Question

如何培养中学生生物实验技能

Answer 1

本文阐述了在实验教学中如何培养学生的各项实验技能，通过实验目的的明确，科学的实验方法和态度的培养来培养学生的观察能力，通过实验的基本过程的规范和训练来培养学生的思维能力，通过学生自己的动手实验来培养学生的综合实验能力。关键词：观察能力、思维能力、综合实验能力、培养生物学是一门以实验为基础的自然科学，实验不仅是锻炼学生实践能力的重要途径，更是激发学生探索兴趣，培养创新精神的重要窗口。初中生物实验包括观察能力、思维能力、综合实验能力。一、 观察能力的培养观察是学习生物学的重要手段，也是获得生物学知识的首要步骤。科学研究中，问题的提出和假设是通过仔细观察产生的，结论也是从实验过程中的精细、系统的观察中获得的。即使是学习课本上大量的，早已验证的生物学事实时，也同样要重视观察。１、明确观察目的和任务观察是人对客观事物的一种生动的感性认识形式，它往往通过多种感觉器官的联合活动，并在思维的参与下进行的。在观察时，必须对观察者预先提出一定的目的或任务，拟定一定的计划，按计划仔细地观察，提出问题，寻求某种答案，这样才能保证注意力集中在所要观察的事物中。例如：观察洋葱表皮细胞的实验，实验目的是要求学生在观察中认识细胞壁、细胞质、细胞核和液泡。观察前教师应强调细胞膜紧贴在细胞壁内壁上不易辨认，有些细胞核也不太清楚，要调好光圈，光线强弱要控制适当。使学生按照老师提出的目的要求去观察。观察的结果好坏，可由教师检查，检查方法可采取教师提问学生回答，也可让学生绘制观察的标本图示，这样一定能达到观察的目的。2、培养学生科学的观察方法和求实态度观察能力的提高，有赖于正确的观察程序和方法，教会学生用正确的方法进行观察，对培养学生观察力是很必要的。（1）先整体观察后局部观察教师要指导学生全面进行观察，抓住事物的各个方面及其发展变化的全过程，这样才能达到认识事物的目的。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。（2）对比观察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。这样通过对比观察，学生对各科、种的生物特征就易掌握。二、思维能力的培养1、启发学生的思维积极性 兴趣是思维活性的触发剂，求知的需要是学习动机的基础。当学生对某个问题发生兴趣时，就会围绕着这个问题积极地思考起来。但是，单纯由“实验”表面的“魅力”所引起的，只是直接的兴趣，如果没有更深层次内涵的吸引，维持不了多久。要想保持学生持久的兴趣，就要善于“创造”种种诱因。配合教材内容，补充与生活实际相关的实验；增加实验内涵，拓展实验外延；变演示实验为分组实验；让学生自己设计实验……这些都是行之有效的措施，能打破按部就班进行实验操作的传统观念，充分发挥学生的主观能动性，较好的满足他们的求知欲。例如：根据七年级生物教材中光对鼠妇的影响教学内容，增加了一个设计实验，让学生自己选材，自己设计实验方案和操作步骤，学生们的积极性被大大地调动起来了。他们绞尽脑汁，展开想象的翅膀，设计实验方案，寻找实验材料，自己操作。再以小组为单位进行交流评比，评出最佳设计奖，最佳效果奖，最佳创意奖……。又如：学习了植物分类之后，让学生自己查找资料，动手为校园内的植物挂牌。让学生一走进校园就能看到自己的劳动成果，一种自豪感由然而生。2、帮助学生掌握科学研究的基本过程 科学思维方法的首要问题是明确科学研究的基本过程，即解决问题的程序。 例如，《观察鼠妇活动》的实验设计思路。 首先，通过观察发现问题。为什么在花盆下、石块下等处容易找到鼠妇？这些地方有什么特点？ 其次，提出假设（对发现的问题大胆提出猜测和解释）。 1.鼠妇的活动可能与光照条件有关。 2.鼠妇的活动还可能和水分，以及其它外界因素有关，等等。 第三步，设计实验，验证假说。在这个阶段，实验的目的任务、方法、材料、装置等等都是根据假设来确定的。所以，实验的理论依据主要是假设（当然还有赖于学生对有关科学知识的掌握情况）。 1.先检验“光照”对鼠妇活动有无影响。 2.为了消除无关变量的干扰，突出自变量，找出自变量和因变量的因果联系，必须创造一个除“光照”以外其它条件均相同的、只有明暗两处相通的场所。把一定数量的鼠妇放在其中，观察鼠妇在明暗两处的数量分布情况。 第四步，分析、讨论实验结果，推导结论验证假设的真伪。 通过“鼠妇实验”，要帮助学生感受和理解科学研究的基本过程：问题→假设→实验→结论需要说明一点，科学的“假设”绝不是无根据的凭空捏造，而是要有科学根据的。这种根据来源于头脑中已有的知识，或者来源于别人的研究成果，或者来源于对客观实际的观察。例如，在研究“种子萌发的环境条件”的实验里所提出的假设：“种子的萌发需要水、空气、适宜的温度” 这个假设的理论根据是：①许多作物是在春天播种的，天寒地冻不适于播种；②在播种前往往要在地里浇一些水，是土壤潮湿，如果刚下过一场小雨，不用浇水就可以播种了，但是过于潮湿又容易使种子霉烂；③播种前往往要松土，使土壤中有充足的空气。通过生物实验使学生理解科学研究的基本过程，经过反复训练，完全可以把这种思考问题的程序内化为学生的思维习惯。3、训练学生的思维操作技能 思维操作技能包括分析、综合、比较、抽象和概括等几个步骤。在生物实验中要实现对某生命现象的本质和规律的认识，就要对实验中的感性材料进行一系列的思维操作才能实现。首先，是对要研究的事物进行分析。根据系统论的观点，任何一个生命体或一种生命现象都是由部分、层次、要素组成的开放的有序整体。对于这样一个整体如果囫囵吞枣地研究是无法进行的。只有将其分解，才能一部分一部分地研究，深入其内部，发现其本质。在头脑中把整体分解为部分而进行逐个研究的过程就是分析。比如，在研究“影响鼠妇活动的外部条件”时，必须先把“外部条件”分析成光、水、化学物等单个因子， 然后逐一考查和鼠妇活动的关系；在研究“光合作用”时，也是将其分解为原料、条件、产物几部分，而这每一部分又是由次一级的成分组成。为了便于研究还须进行更深层次的分解。所有的科学实验都离不开分析。综合，在头脑中把生命体的各部分，把生命现象的各个方面和属性联合起来，形成对生命体和生命现象整体的认识，这就是综合。比如在了解了细胞膜、细胞质、细胞器、细胞核等构造之后，再把它们联合起来就形成了一个完整的生活的细胞的概念。分析和综合是相反相成、紧密联系的对立统一的关系。它们是思维活动的基础。比较，是把生物各部分构造、功能和某些属性加以对比，并确定它们之间的异同点。这就为进一步认识生命的本质和规律、进行抽象和概括打下基础。例如，比较各种细胞在形态构造、功能等方面的相同点和不同点，比较各种种子的构造，比较淀粉酶在不同条件下对淀粉的作用情况，等等，这些都是比较的过程。抽象和概括，是找出各种生物体或各种生命现象中共同的本质的属性，或找出各部分构造之间，功能与构造之间，生物与环境条件之间的因果关系，而抛开次要的、非本质属性和非因果的偶然联系。并且，把抽象出来的本质属性，必然联系加以综合形成概念和判断，达到对生物现象的本质和规律的认识。比如，在研究了植物的各种花之后，舍去颜色，形状等次要属性而抽取出都有“花蕊”及担负“有性繁殖”功能这两个最本质的 特征，形成花的一般概念，这就是对花的抽象和概括。 分析、综合、比较、抽象和概括等在同一次思维活动中都是共同参与，紧密结合。一般说来，分析、比较 、综合是抽象和概括的基础，而抽象和概括是思维的核心。只有通过抽象和概括才能认识事物的本质和发展规律，形成概念和原理，从而达到对事物理性的认识。 三、综合实验能力的培养实验是验证、探索、发现新东西最重要、最可靠的手段。综合实验能力不仅局限于实验的操作能力，更重要的是心理素质方面的实验能力。它包括：通过实验获取知识的能力；自行设计实验的能力；记录、分析实验结果的能力；通过实验寻求解答疑难问题的能力等等。通过实验课能够使学生逐步掌握这种手段。在教学中应该尽可能增加学生的动手机会，在动手过程中促使学生动脑。例如：学生在学习了心率的有关知识之后,从运动能够使心率加快，联想到当自己紧张恐惧时也会心跳加速，老师进行启发：“是否还有其他因素影响到心率呢？可以做哪些测定心率的比较呢？”学生七嘴八舌地讲开了，在老师的引导下，学生经过讨论列出许多比较项目。例如：饮食前后的心率比较、不同情绪下的心率比较、烟酒对心率的影响……。教师在肯定了学生的回答之后，再稍加启发：哪些不同状况的人可做心率方面的比较呢？学生在经过交流讨论后，又提出一系列可比较项目，如不同年龄段或不同性别人的心率比较等。最后集中列出几个比较项目：1、 清晨清醒和平常状况心率的不同。2、 体育特长生和一般学生心率的不同。3、 同龄男生和女生心率的不同。4、 不同年龄段的人（老、中、青、幼）心率的不同。5、 吃饭前后心率的不同。6、 饮酒前后心率的不同。7、 喝可乐前后心率的不同。8、 吸烟前后心率的不同。9、 考试前后心率的不同。10.安静状态和剧烈运动时心率的不同。11.健康人和心脏病人心率的不同。12.身材高和身材矮的人心率的不同。13.肥胖的人和瘦弱的人心率的不同。而后将全班学生分成若干小组，每个小组认领一个项目，将其转变为实践性的研究课题，分工合作进行检测，并分析差异造成的原因，得出结论，写出实验报告。所有的工作必须在规定的时间内完成。完成后，召开答辩会，汇报研究成果，并回答其他学生的质疑。整个过程从实验课题的提出，设计方案到完成课题全由学生完成，教师只是一个启发者、引导者，而学生才是整个过程的实践者，体现了他们较强的综合实验能力。在实践阶段，小组成员相互合作，分工明确。整个课题的完成，凝聚着全班每个学生的汗水，使学生亲身体会到在学习和生活中合作精神的重要性。