周敏华
(广东省东莞外国语学校 523000)
如何在课堂有限的时间里让学生有序且高效地完成实验活动,从中获取知识、提升能力,是每位教师在进行教学设计时必须要思考的问题。本文以人教版七年级上册第3单元第3章“绿色植物是生物圈中有机物的制造者”中的“绿叶在光下制造有机物”实验课为例,谈谈笔者对提高该实验课教学效率的思考与做法。
教师在学生正式实验之前先做一些准备性实验,简称“预实验”。通过预实验可以保证实验设计的科学性和可行性,以免由于设计不周,随意地开展实验而造成时间、人力、物力的浪费;通过预实验可以预见实验中可能出现的问题并及时调整,能最大限度地避免正式实验时出现同样的问题,保证实验教学的顺利进行。
1.1 实验材料的选择 因地制宜,选取适宜的实验材料是提高实验效率的前提。教材使用的天竺葵植株在本地是不容易获取的。为了使本实验能有效地开展,且能高效地完成,笔者在课前尝试了各种实验材料,如马樱丹、一串红、大红花、薄荷等。通过多次预实验,最终得出薄荷植株是可以使本实验达到最佳的实验效果。薄荷植株的优点:①取材容易、价格便宜,而且一棵植株可以供2~3个教学班完成实验;②用薄荷植株进行实验,可以节省实验时间。薄荷植株与其他有相似实验效果的植株相比,其叶片小而且薄,在3~5 min内就可以观察到实验现象,而且实验现象十分明显。而其他植株则要在10~20 min才出现实验现象。
1.2 实验用具、实验试剂的选择 为了提高实验效率,对实验用具和试剂做了以下的改进:
(1)遮光 “暗处理”用锡纸代替黑纸片。锡纸不仅可以遮光还可以反光,所以用锡纸进行遮光效果更好。除了用锡纸代替黑纸片外,用透明胶代替曲别针。由于薄荷的叶片薄,叶片会因受黑纸片和曲别针的重力而下垂,影响叶片接受光照的面积,因此用锡纸和透明胶代替可以解决这个问题。
(2)酒精的浓度 “酒精脱色”实验前,对酒精的浓度进行了预实验,取分别为75%、80%、85%、90%、95%的酒精浓度,并进行多次重复实验,95%的酒精溶解叶绿素的速度是最快的。
(3)隔水加热 不同于直接用清水,本实验改用开水并继续用酒精灯进行水浴加热,这也是加快脱色速度的一个不可忽视的小细节。
通过在实验材料的选择、实验用具、实验试剂等方面的改进,在课前做了相应的预实验,这样教师对实验有了较好的把握,确保在指导学生实验时的顺利进行,有利于提高学生实验的效率。
2.1 创设情境,引入课题 通过生动、有趣的情节引入课题,可以有效地激发学生的好奇心和迫切了解知识的欲望。
例如,本节课中以“问题串”的形式启发学生思考:一棵小小的树苗之所以长成参天大树主要是依靠土壤吗?紧接着引导学生分析一个有趣的实验——海尔蒙特实验,在实验中柳树重量增加的主要因素是什么?这个实验忽略了什么因素对柳树生长的影响?那么水、阳光、空气等物质是如何转变成柳树自身的物质?这其实是植物体的一种生命活动,你知道是什么吗?绿色植物通过光合作用制造出的有机物主要是什么?以学生已有的知识作为切入点,通过层层的追问,把学生的注意力集中到课堂中来,让学生展开积极的思维活动,新课的导入就变得顺理成章了。
2.2 明确实验目的,弄清实验操作的步骤 学生有明确的实验目标,知道实验方法,才能完成实验。
2.2.1 通过问题引导,促进学生对实验步骤的理解 教师以实验步骤为主线,针对学生出现的困惑或者容易产生的错误,精心设计具有启发性的问题,以激发学生的思维,促进学生进行自主探究。在本实验中,设计了以下一组问题:①把盆栽的薄荷放在黑暗处一昼夜的目的是什么?②在设计对照实验的问题上,应该在薄荷植株上选一片叶进行遮光与一片见光的叶片进行对照,还是选同一个叶片的遮光部分与见光部分进行对照呢?③摘下已经进行遮光处理过的叶片,直接在叶片上滴碘液检验,这样的效果理想吗?用什么方法去掉干扰的“绿色”呢?④为什么不直接加热,而要隔水加热呢?⑤用什么方法验证淀粉的存在呢?⑥请分别预测见光部分与遮光部分的实验现象。当学生对以上的问题进行详细分析后,便对实验的目的和实验的操作步骤有了初步的认识。
2.2.2 归纳提炼实验操作的要点,让学生对实验思路更清晰 通过以上的问题分析,学生对实验的步骤已经有了一定的理解,此时引导学生再次梳理出清晰的实验思路,对繁琐的操作步骤进行归纳提炼。本实验的6个步骤可以简化为:暗处理→选叶遮光→酒精脱色→清水冲洗→碘酒显影→漂洗观察。这样学生对本实验操作的印象会更深刻,为接下来动手实验作好铺垫。
2.2.3 设计实验记录表格,为动手实验做准备 引导学生在对探究实验方案理解的基础上,尝试设计实验记录表格,便于实验时记录实验结果,以及实验后进行实验结果的分析。通过师生的交流讨论,完善表格(表1)。
表1 实验记录表格
实验记录表格的设计是实验设计中一项必不可少的内容,可以减少学生在探究实验中的随意性和盲目性,以提高实验教学的效率。
2.3 学生自主实验,教师作适当指导 先将学生分组,每一组都有能力强和能力相对较弱的学生,选出组长。由组长统筹安排,给每个组员分配实验任务,保证人人参与。学生动手实验时,教师巡视,适时指导。发现学生的闪光点及时给予鼓励,对于不足之处及时给予指导和帮助,明确学生努力的方向,给他们提供前进的动力。当学生看到自己通过实验得出结果时那种兴奋之情溢于言表,满足学生的好奇心和动手欲望,激发学习生物学的兴趣。
2.4 学生展示实验结果,得出实验结论 让小组代表到讲台上把实验结果通过投影展示出来,并用自己的语言描述实验的现象,并透过现象得出实验的结论,从感性认知进而上升到理性认识。其他小组与之对照是否一致。如果小组间的实验结果出现了明显的差异,全班一起讨论、分析,找出问题的原因所在。这样不仅使学生对实验原理、实验方法的掌握更加牢固,理解得更加深刻,而且能提高学生分析问题和解决问题的能力,培养学生的生物学科学素养。
2.5 在实验基础上,完善本节课的教学内容 “光合作用”是本节课的一个重要概念。学生对这一概念的构建是建立在让学生动手完成关于“绿叶在光下制造有机物”实验的基础上。学生亲自动手实验、分析实验现象,得出实验结论后,可以直观地认识到光合作用的产物是淀粉,光是光合作用不可缺少的条件,理解光合作用的意义便水到渠成,同时为理解下一章光合作用的概念做好了铺垫。
教参建议本节课用2个课时完成,而笔者设计的这节课只用1个课时便可完成,这样的设计能更好地体现知识的整体性与连贯性。为了确保课堂教学时间的充分利用,教师在课前必须进行精心策划,统筹安排,使实验教学的环节一环紧扣一环,实现在良好的课堂秩序环境下,让学生进行充分的自主探究,高效地完成实验。