司建东
(临沂市沂水县第二实验中学 山东临沂 276400)
生物学是一门以实验为基础的自然科学,现代生物科学的发展尤其依赖于科学实验。在生物学教学中,实验对学生掌握生物学知识、科学方法、培养能力和形成科学素质都有至关重要的作用。然而,如何让实验发挥其应有的作用,成为重要的研究课题。以国家课程为基础,因地制宜进行校本化改造是行之有效的途径。
苏霍姆林斯基曾经说过:观察对于儿童之必不可少,正如阳光、空气、水分之对于植物必不可少一样。观察是智慧的最重要的能源。观察的重要性由此可见一斑。
结合人教版义务教育的4本生物学教材,笔者在教学中安排了大量的观察类实验,如观察人的口腔上皮细胞等共计20余项。要想学生通过这些实验掌握知识、形成技能、认识规律、开阔视野,观察就必须清清楚楚。
例如,“观察细菌”的实验材料是酸奶。实验时,利用亚甲基蓝染色,观察活体乳酸菌。在“观察心脏的结构”中,若给每个学生发一个猪心,成本过高,若每组一个又会让学生实验观察得不充分。因此,教师可以用猪心做演示,给学生每人发一个鸡心观察,满足学生实验需求的同时,节约了实验成本。
对于一些不易获得的实验材料,教师在实验过程中要录像拍照,存档共享,如观察草履虫。实验室自己培养的草履虫一般比较小,显微镜下可以看到轮廓,但看不清内部结构。笔者从网上购买大草履虫,不仅能看到其内部结构,连并伸缩泡、收集管联合排水的过程也能看到,给学生强烈的视觉震撼。
这些清清楚楚的观察让学生学得明白,学得有兴趣。生物课成为学生每周的一个小小期待。
正如奥斯特所说,我不喜欢那种没有实验的枯燥的讲课,因为归根到底所有的科学进展都是从实验开始的。生物实验在保证趣味性的同时,也应做到实实在在。
例如,“调查身边的生物”一课中,教师将学生带到当地湿地公园。这里生物种类丰富,生活环境多样,不只有人工种植的多种植物,还有因环境适宜而定居于此多种野生鸟类。最幸运的一次,学生在一个山坡上遇到了野鸡,还找到了野鸡的窝。这对生活在城市的学生来说,是绝无仅有的体验。
公园中的各种条件为生物实验提供很好的实验环境。如“探究植物对空气适度的影响”中,测量之前几乎所有学生的假设都是裸地湿度最低、草地较低、小树林最大。但实际测量后,学生发现:草地湿度最大、裸地与小树林的湿度没什么区别。关于草地湿度最大这一现象,在实验分析时,学生认为可能原因有:湿地公园内草坪的面积大于小树林的面积;草坪离人工湖近,人工湖也有较大的蒸发;草坪有人工洒水。关于裸地与小树林的湿度没什么区别,学生讨论后认为:空间距离近,且空气是流通的。像这样,实验结果看似失败,但学生的操作过程、分析过程,谁能说是不成功的呢?
在学习“植物的无性繁殖”时,学生总有这样的困惑:利用扦插等方法,植物真的繁殖吗?这样的技术是不是很难?教师用实实在在的实验,解决了学生的困惑。教师给每个学生发两个带土花盆,在课上边讲边演示,以马铃薯和天竺葵为材料进行实际操作。剩下的养护工作交由学生完成。到学期末的时候,天竺葵可以长得很高,马铃薯也结出很多小马铃薯。
爱因斯坦曾经说过:探索真理比占有真理更为可贵。这也正是新一轮课程改革所追求的“科学探究”精神。教师认真组织学生的探究活动,是对新课程最好的执行。在实际组织探究实验教学时,怎样才能使探究实验更有实效?探究一定要明明白白。
笔者在最初组织学生“探究光对鼠妇生活的影响”时,发现实验的现象不是非常明显,而且通过统计数据,往往在明亮处与在阴暗处的鼠妇数量差距不是很大;有时鼠妇不停地跑动,所处位置具有较强的随机性,不能很好地说明光对鼠妇的影响;鼠妇遇到刺激时的假死现象有时也会使实验结果产生误差。教师换用蚯蚓做实验动物,则效果非常明显,同样的实验装置,健康的蚯蚓不到1 min几乎百分之百地全部爬到阴暗处(有的蚯蚓可能会爬到明亮处的湿毛巾下面,统计时也应按阴暗处)。
通过实验获得一个明确的实验结论,这对于初次接触探究实验的学生是非常重要的。尽管,新课程提倡的探究活动“重过程”,但学生初次接触探究实验,“结果”也同样重要。因为,第一次实验的成功体验能够极大地激发学生的探究热情,否则就会使学生陷入“究竟有没有影响”的困惑中。而学生对结果的困惑将很大程度上影响其对实验的兴趣。