当前我国基础教育领域正进行着一次深刻的变革。新课程改革尤其重视学生综合素质的培养,新教材中增加了许多实验内容,包括观察、探究和调查等。生物实验对学生掌握理论知识、培养能力、激发学习兴趣和形成科学素质都起到至关重要的作用。
一、生物实验是知识深化和迁移的重要通道
生物实验是使学生的认识由感性到理性,思维由抽象到具体、知识从理解到应用的重要手段。在设计、实践操作、记录、分析结果的过程中完成知识的深化和迁移。
生物学是一门以实验为基础的自然学科,生物学的理论是人们通过实验总结出来的,许多生物结构必须通过实验才能观察清楚 ,许多生物现象也必须通过实验才能使学生深刻理解。 只有通过动手实验才能使学生透过文字知识的表象看清其内在实质。
生物学科的许多知识如果仅靠课堂讲授不够形象、直观,所以学生听后印象不深,掌握不牢,这种情况下实验就显示出了它的独特优势。有的时候一个实验过程甚至胜过教师课堂上多次讲解的效果。实验过程本身就是对课本知识的延伸,是巩固课堂所学知识的一种方法,是学生所应具备的一种应用能力。有的实验由于周期过长,很难在课堂实验中见到实验结果,这时我们可以建议学生利用课外拓展创新和实验的空间,这也是将来源于生活的实验还原回生活的有效途径,更是建立学生实验意识的良好手段。
二、生物实验有利于培养学生实验操作技能
训练学生基本技能是生物实验的基本目的之一,也是中学生生物课程标准的一项基本要求。例如:临时装片的制作、解剖小动物、采集制作实验标本、绘制生物图等都需要在实验中反复练习才能得到很好的掌握。
例如“精确测量胚芽鞘尖端长度实验”,“叶绿体色素的提取和分离”等都要求学生具备一定的实验操作能力,在不断的操作中学生的实验技能才能得以提升,即便是一次没有得到预期结果的实验对提高操作技能方面都具有积极的意义。不仅有于学生掌握实验设计的基本方法,更有利于学生深刻理解生物学的基本原理、规律,从而形成规范、严谨、科学的思维方法。
三、生物实验培养学生的综合能力
现代的教育理论认为知识获得的过程比获得的知识更为重要。在实验中学生能够真正打破课堂教学中的从属和被动的地位,把注意力从以往的只关注结果的获得,过度到多元邻域。学生在观察、思维、想象中获得知识,培养观察能力;在分析整理纷乱实验数据中培养抽象思维能力;在设计实验步骤、作出假设、实验验证中锻炼逻辑推理能力。透过实验现象抓住事物的本质,分析问题的因果关系,学生可以获得解决问题的一些基本方法。此外,教师还可以提出实验课题,让学生自己设计实验,研究实验方法,自己选择实验仪器、材料等,鼓励学生用不同的实验方法解决同一个实验课题,进而培养学生的初步研究能力和创新能力。
生物科学本身就是一门严谨的科学,有些实验对实验步骤、实验方法、药剂的用量等各方面都有着严格的要求。学生在操作实验的过程中注意力必须完全集中,严格按照规定程序进行,必须敏锐细致的观察实验现象,清晰准确的记录实验数据。在潜移默化中培养了学生一丝不苟的科学态度和严谨的科学作风。
例如,在“生态系统的稳定性”一节中,出示生态系统图解,让学生根据图示思考:
(1)生物群落中生产者、消费者、分解者之间每一种成分过多或过少,生态系统的发展情况会怎样?
(2)要使生态系统处于稳定状态,生产者、消费者、分解者之间又需怎样的关系?
(3)构成生态系统的无机环境中,输入生态系统的非生物物质和能量大于输出,生态系统的发展情况怎样?
(4)同样思考:输入等于输出,输入小于输出时生态系统的发展又将如何?
上述设计紧紧围绕如何让学生对生态系统构成图解有个直觉认识和理性分析展开。在这种问题情境中,学生必须在对生态系统成分已有的知识基础上进行重组,形成生态系统的稳定性概念,既使抽象的概念形象化,又能激活学生的求异思维,强化学生的问题意识。
四、生物实验能够激发学生的学习兴趣
兴趣是一种强有力的内在驱动力。现在的高中生是渴望走进实验室的,因为实验形象、直观、生动、有趣。学生通过生物实验可以看到微观的生命结构,了解自己熟悉的生命现象,探索自己感性趣的生命过程。这些都易于激发学生的学习兴趣和学习的主动性。而最主要的是实验具有目的可操作性,满足了学生的操作愿望。学生亲自动手操作实验,通过努力,克服困难完成实验。此时由成功的喜悦而产生兴趣和学习的愿望转化为一种热爱科学的素养和志向。例如,在学了“减数分裂与受精作用”、“DNA的结构和复制”、“中心法则”后,要求学生联系上述知识回答“为什么子代和亲代极为相似?”这个问题虽有一定难度,但由于是在新的“已知区”和“最近发展区”的交汇点上进行的提问,问题也就容易得到解决。这样的提问深度恰到好处,学生跳一跳能够得着“果子”,这必将激发学生积极主动地探求新知识,使新旧知识发生相互作用,产生有机联系的知识结构。
总之,生物作为一门科学最终将会转化为社会生产力,生物学科因其巨大的社会价值也愈发的被教育领域所重视。我们坚信:生物实验作为生物教学中强大的支流,因其对各种能力所具有的强大兼容性,以及在知识向生产转化过程中起到的桥梁纽带作用。
《安徽警官职业学院学报》
《检验医学与临床》
《广州公共管理评论》
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