文岭南师范学院附属中学 杨美燕
《普通高中生物学课程标准(2017年版)》在课程实施建议中指出:加强和完善生物学实验教学,在重视定性实验的同时,也应重视定量实验,让学生在量的变化中了解事物的本质,教师应给学生提供机会学习生物学研究中的测量方法,实事求是地记录、整理和分析实验数据,定量表述实验结果等;要重视探究性学习报告的完成和交流,应培养学生通过文字描述、数字表格、示意图、曲线图等方式完成报告,组织交流探究的过程和结果,并进行适当的评价。由此可见,培养学生实验素养也是新一轮课程改革的要求。调查结果显示,高中学生生物实验意识、数据处理和实验结果交流策略水平偏低,因此,提高学生实验意识、数据处理和实验结果交流能力势在必行,这也是新一轮课程标准的要求。可从以下几方面进行相关的教学。
为提高学生的实验兴趣,可创设引起学生兴趣的实验学习情境,如,提供相关的图文信息资料、数据,或呈现生物的标本、生活环境,或从学生的生活经验、经历中提出探究性的问题,或从社会关注的与生物学有关的热点问题切入,从而提高学生实验兴趣,培养实验意识。例如,国家放开二孩政策,2016年和2017年是生育高峰期,在2017年进行 “检测生物组织中的蛋白质”实验教学时,笔者收集了本校所有教师购买的各种牌子的奶粉,让学生检测各种牌子奶粉的蛋白质含量。因为实验材料来自生活,因此,学生表现出非常浓厚的实验兴趣。
学生在数据收集和处理素养方面表现的不尽如人意,一个重要的原因是,教师在日常的教学中很少给学生机会去真正收集查找、整理分析数据,久而久之,学生没有真正形成数据处理的能力。因此,在教学中给学生提供更多的机会,让学生在实际案例中收集、整理和应用各种数据,真正地把握和理解数据处理的方法与技巧。如在 “探究温度对淀粉酶活性的影响”实验中,笔者引导学生设计0℃、25℃、37℃、60℃、80℃、100℃六个组,每组设5个平行重复实验,为以后数据统计留下了丰富的原始数据,实验前强调学生设计好实验记录表,并在实验中准确记录实验原始数据,实验后指导学生整理、剔除异常数据,完善实验数据后对数据进行定量分析,计算平均值和标准方差,接着比较各组的平均值和标准差,从而得出实验结果和结论。这样,学生经过多次和多样的实验数据处理经验,会掌握一定的定量分析和数据处理方法,达到提高学生实验素养目的。
数据交流能力是从事科研工作最重要的能力之一,合理有效的数据交流才能将研究成果传播出去,为科学发展做出贡献。如果数据交流能力弱,不能恰当地应用图表展示数据、不能利用数据支撑论点以及不能利用数据结果做出正确的决策并撰写出报告、论文等等,即使有良好的实验结果,所有的数据都没有意义。对于培养学生利用数字表格、示意图、曲线图等方式对数据进行表达,可指导学生运用计算机软件处理实验数据。Excel具有强大的数据分析和计算功能,处理实验数据具有简单、快速的特点,生成的图表也准确、精美。目前计算机、手机已经进入课堂,学生利用计算机或手机中的Excel将数据制图、制作表格也成为可能。
调查研究结果也显示,高二学生的高中生物概念学习策略水平不高,往往孤立地学习概念。针对此调查结果,教师引导学生掌握比较法和构建概念图将有助于提高学生生物概念学习素养。高中生物中有大量相似的很容易混淆的概念,如:核糖与核酸、囊胚与胚囊、生长素与生长激素等等,利用比较法将这些容易混淆的概念进行区分,可使学生加深对概念的理解和记忆。生物学知识主要由概念、原理、规律、理论等组成,而原理、规律和理论往往是由若干概念通过一定关系构成的。通过构建概念图(concept mapping)不但可加深学生理解概念之间的联系,获得对概念新的理解,还可构建出更大的概念;同时,根据学生构建出的概念图,老师可判断学生的知识结构和检查出学生的错误概念。