知識原理的熟練掌握前提下進行,對學生知識掌握程度、設計能力是一種有效的試驗。然而當前的高中生物教學中,實驗設計一直是教師和學生都十分薄弱的區域,從而形成高度重視理論研究而忽視實踐操作的教學現狀。即使是進行生物實驗,也依照固定的模式,固定的實驗內容和選取對象進行“按方抓藥”,完全以書本、教材、教案為依據,而忽視實驗設計的重要性。若要改變當前生物實驗設計教學的不正確狀態,就應從原來的講實驗圈套中完全解脫出來,轉向以做實驗和設計實驗為基礎的實驗教學領域中去。對于“實踐是檢驗真理的唯一標準”這一定律,在客觀條件允許的情況下生物教學中應完全采納進來,在加強學習效率、提升知識掌握程度以外,還可以使學生養成動手操作的習慣和講求科學性、唯物主義的嚴謹態度。
一、高中生物的實驗設計前提過程
1.了解實驗目的、內容及原理
學生的實驗設計能力需要很長的時間和多次的訓練才能培養出來,因此教師應對設計過程加以引導,以學生的接受能力和認知度來確定具體的培養方案,在進行一項實驗設計之前,先要了解即將完成的實驗的目的,以免實驗沒有側重點。由于一項實驗會涉及許多的數據變量且可能取得多個實驗結果,所以確保實驗結果與所學知識相關是首先要做到的事。其次,在了解變量過程中,必然要求了解實驗原理及相關知識,生物與化學有知識交叉環節,在用一些實驗元素、現象的形成知識方面應進行掌握,如二氧化碳、水的形成等原理,只有了解原理才能決定實驗是否能夠按照正確的軌道走,也是科學的實驗操作的依據。在實驗中選取自己所需,了解實驗最終目的,對實驗流程透徹且懂得實驗的原理,是實驗設計進行的基本前提。
2.選擇實驗材料,注重變量分析
生物實驗的設計不能盲目,在材料的選取方面有一定的規律,以證明原理、發現實驗現象為目的的實驗一般所選實驗材料都應便于觀察、易取材、易于操作以及符合實驗原理和目的,避開危險的材料,必要的話轉而用安全的材料進行代替。材料的正確選取能夠有效地防止實驗錯誤,提高效率。在材料或實驗過程中總會有各種變量出現,實驗中的變量一般為自變量及因變量,為保證實驗效果明顯且數據真實,應將變量進行嚴格控制并做好記錄,使實驗結果更加準確,確保可信度。
3.對實驗器具和步驟進行安排
學生的生物實驗設計需要學生自主考慮到實驗可能發生的方方面面,因此對實驗步驟進行安排是十分必要的。實驗前后要緊密結合,每一步驟都要講求科學合理和原則性,同時要體現生物知識內容。在頭腦中對實驗概況有一個清晰的準備之后,要求學生對實驗器具裝置進行設置,嚴格按照先前制定的實驗步驟,對實驗裝置進行必要調整、了解器材的用途,防止發生技術錯誤。如研究植物細胞質壁分離與復原的實驗,一定階梯濃度蔗糖溶液的配制即為實驗前提的必要材料準備,準確的為實驗做好相關準備,排除實驗的危險性和錯誤隱患。
二、學生實驗設計的原則
首先選取實驗主題是要遵循實驗的可行性原則,盡管“實踐是檢驗真理的唯一標準”,但是對于一些原材料不易獲取或抽象的實驗題目,如探究甲狀腺激素的促進發育實驗,沒有能夠實驗的材料或實驗不易達成,就應避免實驗設計。第二,實驗設計過程要嚴格遵守原理,以理論作為實驗進行的向導,不能盲目實驗,講求實驗依據。第三,對于一些實驗藥品、材料應確保其安全性,若排除不了發生爆炸等危險后果的可能,應不采取此類研究課題。第四,以簡單易行作為實驗的首選,從實驗材料到實驗步驟,盡量選取費力少、效果明顯的實驗器具和操作流程。
三、對高中學生生物實驗設計能力的培養方法
培養實驗設計能力之初,師生應共同樹立正確的思想觀念。應意識到失敗是成功之母,學生的生物實驗設計能力的培養不可能一蹴而就,教師應做好循序漸進的準備。實驗是證明和證實原理的重要手段,但是首先要將課業知識融會貫通,理論與實際相結合是最好的方法。在進行一項實驗設計之前,對所學內容的部分應講通講細,使實驗有據可憑。其次,教師應激發學生對實驗設計的濃厚興趣,“興趣是學生最好的老師”,培養學生的實驗設計能力十分重要,屬于高中生物教學大綱重視的一部分,因此要培養學生的探索和求知欲望,鼓勵其主動發現和尋找問題。教師在起初實驗教學演示階段也應對學生思想進行側重引導,拋磚引玉,使學生效仿實驗設計的流程,逐漸培養能力,同時學生應積極參與實驗教學中。再次,培養學生的主觀思維能力,對一項實驗課題進行自主設計需要學生動腦思考,對實驗流程進行周密安排,因此鍛煉思維能力、激發學生創造力具有十分重要的現實意義。完全依靠課本不是開發學生能力的正確方法,對課本實驗內容進行借鑒,舉一反三進行創新,是培養的最終目的。
一、目前高中生物實驗教學設計中存在的問題
筆者以為,課堂教學設計,是運用現代的教育技術、傳播學以及信息技術等理論基礎來分析課堂教學過程中存在的問題和學生的需求,在此基礎上設計并且嘗試獲得一種最佳的解決課堂教學中存在問題的方法。一個好的教學設計不僅可以提高整堂課的效率,而且可以激發學生的好奇心和求知欲,有利于學生提高對學習生物的興趣,自覺地進行探究和合作。然而,在當今我國的高中生物實驗課堂教學的過程當中,雖然學校內的實驗設備基本上都齊全,也有專門的生物實驗室,顯微鏡等器材都十分充足。但是,由于高中的實驗課時比較少,再加上有的實驗過程中所需要的藥品或者材料比較難找,這就使得很多實驗學生都不能親自動手完成。現今高中的生物實驗課堂教學仍然采取傳統的以教師為主導,學生被動接受知識的教學模式。在生物實驗課堂教學過程中大都采取教師在講臺上展示和講解實驗,學生在臺下聽實驗,記住實驗現象。學生們只看不動手,使得主體地位得不到有效地的發揮,這就使得學生的實際操作能力嚴重缺乏,對基礎知識的掌握也不牢靠。同時,在教師展示實驗的過程中,有的學生也不注重記錄實驗數據,對教師展示的實驗也不留心觀察,就更談不上對實驗的思考了。而且,這種教學模式會使學生認為實驗課堂很枯燥、很乏味,激不起學生對實驗課的興趣,也調動不起學生的好奇心和求知欲,進而使得課堂教學效率大大降低。
二、有效提高高中生物課堂教學設計的策略
(一)增加學生親自操作實驗的機會。生物實驗的教學不僅僅只是讓學生知道一個正確的實驗結果,更為重要的是要讓學生真正地體驗和經歷實驗過程中帶來的樂趣,讓學生真正地感受到實驗過程中所運用的方法,把實際學到的知識運用到實際的實驗當中。因此,在進行生物實驗的教學過程當中,教師要把演示實驗轉化為教師指導學生進行實驗,把講實驗轉變為邊講邊實驗。還要多開放學校的實驗室,讓每一個學生都能真正地接觸到實驗。同時,教師與學生要多進行互動,讓學生自主地得出實驗結果,積極地引導學生對實驗結果進行討論,并最終確立和認定正確的結論,不斷地激發學生對生物實驗的興趣,提高學生的生物實驗、實踐能力。
(二)創新實驗教學方式方法。教師在進行課堂實驗教學前,一定要對實驗的原理、流程以及所要采取的教學方式、方法熟練掌握,同時要仔細的研讀生物教材,根據學生的實際特點來設計實驗項目,充分地凸顯出學生的主體地位。例如在進行植物細胞的有絲分裂實驗時,如果依據課本上的步驟進行實驗的話,成功率和實驗的效果都不能令人滿意,這就要求教師對實驗進行改進,使得學生更加清楚的理解實驗。洋蔥是課本上所要用的實驗材料,但是由于洋蔥自身的因素,不一定就是最適合的實驗材料,這時就要求教師選用新的實驗材料進行實驗,比如大蒜、小麥或者大豆等材料,并進行比較,得出大蒜是最適合的實驗材料。因為,大蒜自身的細胞分裂相對來說比較活躍、分裂的次數較多,便于學生觀察。同時,大蒜所具有的根莖細胞排列比較稀疏,方便進行染色和解離,這些特點都在一定程度上證明了大蒜比洋蔥更適合做實驗材料。另外,教師還要從藥品和設備以及實驗步驟上對實驗進行改進,以便讓實驗達到最佳的效果。
關鍵詞:高中生物;體驗;教學策略
一、高中生物教學在傳統教學模式下所存在的問題
我們不能否認新課改所帶來的巨大改變,但是就目前而言,升學考試和傳統理念對高中生物教學依然有著重大的影響,其教學中所存在的弊端顯而易見,主要表現為學生在課堂中不能主動參與,學生的主體地位喪失,教師的角色轉換處于滯留狀態,教學方式保持于獨白式教學方式,這些現象對學生的能力培養產生了嚴重制約,也壓抑了學生學習生物課程的積極性,學生只覺課程枯燥乏味。在此條件下,打破傳統教學模式已經勢在必行。
二、高中生物體驗式教學設計策略
新課程的實施對教師提出了新的要求,要“以學定教”,把教材作為基礎,緊緊把握學生的問題和需要,課堂的創造要緊扣學生實際,在課堂上逐步讓學生主動去實踐和思考,讓學生能夠在不自覺的情況下,具備生物學感悟能力。
體驗式教學模式符合時代要求,也符合青少年的身心發展特點,在實際教學中,教師要能夠以理論指導為基石,有目的性地創設教學情境,激發學生學習生物的積極性,同時還要引導學生主動感知和領悟生物知識,并主動參與到實踐活動中去。
1.生活情境體驗
教育是科學教育與生活教育的融合,生物學教學過程是一個和學生的實際生活相結合的過程。在教學過程中,教師要選擇和學生生活相關的生動有趣的素材作為課堂例子,從學生已有的知識作為出發點,創設豐富多彩的生活情境,要能夠讓學生切實體會到生物課程是和生活密切相關的,這樣才能加深學生對生物學實用性的理解。
情境創設要緊密圍繞高中生的心理特征,創設的生活情境要富有趣味性,還要能夠在此基礎上讓學生體會到其和以往對社會的認知是不同的,并讓學生在課堂上能夠產生疑問,從而激發學生參與生物課程的積極性。
例如,高中生物課程中有一節是《物質出入細胞的方式》,教師在講解這一內容時,如果只是單純地照本宣科,那會讓學生的學習變得枯燥無味,但是若能使用情景創設方法,給學生一定的情景體驗,會在調動學生積極性的同時加深學生對生物知識的記憶。教師可以先準備兩盤黃瓜,但一盤是加了鹽的涼拌黃瓜,一盤則只是單純的黃瓜,沒有添加任何作料。
這時候讓學生觀察兩盤黃瓜的不同之處,當然涼拌黃瓜的盤子里會有大量的水,那么,這時就可以提出一個問題了,為什么另一盤黃瓜就沒有水的存在呢?這樣的教學過程就比較切合實際,也能使學生的學習激情在瞬間點燃,學習效率自然得到提升。
2.角色扮演體驗
學生是課堂教學的主體,以往的教學模式中學生只是充當了傾聽者的角色,很難真正融入課堂中。那么,角色扮演體驗就是根據需要,讓學生在特定教學場景中扮演一定的角色,讓學生充分參與到課堂中,切身感受并思考問題。角色扮演體驗更加重視了學生心理上的“身份替代”,用課堂中某一角色為出發點進行體驗,能夠加深對特定觀點、情感和態度的理解,學生在教師搭建的舞臺上盡情表演,也能夠發掘自身潛能,并表現出自身所具備的知識。在整個教學過程中,教師要保持局外人的立場,主要提供場景設計和背景資料,并最終進行點評。
例如,在講解氨基酸連接課程時,教師可以指導學生充分發揮想象空間,然后讓學生自由組合,把自己和同學想象成氨基酸。這樣的課堂是充滿趣味的,不再是乏味的,學生的學習態度改變,會主動參與到課堂中去,這對學生積極進行學習,具有很大的促進作用。
3.實踐操作體驗
生物學的知識,大多來自于觀察和實驗,一味地按照書本知識講解和學習,只會讓生物學喪失本真,但是如果教師能夠轉換教學方式,在教學過程中帶著學生用實踐的方法去重新學習生物知識,用探尋的方法重走科學探索之路,那么,學生的學習興趣將大大提升,學習效率也會得到質的飛躍。
例如,教師在進行《有絲分裂》課程教學時,可以讓學生首先預習課程內容,然后分小組合作進行實踐操作。學生的模擬一般有兩種方法;其一是首先進行染色體分離,然后再將姐妹染色單體分開;其二就是首先進行染色單體分開,然后染色體分離。這兩種猜想進行之后,教師要能夠及時引導學生通過實踐操作證實自己的猜想,最后達成共識。
實踐操作能夠給予學生新鮮的實驗現象刺激,使學生充分活躍思維,這對于加深師生溝通和培養學生的觀察能力起到了良好的促進作用。
總之,生物學是一門綜合了實驗和觀察得出的知識,傳統的照本宣科教學模式已經不能滿足新課標的要求,也不符合學生的發展特點,引發了一系列問題。新的體驗式教學模式的進行已經勢在必行,體驗式教學包括生活情境體驗、角色扮演體驗和實踐操作體驗,體驗式教學模式能夠提高學生的學習積極性,對其觀察事物和操作能力的培養起到了至關重要的作用。
參考文獻:
[1]段英杰.高中生物教學中實施體驗式教學的探索.東北師范大學,2008:15.
【關鍵詞】 分離思想 凝膠色譜法
【中圖分類號】 G42 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1006-5962(2013)01(a)-0085-01
實驗是生物研究中最為基本的手段和工具。在高中生物教學中有著十分重要的地位。
作為教師,在教學實踐過程中,我們除了要教會學生知曉一個實驗設計的原理和流程,而且我們要嘗試去引導學生領會實驗設計中的思想,在有了這一思想靈魂的指導下再去學習和探究實驗的設計過程和結果。這樣會使學生有更深刻的感悟和體會。
分離――是利用混合物中各組分在物理性質或化學性質上的差異,通過適當的裝置或方法,使各組分分配至不同的空間區域或在不同的時間依次分配至同一空間區域的過程。分離是一個相對的概念,人們不可能將一種物質從混合物中100%地分離出來。
在高中生物教材,分離的思想處處可見。“噬菌體侵染大腸桿菌”實驗中,DNA進入到細菌的細胞中,而蛋白質外殼仍留在外面。這里是將噬菌體的蛋白質和DNA分離開來。孟德爾分離定律中,在形成配子是,成對的遺傳因子發生分離;及自由組合定律中,控制不同性狀的遺傳因子的分離。減數第一次分裂中,同源染色體的彼此分離。證明DNA進行半保留復制的實驗中,將DNA進行離心,根據試管中DNA的位置,來確定是否發生半保留復制,通過離心手段分離被標記不同放射性同位素的DNA同樣也體現了分離的思想。還有選修三中,核移植實驗中,使用去核卵母細胞,運用到了從活細胞中分離核與質的方法。而選修一中,《土壤中分解尿素的細菌的分離與計數》,以及《分解纖維素的微生物的分離》這兩個課題更是直接的學習分離技術。
下面是從高中生物教材中列舉的三個具有代表性的例子來闡述分離思想在高中生物實驗中的運用。
綠葉中色素的分離
人教版教材必修一《分子與細胞》中“綠葉中色素的提取和分離”實驗。
眾所周知,植物葉子多呈現綠色,但是這并不是單一色素的結果,而是多種色素的綜合體現。該實驗是為了提取和分離植物綠葉中的光合色素,并探究葉綠體中含有哪幾種色素。其中分離的原理是依據極性相似相容原理,是以濾紙纖維的結合水為固定相,而以有機溶劑作為流動相。由于樣品中各物質分配系數不同,因而擴散速度不同,從而達到分離的目的。
簡而言之,即是光合色素可溶于層析液中,不同的色素在層析液中的溶解度不同。溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快;反之則慢。這樣,最終不同的光合色素會在擴散過程中分離開來。實驗結果呈現在濾紙條上,我們清晰的可以看到,色素帶最寬的是葉綠素a,而擴散的最遠的是胡蘿卜素。(如圖1)
S細菌中化合物的分離
人教版教材必修二《遺傳與進化》中“艾弗里的體外轉化實驗”。艾弗里等人把S型細菌中分離、提取出的各種成分,再單獨作用于R型細菌。以此找到在肺炎雙球菌實驗實驗中,格力菲思提出的轉化因子究竟是什么物質。通過實驗我們最終知道在一系列的化合物,如蛋白質,多糖,脂質,DNA中,只有S型細菌的DNA存在時,才能將R型細菌轉化為S型細菌。
血紅蛋白的分離
人教版教材選修一《生物技術實踐》中“血紅蛋白的提取和分離”。根據蛋白質各種特性的差異,如分子的形狀和大小、所帶電荷的性質和多少、溶解度、吸附性質和對其他分子的親和力等等,可以用來分離不同種類的蛋白質。實驗中引入了凝膠色譜和凝膠電泳等方法來分離蛋白質。(如圖2)
以凝膠色譜法為例,該實驗的原理在于當相對分子量不同的蛋白質通過凝膠時,相對分子量較小的蛋白質容易進入凝膠內部的通道,路程較長,移動速度較慢;而相對分子量較大的蛋白質無法進入凝膠內部的通道,只能在凝膠外部移動,路程較短,移動速度較快。相對分子質量不同的蛋白質分子因此得以分離。
總之,在日常教學中,要有意義的引導學生挖掘和領會實驗的思想。一種實驗思想是科學研究的靈魂所在。教學的最終目標是讓學生從會答實驗題,提升到能創新并構想新的實驗,并付之實踐。
參考文獻
[1] 羅榮.淺談突破生物實驗設計題的關鍵.中學生物教學 1005-2259(2012)9-0057-02.
關鍵詞:貫徹生物實驗教學
前言
《普通高中生物課程標準》強調讓學生掌握知識生成和發展的過程,同時培養學生的生物科學素養、動手實踐能力和探究創新精神,提高他們的學習能力和解決問題能力[1]。縱觀各地高考卷,尤其是浙江省歷年高考卷,不難發現,實驗設計占一定的分值。可見,生物實驗教學在高中生物教學中的重要性。在高中生物實驗教學中,教師應注重學生觀察能力的培養,指導學生掌握實驗步驟和方法,并訓練學生的思維操作技能及創新思維[2]。然而在當今教學中,由于種種因素,生物實驗教學內容并未受到應有的重視,多數高中的學生未能自己設計并動手完成生物實驗甚至沒有條件完成實驗。本文將從為何要貫徹高中生物實驗教學及如何克服實際中出現的問題兩個角度進行探討。
1.貫徹高中生物實驗教學的重要性
1.1可培養學生興趣
興趣是一個人進行學習和擁有創新能力的一個重要條件,如果一個人缺乏應有的興趣,那么將失去動力。在普通的生物教學中,概念知識點頗多,學生難免會感到內容枯燥,漸漸失去對生物學科的興趣,并把生物歸入理科中的文科范圍,誤以為只要把生物書上的知識點背下來就可以取得高分。這是生物教學的一個誤區,若在原先的教學基礎上加入一定的生物實驗,必然會吸引學生學習生物的興趣,這不僅使得學生能取得更加優異的成績,而且可以培養學生的實踐操作技能。
1.2可培養學生操作能力
無論是教師設計的實驗還是學生自主設計的實驗,在操作過程中,除了教學時老師的示范與指導之外,都是學生自主動手完成實驗,在動手過程中學習反思,理解每一步驟的原理,在這一過程中,學生可以很快地掌握生物實驗的基本操作和研究的基本方法。
1.3可培養學生創新性思維
除按生物教材上的實驗或老師設計的實驗進行操作以外,教師還可適當地讓學生自行設計實驗并進行操作。教材上的實驗無論從實驗材料的選擇,實驗器材的使用,實驗藥品的配制使用,實驗的方法和步驟等都有較為合理完善的安排,但是這些并不是唯一的可以實驗實驗結果的選擇[3]。這樣自主設計實驗并進行實驗操作,不但實現了培養學生的動手能力,還開發了學生的創新性思維。
2.高中生物實驗教學中存在的問題[4-6]
2.1硬件設施不夠齊全
很多學校缺乏提供給教師進行實驗教學的各種條件,比如實驗教室、實驗器材等。在缺乏這種硬件設備的前提下,教師難以進行合理的實驗教學。
2.2對實驗課的不重視
如今的高考制度,存在著兩個缺陷,一是生物學科在高考中所占分值較低,多數學生、家長和教師對其投以不重視的態度;二是高考生物只涉及實驗設計而無實驗操作考核,故學校教師及領導對生物實驗并未持應有的重視態度。
2.3高中課業繁重
面臨高考的壓力,學生課業繁重,作業量極大,多數學生在學習中有所取舍,一般都把主要精力放在數學、物理及化學上,以至于在生物學科上沒有時間去研磨。而有的學生因為高中學習太過辛苦而明確自己的學習目的只是為了取得好成績,考上一所好的大學,對學習的熱愛早已被繁重的學業所消磨。因此,部分學生失去了學習的興趣,產生了應試的心理及行為,這對于高中生物實驗教學是極為不利的。
3.如何克服實驗教學中的問題[7-9]
3.1改善學校硬件設備
生物實驗教學需要各領導的高度支持,實驗室的建立與完善以及實驗儀器的充足等需要一定的物力、人力、財力的投入,才有助于生物實驗真正意義上的的開展。
3.2加大對高中生物實驗的重視力度
無論是教師、家長還是學生,都需要高度重視實驗教學,因為學校培養的是會獨立思考的人才。高中生物教材中的實驗多為驗證性實驗,操作簡便,原理簡單,學生單獨實驗的成功率很高。因此,在教學過程中,教師要加強實驗引導,充分鼓勵學生自主實驗,注重對學生的實踐能力和創新性思維的培養。
3.3轉變觀念
多數學生認為生物實驗并不重要,對自己以后的發展沒有影響,或者對學習失去了興趣。針對這一現象教師需要積極引導學生的想法,讓學生意識到實驗操作不僅僅是簡單的表面上動手按著實驗步驟一步步操作,而是在操作過程中需要動腦理解每一步操作的原理以及熟悉各種實驗儀器。更要讓學生知道學校培養的不是只會取得高分的學生,相反,一名學生想得到更好的發展,還需要各方面的能力的訓練。
4.總結
生物學是一門以實驗為基礎的自然學科,任何生物學結論的得出都離不開實驗。因此,需高度重視高中生物實驗在教學過程中的位置,同時,教師在教學中需要注重學生的實踐,加強學生的實驗操作能力和創新思維的培養,少灌輸,多啟發少指責,多引導,少包辦,多激勵[10]。
參考文獻:
[1]王志敏.討論高中生物實驗教學的轉變.新課程學習:下,2013,(8);22-23
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[4]張琳駿.關于高中生物實驗教學.課程教育研究,2013,(23);197-197
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[6]劉遠西.高中生物實驗教學的問題及對策.成才之路,2013,(29);63-63
[7]郭艷霞.簡論中學生物實驗教學的策略.山西青年:下半月,2013,(12);88-88
[8]榮.淺談如何處理高中生物實驗教學存在的問題.大觀周刊,2013,(4);267-267
關鍵詞:《普通高中生物課程標準》;探究性實驗;生物教學
《普通高中生物課程標準》(實驗稿)倡導探究性學習,引導學生主動參與探索過程、勤于動手和動腦,重在培養創新精神和實踐能力。探究性生物實驗教學要求教師轉變教學觀念,鼓勵學生猜想,引導學生提出問題,強化實驗,注重總結,使學生的探究能力有效提高。鑒于此,在新課程理念下有效開展探究性生物實驗教學,筆者認為要做好以下工作:
一、以《普通高中生物課程標準》為指導,開展探究性生物實驗教學
《普通高中生物課程標準》(實驗稿)倡導探究性學習,探究性實驗教學是實踐此理念的重要途徑之一。
二、發揮學生的主體作用,引導學生探究學習
學生探究學習是科學探究的重要特征,教師要幫助學生盡快步入探究學習的軌道。這一過程,就是要讓學生不停地動手、動腦,以此激活他們的思維,充分發揮他們的潛能和創造性,全面培養和提高學生的實驗探究能力。
三、優化探究性實驗的教學策略,有效開展探究性生物實驗
教學
1.嘗試在現有實驗的基礎上設計新的實驗,有效促進學生自
主探究
新課改倡導的探究性學習要求學生創造性地提出問題或創設條件,對分組實驗的內容進行調整、擴充。讓學生自己對問題進行假設,制訂計劃,搜集證據,整理分析,進行實驗,得出結論,反思與評價,表達與交流等,這樣才有利于發揮學生的潛能,培養學生的創新精神,發展學生的創新能力。
2.嘗試將驗證性實驗設計為探究性實驗,促進學生有效參與
探究性實驗能激發學生的好奇心和鉆研精神,讓學生在實驗過程中體驗獲得成功的喜悅,可以促進學生的有效參與。
生物教材中演示實驗占很大的比重,演示實驗大多是“驗證性”的實驗,因此我們可以創造性地使用教材;對于必須由教師親自做的演示實驗,使用探究法的敘述代替結論性的解釋;將易操作、易成功,沒有破壞性和危害性的實驗改為學生的探究實驗,如此改進實驗方式,可以使實驗教學與探究性學習融合起來,充分發揮實驗的探究功能。因此,教師可適當地變驗證性實驗為探究性實驗,并盡可能讓學生自己設計與分析實驗。
3.拓展課外實驗活動,構建探究活動新途徑
課外實驗活動是生物課堂教學的延伸和補充,是培養學生積極探索、勇于超越的科學精神的重要途徑。