生物实验论文.doc

武进星辰实验学校 徐亚楼 江总书记指出：“创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的持久动力，没有创新的民族是难以自立于世界民族之林的。”我国社会发展史就说明了这一点。中华民族曾创造过灿烂的文明，四大发明有力的显示了中华民族优秀的智慧和卓越的创新才能，但近代中国的创新能力明显逊色于其他一些国家，原因在哪？归根结底还在教育：传统的填鸭式教育严重束缚了创新思想，产生了一大批“高分低能”的所谓“人才”，由这样的人才创造的文明也就可想而知了。只有从教育创新入手，全面提高民族的创新能力，才能提高我国在国际竞争中和世界格局中的地位。生物学是新世纪的前沿科学，在培养学生的创新能力方面担任着重要的作用.生物学又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。一、 培养实验兴趣，激发创新动力初中生活泼好动，好奇心强，求知欲强，但不能持久。做实验是他们上生物课最高兴的事了。但是几次下来，通过交流发现：他们的兴趣在减退。原因很简单：课本实验虽然数量不少，但内容和形式与学生的需求有一定的距离，他们感觉好象是一个木偶一样被牵着走。这样的实验远远满足不了他们对生物的好奇心。因此，在实验教学中突出学生的主体地位，培养学生的创造兴趣显得尤为重要。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：根据初一植物教材中根的向水性、向肥性教学内容，增加了一个设计实验，让学生自己选材，自己设计操作步骤，把植物的根培养成各种几何图形。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，精心护理。各式各样的根培养出来之后，再以小组为单位进行评比，评出最佳设计奖，最佳效果奖，最佳创意奖。又如：在光合作用实验的基础上，拓展实验外延，增加了在叶片上印上自己的头像或自己喜欢的照片，在果实上印上自己喜爱的商标或图案的实践；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。通过以上种种努力，学生的创新意识被很好地激发出来，引发了许多奇思妙想，充分展示了他们的创新潜力和聪明才智。二、 创建平等民主的师生关系，构建创新氛围，启发创新思维教学民主是创新教学的重要条件，只有在师生之间架起一座平等、民主、亲切、和谐的桥梁，以保证学生心情舒畅、思维敏捷，才能使各种智力的、非智力的创造性因素都处于最佳状态。“心理自由”和“心理安全”是创新力形成的两个重要条件。因此教师要摈弃师道尊严的旧观念，在发挥主导性的同时，努力使自己成为学生中的一员，进而创造一种民主和谐的、轻松愉快的课堂气氛。前苏联学者雅各得钦曾说：“重要的是创造一种生动活泼的课堂气氛，使学生感到没有思想负担，大胆地、无拘无束地讨论问题，论证自己的观点，学会证明和反驳。”要善于激励学生，大胆质疑，欢迎学生与自己争辩，对于敢于发表反驳意见的学生，不要吝啬你的表扬，即使他的意见是错的，也要在肯定他的勇敢精神的前提下，通过讨论加以指导。例如：初一生物教材涉及光合作用的意义，教师提到“万物生长靠太阳”。一学生立即提出反对意见“万物生长靠月亮”，引来学生的哄笑。对于这一与传统观念明显相悖的观点，教师没有粗暴地加以指责，而是鼓励他说出他自己的想法，与他一起寻找证据，引导学生讨论，得出两者其实不相矛盾，而是角度不同的结论。对这位学生不盲从教师，不盲从传统的精神，教师在很多场合加以褒奖。于是，“并非所有的人都有206块骨，书本上说得太绝对了，有的人有207块骨”“有的人心脏不在左过而在右边。”等更多质疑教材的观点出现了。三、培养多种实验能力，提高创新技能（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。例如：如何区别单叶和复叶；互生叶序、对生叶序和轮生叶序？假如课堂上观察了，就很容易分辨出来。在教学中，我除了在课堂上让学生辨认外，还布置了一个课外作业：让学生调查校园内的所有植物，分辨它们的叶的类型和叶序类型。又如：在探究光合作用的原料、条件和产物的几个演示实验时，每个步骤都要仔细观察，否则，难以理解光合作用的本质。（二） 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。四、创设情景，培养学生问题意识。 我国古代著名教育家朱熹说：“读书应无疑者，先教有疑。”疑是创新的前提，引导学生质疑和释疑有助于创新能力的培养。在每堂课的起始阶段，学生对新课的内容和教师在新课中的教学活动或多或少地怀有好奇心，注意力也比较集中。教师就应牢牢地把握这一有利时机，把本节课所要学习的新知识创设成若干问题情境，用新颖的方式、生动的语言提出来，以满足并强化学生的新奇感，激发学生的求知欲。创设良好的问题情境能有效地激发并维持学生的学习兴趣，为课堂教学创设一种紧张、活跃、和谐、生动、张弛有效的理想气氛。例如：在“观察叶的结构”的实验之前，教师可安排这样两个问题：（1）叶的颜色为什么上面比下面深些？（2）许多叶子在落地时为什么往往是腹面朝下？同时告诉学生，要解决这两个问题，必须首先了解叶的结构。这些问题情境持续地激发着学生的学习热情，为课堂实验教学能顺利地开展提供了可靠的保证。五、改革课本实验，培养创新思维。 （1）变验证性实验为探索实验 现行的生物学实验大多还是验证性的，它具有较强的系统性，有利于培养学生掌握生物学实验的基本技能，并使学生掌握初步的科学研究方法。但是，验证实验的内容有的偏重于技能的训练，有的则使学生的学习处于较被动的情形中，它不利于学生从实验中发现问题、解决问题，也不利于形成学生在学习活动中的主体地位。因此，有必要对现行的生物学实验进行一定的调整，重新设计和增加一些探索性实验，让学生在教师组织和引导下通过探索事物客观规律的活动来获得新知识，培养提出问题、分析问题、解决问题的能力。例如，学习“种子萌发的外界条件”这一内容，实验前教师先让学生观看“在温带地区的春季，热带地区的雨季，各种各样的种子纷纷萌发”一段录像。此后，教师即提出问题：“为什么自然界有这种现象？究竟是哪些外界条件影响种子的萌发？”这样学生立即明确了探索的方向和目标，激起学生好奇心，进入探索境界。然后教师再引导学生大胆猜测可能需要的条件，思考用什么方法进行验证，设计出实验方案，验证猜测，最后得出结论。（2）变演示实验为课外实验变演示实验为课外实验，可以避免演示实验只能由教师做，学生看，学生无动手实践的机会等弊端。例如：演示实验种子的萌发条件，教师可在上课前五六天，布置学生在家中按实验示意图的要求做。上课时把这两套装置带到教室里，供观察时使用。还有其他很多演示实验也可以改成课外实验。教师提倡每位学生都要亲自动手，但不作硬性规定，学生都非常欢迎，大部分学生都能按教师的要求去做。这样，一方面有利于培养学生的兴趣，调动学生的学习积极性；另一方面还有利于培养学生自己动手操作的实验能力及独立工作的能力。六、课内外结合，拓展创新空间。 除了课堂实验教学外，还可以积极开展校外、课外观察实践活动。组织学生到野外，田间去接触实际、接触社会、接触大自然以扩大视野，提高学生的动手能力，帮助学生更好地理解并掌握书本知识。如：带领学生走出教室，走进校园，认识校内动植物，认识每种植物的叶脉类型，叶的类型，叶序类型。指导学生进行植物栽培，练习植物的繁殖技术。在青蛙的繁殖季节，捉些小蝌蚪带进教室，观察它的身体变化，从而了解它的发育史。这些措施不仅能够培养操作技能，还能增强学生对生物的浓厚兴趣，把理论知识应用到实践中去，又通过实践丰富了课堂上所学的理论知识。只有积极开展校外、课外活动，才能弥补学校教学的不足，才能更好地进行生物学教学。七、关注生物学成就，培养学生创新使命感。 教学中结合教材，介绍生物科学、农业、医药方面的成就。如：华佗的“麻弗散”，“开颅术”；李时珍的本草纲目；袁隆平的杂交水稻；1965年首先合成的具有全部生物活性的结晶牛胰岛素。这些都对探索生命的奥秘有重要意义。既有利于增强民族自豪感，对学生进行爱国主义教育，又能开阔学生视野，调动学生学习生物积极性。 同时还可涉及生物发展前景：学习生理卫生时，指出器官移植、单克隆抗体的免疫治疗的应用前景；学习生殖系统时，指出试管婴儿的诞生和发展的过程及意义；人类基因组计划的进展及意义；学习动物学时，指出仿昆虫复眼可研制偏振光天文罗盘，蝇眼透镜，鳖眼电子模型；学习遗传和变异时，指出基因工程在人造生物，物种改良，疾病征服等领域的应用，从而使学生能放开眼界，进而深感生物科学对未来生活的重要性，激发他们的创新使命感。试论初中生物教学中学生实验设计能力的培养试论初中生物教学中学生实验设计能力的培养文章来源 摘要:实验设计在中学生物课程改革和考试内容改革等方面越来越呈现出重要性。生物教学中的实验设计可以分为局部型和全程型两大类。全程型实验设计应按六个步骤进行并遵循四个原则。本文从教和学的几点策略上培养学生的实验设计能力。 关键词:生物教学、实验设计、能力培养 实验设计是指正式实验之前 ,实验者根据一定的实验目的和要求 ,运用有关的科学知识和原理 ,对实验过程中的材料、手段、方法、步骤等全部方案的制定。这在新的课程改革和考试与评价改革中 ,越来越受到重视。本文拟结合初中生物教学谈谈对学生实验设计能力的培养。 1. 培养实验设计能力的意义 由于新教材的实验以探究为主,着重培养自主学习能力。培养学生的生物设计实验能力,是中学生物新课标明确提出的培养学生观察能力、思维能力、实验能力和自学能力等四种能力之一。生物实验设计能力既是实验能力的重要内容,也是实验能力的最高层次,其本身具有较强的综合性、创造性和灵活性等特点。在生物实验中,其基本思想就是“对照”,大多数生物实验以对照性原则进行设计的,在实验设计中,通过设置对照组,可排除无关变量的影响,减少实验误差。笔者在教学视导中发现,学生通过对新教材的学习,在实验设计能力上有了质的飞跃,在设计实验时都能自觉设置对照实验,但是对于什么是实验组,什么是对照组概念模糊,经常张冠李戴。如初二上册P85技能训练“评价实验方案”中找出每个方案的实验组和对照组,大部分学生就非常模糊,思维混乱。学生思维能力发展的方向及质量,体现在教师的教学思路和方法上,因此要求教师在教学过程中必须自身首先明确概念,在各探究实验中有意识地进行渗透和指导,使学生在设计能力、思维上得以真正的深化提高。本文对初中教材中出现的探究实验涉及的对照实验略作探讨。 2.关于实验设计的基本类型 课程与教学中的实验设计大体上可以分为两大类 ,即局部型和全程型的实验设计。 2. 1 局部型实验设计 只要求学生设计实验方案中的某一部分或某一个环节 ,可以用于较低年级的学生 ,比较节约时间 ,学生可随堂完成。 2. 1. 1实验目的原理的设计。题目给出实验题目及一些实验情境 ,让学生设计实验的目的和原理。例如 :有人在室外空旷处 ,在不用任何药剂、装置触及幼苗的情况下 ,使幼嫩植株长成如图示 (图略) 形态。请写出该实验的目的 ,并说明实验原理。 2. 1. 2实验器材的设计。教师或教材提供了实验题目、实验目的或实验原理 ,要求学生根据现有条件 (如学校设备和自然资源) 完成实验器材的选择与使用的设计。如“种子萌发的条件”的探究实验 ,可以让学生设计不同方案的实验器材及实验装置。 2. 1. 3实验步骤的设计。根据题目要求给定的器材以及实验提出的目的 ,设计或补全实验步骤。例如, 请参照“光对鼠妇生活的影响”的实验过程,设计一个对照实验,进一步探究“洗衣粉对鼠妇生活的影响”,并写出实验报告。 2. 2 全程型实验设计 教师教材只给出实验的题目及某些附带的条件 ,实验的目的、假设、器材、步骤和预期的结果等都由学生完成。甚至实验课题的题目有时也可以由学生来选择和设计。这类设计提供的线索比较少 ,因而难度相对比较大 ,多在高中阶段的生物教学中出现。它仍可以分为两大类 ,一类是教科书规定的 ,另一类是教材之外追加的。本文后一部分就是以这种全程型为例来说明实验设计能力的培养问题。 3.分步细说实验设计能力的培养 一个完整的实验方案一般包括 : 实验题目的确定 ; 提出假设 ; 设计具体的实验方法和步骤 ;预期实验结果 ; 观察和收集数据 ; 分析推理 ;得出结论 ; 讨论与交流。 3. 1 了解实验题目的确立 中学生物实验设计的题目虽然是教材给定的 ,但是让学生了解科学家如何发现问题、提出问题、确立研究课题的过程 ,对激发学生的实验设计的兴趣 ,提高学生实验设计的能力有很大的作用。实验题目的确定大致有两个途径 :一是从普通现象中寻找同一性 ,揭示事物的本质和规律 ;二是在普遍现象中寻找差异性 ,从中发现新问题、提出新观点、确立新的研究方向。 3. 2 明确实验设计的目的和依据的原理 实验目的是实验设计的出发点和归宿 (方向和目标) 。实验原理是实验设计的灵魂 (依据) ,因此在进行实验设计前应要求学生预习 ,通过讨论 ,使学生明确实验设计的目的、主要研究的内容和所依据的原理。 3. 3 引导学生作出假设 假设是实验者对自然界或生物学实验中的可以观察到的现象提出一种推测或猜想。中学生物实验设计的假设一般是依据教材提供的事实和一定的实验原理而提出的 ,因此在指导学生作出假设前 ,应对教材中提供的材料进行归纳分析 ,从中找出共同性、本质性的东西 ,将感性的材料上升为理性的思考 ,从而做出合理的假设。 如何引导做出实验假说根据科学事实提出问题和假说, 这是科学研究的起始步骤。从现行教材提供的材料看, 探究性实验和研究性课题都是有一定目的的引导性探究和发现。一般情况下, 学生做出的假说无对错之分。这一原则旨在鼓励大胆做出假说, 积极参与教学过程; 但作为教师必须明白,学生做出的假说又有好坏之分, 这主要表现为: 一个好的假说总是和做出假说的前提有着高度的一致性、派生性和演绎性。作者曾以人类对于疟疾病因的探究过程为例, 较好地说明了如何在科学过程中有效地建立假说。 19世纪, 疟疾猖獗, 人们根据疟疾分布区的环境得出结论: 低洼多水、气温较高的烟瘴之区易发疟疾。为什么在这样的地带易发生疟疾呢? 人们设想: 污水可能是使人患疟疾的病原, 污水蒸发可能产生毒气使人生病。这是根据经验规律而提出的疟疾病因假说。当污水被清除后, 疟疾果然大大减少。这证明假说是正确的。那么污水是如何引起疟疾的呢? 若污水是直接致病的, 喝了污水就应该发病。 但研究否定了污水直接引起疟疾的假说。人们又发现: 清除了污水, 蚊子少了, 同时疟疾也少了; 住在低洼沼泽地、室外露天睡眠的人易患疟疾;不用蚊帐的人易患疟疾; 夜间在薰烟的火旁睡眠的人很少患疟疾。联系这些事实, 人们不尽假说: 疟疾是不是蚊子传播的呢? 法国医生拉佛兰在疟疾患者的血液中发现了细长如丝的微生物。他假说微生物可能是疟疾的病原。这一假说和上述蚊子可能传播疟疾的假说联系起来, 使英国军医罗斯推想: 如果上述两个假说是对的, 吸了患者血液的蚊子, 体内就应该带有这种微生物。后来罗斯通过实验证实了这一假说。罗斯还让蚊子吸麻雀的血, 定时解剖蚊胃。他发现这种小生物不但存在于蚊胃中, 并且能够繁殖。他又让感染的蚊子去吸健康麻雀的血液, 原来健康的麻雀发病了。进一步在志愿者身上试验, 直接证明了疟原虫在人体的传播与在鸟类体内的传播一样,都是以蚊子为媒介的。至此, 疟疾是由蚊子传播的假说得到最后的证实, 假说已转化为科学定理或学说了。 同时也从以上材料中总结出: 假说是问题的延伸,同时也是实验设计的基础; 做出假说和提出问题之间的逻辑联系, 在这里, 科学问题、科学实验、科学资料、科学实践、生产实践、人文活动等都可能是做出假说的基础(下图中用“观察”一词来概括); 假说在科学过程中的地位及其承前启后的重要作用。 3. 4 指导学生设计实验过程 实验过程设计是根据实验目的、原理和提出的假设。设计出具体的实验方法和步骤。指导学生设计实验过程应遵循如下原则 :A、单因子变量原则 :控制其他因素不变 ,而只改变其中某一元素 ,观察其对实验结果的影响。单因子变量有两层含义 ,一是确保“单因子变量”的实验观察 ,一个实验一般只设置一个变量 ,做到一个实验因子对应观察一个反应分子。二是确保单因子变量的操作规范 ,尽可能避免无关因子及额外因子的干扰。 B、设立对照原则 :对照是实验控制的手段之一 ,通过设置对照实验 ,可以消除无关因子对实验结果的影响 ,增加实验结果的可信度和说服力。根据实验项目可以采用相互对照、空白对照、自身对照、条件对照等。例如本实验采用的是相互对照。 C、随机性原则 :为了使实验更具代表性 ,消除或减少实验中的系统误差 ,从而避免实验结果的偶然性 ,在选择样本时选择面要广 ,种类、数量要比较多 ,还要注意随机取样。 D、重复性原则 :某一具体实验的结论不一定能概括出同类事物的本质 ,必须进行重复验证。即控制某种因素的变化 ,在同等条件下重复实验 ,观察其对实验结果的影响程度。重复的方法有两种 ,一是扩大实验样本 ,二是将实验结果扩大到同类事物中去。 第三 ,要排除其他因素的干扰。因为生物生长在复杂的环境中 ,受到各种环境因素的影响 ,为消除无关因子对实验结果的干扰 ,增加实验结果的可信度和说服力 ,可以通过设置对照组消除其他无关因素的影响 , 第四 ,要增加实验的可信度 ,必须进行重复实验 第五 ,要避免实验的偶然性 ,根据随机性原则 , 3. 5 作出实验预期 预期是指检测假设之前提出的对实验结果的预期。它既是从假设中推测出的结果 ,又是检验假设的一个对照。一般情况下 ,实验结果与预期一致 ,则假设成立 ,若实验结果与预期矛盾 ,则假设不成立 ,必须寻找原因 ,修改实验方案 ,重新进行实验。 3. 6 组织讨论与交流 学生写出实验方案后 ,应组文章来源 ,在学生明确实验设计的基本环节、遵循的主要原则的基础上 ,着重讨论设计的创新之处 ,如实验材料的选择、实验方法的改进、实验顺序的安排等 ,通过交流学生间能相互启发和借鉴 ,更好地发挥学生的积极性和创造性 ,对学生修改和完善实验设计有积极的促进作用。设计实验方案后 ,应根据方案进行实验 ,观察和记录实验现象 ,收集有关实验数据 ,并根据实验结果进行分析、推理 ,得出结论。若实验结果与假设一致 ,则假设成立 ,通过重复实验的验证 ,得出肯定的结论。若实验结果与假设不一致 ,必须分析原因 ,重新设计或修改实验方案 ,继续进行实验。在上述各个环节都要充分调动学生的积极性和主动性 ,鼓励学生积极思考 ,敢于发表不同意见 ,既要尊重科学 ,也要敢于标新立异 ,大胆创新。 4.教学策略 4.1 教的策略 4.1.1 创设情境 充分运用各种手段创设具体生动的情境 ,激发学生的学习情绪 ,从而引导学生积极思维。创设情境的常用方法有 :以真实的生活展示情境 ;以直观的实物(如模型、标本、录像、示范操作) 演示情境 ;以简洁的图画(包括简笔画、动画、图片) 再现情境 ;以形象的语言描绘情境。 4.1.2 启发思维 教师的启发性讲授和学生之间的讨论 ,是启发学生积极思维的两种常用方法。例如 ,运用“头脑风暴法”进行讨论 ,可以引起创造性思维的连锁反应 ,在短时间调动起极大的创造力。实施方法为 : 以小组合作的形式开展讨论 ,在教师规定的时间内 ,尽快地说出尽可能多的解决问题的设想或方案。由小组集中以后再向全班公布。集体讨论各小组报上来的设想或方案 ,由学生自己判断其正误。教师可以从多角度、多层次给学生以提示(但不是答案) ,给学生的讨论以正确的导向。这种讨论的方法犹如一场短时间的思维“风暴”,它既是思维的快速发散 ,又是信息的瞬间集中。这样 ,不仅仅能使学生相互启发 ,相互弥补知识缺陷 ,而且借助竞争气氛充分调动每个学生的思维潜能。 4.1.3 提供线索 线索是思维的方向 ,及时为学生提供线索 ,可以使学生少走弯路 ,尽快实现目标 , 4.1.4 传授方法 现行的生物学教材中很少有“设计创新性”实验 ,没有现成的经验可以借鉴。“工欲善其事 ,必先利其器”,教师必须给学生补上“如何设计实验”这一课。让学生了解实验方案包括的内容、设计实验的一般程序和遵循的原则;掌握设计实验的方法和技巧、实验器材的选择和步骤的安排、实验现象的观察和结果的预测等。还要指导学生通过实验来验证实验方案的正确性。 4.1.5强化训练 ,培养实验设计能力 (1) 引导学生改进教学实验过程传统的实验教学并不提倡对实验现象 、方法、材料质疑 ,无论是演示实验还是分组实验 ,基本上都是验证实验 ,只需模仿 ,不需研究 。为此 ,教学中应鼓励学生对实验的方法、步骤 、实验材料进行改进 、研究 。 示例 在“光合作用”一节的教学中 ,引导学生将书本上的一个验证实验 、两个演示实验进行综合设计 ,改进成一个多组对照实验方案 :选择两盆银边天竺葵 ,标记A、B 盆 ,分别选一片天竺葵叶 ,用黑纸片从上下两面遮住叶片的一半 ,A 盆放入盛有氢氧化钠溶液的水槽中 ,B盆放入盛有等量清水的水槽中 ,分别放在两个玻璃钟罩内 ,经过黑暗处理 、阳光照射 、脱色等一系列实验步骤 ,可得出如下结论 :光合作用的原料之一是二氧化碳 ;光是光合作用的条件 ;光合作用的场所是叶绿体 ;淀粉是光合作用的产物 。 通过这样的实验设计 ,既加深了学生对实验原理的理解 ,又开拓了学生的思维 ,提高了学生的创新能力 ,还增加了学生进行实验创新的兴趣和信心 ,学生获得了多方面的收益 。 (2) 将验证实验设计为探究实验 将验证性实验设计为探究性实验 ,必须考虑三个条件 : 教材内容难易适中 ; 学生对进行探究性实验已有一定的知识准备 ; 教师恰当的引导和启发。 示例 验证“人体呼出的气体中含较多的 CO2”,教师鼓励学生把它设计成探究性实验 ,学生设计探究的问题是 :“人体呼出的气体 CO2与空气中的 CO2含量的关系”。实验方法为 :A、B、C 三个试管装有等量的澄清石灰水 ,A 试管由学生用吸管向里吹气 ,B 试管用吸耳球向里打气 ,C 试管不做处理 。观察三个试管中石灰水的变化 。 (3)引导学生拓展实验内容 : 示例 如鉴定骨的成分实验中 ,学生有这样的疑问 : 骨煅烧后剩下的是无机物吗 ? 骨脱钙后剩的是有机物吗 ? 针对上述疑问学生设计出补充实验 :将煅烧后的灰白色物质投入另一只装有盐酸的试管中 ,灰白色的物质产生大量气泡 ,最后全部溶解 ,液体呈无色透明状 。将脱钙后的骨用吸水纸吸干水分 ,继而燃烧 ,初时观察到骨受热缩成团 ,继而燃烧 ,证明柔韧的骨主要成分是有机物 。 拓展实验方法: 示例 “植物向性运动”实验 ,教师试着给出实验目的 (验证植物根具有向地性) 、实验材料 (几种植物种子 、培养皿 、纱布 、潮湿的沙土等) ,然后让同学们自行设计实验来验证植物具有向地性 。结果收效甚丰 ,方案十几种且基本简单合理、可靠性强 。比如 : 方案一 :将大小相似的几粒黄豆种子以不同的姿态 (胚根横置 、朝上或朝下) 播种到潮湿的沙土中 ,几天后观察它们的生长状况 。结果 :所有黄豆的根都朝下生长 。结论 :黄豆的根具有向地生长的特性 。 方案二 :选 4 粒饱满有生命力的玉米种子 ,平放到一个培养皿中 ,使种子的尖端部分都朝向培养皿中央 ,按上下左右位置安放妥当 ,用胶带纸固定 。玉米种子上面用棉花铺满 ,然后将棉花和玉米种子胶带纸固定并加水湿透。把培养皿竖起来放在橡皮泥或支架上固定 。几天后 ,从培养皿底部可发现所有的玉米种子根都朝下生长 。 方案三 :将几粒玉米种子放在湿润的土壤中 ,待长出 2cm 左右的长根时 ,小心仔细地挖出 。在湿润的沙土表面把带长根的种子一部分水平放置 ,一部分垂直向上放置 ,保持种子湿润 。过一段时间观察 ,玉米根仍向下生长 。 (4) 交流点拨 提高实验设计的能力由于实验设计具有开放性的特点 ,再加上每个学生自己独特的思考方法和不同的解决的途径 ,设计水平高低不同 ,得出的结果是多种多样的 。所以 ,在进行了一定数量的设计训练后 ,教师要及时给予点拨或引导学生交流设计成果 ,总结出生物实验设计方案的基本思路和评价标准 (科学合理 、设计简捷 、效果明显等) ,从而使学生巩固实验设计方法 ,提高实验设计的能力 ,丰富了学生的思路 ,启迪了思维 。 4.2 学的策略 4.2.1 强烈的问题意识 问题意识是产生创造性思维的条件。学生一旦有了这种意识 ,大脑就会处于高度的兴奋状态 ,大大加快思维活动 ,想出平时想不到的好办法、好主意、好点子来。 4.2.2 积极的个性特征 探究性学习需要脑力和体力的高度紧张 ,这就要求学生具备强烈的好奇心和求知欲 ,坚强的自信心与耐心 ,坚忍不拔的意志与恒心。因此 ,积极的个性心理特征是开展探究性学习的必要条件。 4.2.3 怀疑的思维品质 留心观察 ,勤于思考 ,常会产生疑问 : 实验的材料能否用其它材料代替 ? 能不能改进一下实验的用具和装置 ? 实验的步骤是否可以设计得更简单些 ? 由观察 v生疑 v解疑 v创新 ,这是实验教学中培养创新能力的有效途径。 4.2.4 合作的团队精神 不论是小组讨论还是集体讨论 ,都要敢于发表自己的意见 ,接受同学们的评价。虚心向他人学习 ,学会与同学交流 ,取长补短 ,共同提高。新课标下农村初中生物实验教学面临的挑战和应对策略 江苏省如皋市江防中学 郑国建 (226532) 摘要：国标苏教版生物教材中增加了大量的实验内容，但由于目前农村初中教学条件的限制，实验的开展未能体现新课程的要求，本文从农村生物实验面临的一些挑战和所采取的应对措施作了阐述 关键词： 新课标 生物实验 挑战 策略 04年秋半学期始,我市新初一开始使用苏教版生物新教材。新教材、新理念给生物基础教育带来了生机和活力，也为广大的生物教师从事新一轮的教育教学改革带来了新的机遇，特别是新课标倡导的以探究式学习为主体的教育思想更使生物教学及实验改革如火如荼。但同时也给农村学校，尤其生物实验教学带来了诸多的挑战。 1 课程资源的开发面临着挑战 新课程改革是国家第九次课程改革，改革的目的是为了适应国家未来发展所需要的开放性、创造性人才培养的需要，新课程中始终贯穿自主学习的新理念，提倡让学生动手、动脑，要求教师应指导学生自主探索与实践。但在近半年的教学实践中，我们发现新课程改革并未能真正变成实际教育教学效果。究其原因是，课程作为一种资源，其开发可分为校本课程开发；教师课程资源开发；综合实践课程开发等部分。就教师课程资源的开发而言，新课程强调学科教学内容要具有开放性、交叉性、整合性、综合性，所以教师必须要有足够的课程资源可供利用、选择、开发；必须要有充分的知识库来让教师获取“营养”。但农村学校由于受地域、经济、硬件等条件限制，可供教师获取知识和信息的资源极为有限。许多学校没有校园网络及教学多媒体，缺少相应的图书和标准实验室。有限的图书得不到及时更新和有效利用，学生的生均占有实验仪器量和微机数少得可怜，四率工程建设跟不上新课改的步伐。教师没有资料可查，学生没有大量的图书可供阅读。没有资源可以利用，搜集资料，完善知识结构、改进教学策略等受到影响，实验教学不能很好地开展，生物实验的开出率达不到规定的要求。学生的实践性未能很好体现，新课程的落实打了折扣。 2 实验硬件建设面临着挑战 教育质量的提高，实验手段的改进，新课标的实施都离不开硬件的支持，目前农村初中在新课程实施中面临着硬件“跟不上”的现象。虽然近几年来“普九”验收政府投入，教育教学条件大为改观，但面临的新的困难也日益显著，相当一部分农村学校缺少足够数量的独立实验室和必配仪器，理化生合用仪器的现象普遍存在。尤其目前生源高峰，班级数及人数剧增的情况下，更是捉襟见肘，从而影响了实验的进度和质量。由于经费紧张，部分学校的生物仪器装备还停留在当年的“普实”的验收标准上，少数实验依然是原先的类标准（四人一组），特别是新课程中的创新实验的仪器更是缺口很大。教学设备的陈旧、缺乏与老化无法适应新课程的教学要求，教师无法进行必要的演示实验，学生无法动手实验研究、探索，由于缺少多媒体液晶投影仪等现代化的教学设备，师训、教参提供的各种教学光盘和课件只能成为摆设。 3 农村初中教师素质面临着挑战 教师素质的高低直接影响着生物教学及实验质量的提高。但从目前农村初中生物教师的构成上来看，呈现专业化教师偏少，课时负担过重及知识能力与条件不相适应的特点，不少农村初中存在兼职教师。教师整体素质不高，更谈不上什么实验教学创新及课程改革了，其具体主要表现在： 3.1 思想观念落后，实验教学流于形式 面对新课改，部分老师不是主动参与，积极研究，迎接挑战，而是被动应付，没有紧迫感。在教学中受传统教学的思想影响严重，习惯于运用传统教学模式，不去挖掘新课程中实验教学对初中生物教学带来的积极影响，也不去设法组织学生进行有关实验的探究，没有利用好农村这块天然资源进行实验的改革，而是把实验作为一种任务，流于形式地去做一遍，至于是否达到了新课标的要求，未必去多想，从而影响了新课程的实施。 3.2 生物教师非职业化非专业化,实验教学无法深入 农村初中不少学校,尤其欠发达的乡镇初中情况较重，原先的生物教师编制就紧，加上长期的生物“不考”，使得生物教师能改行的改行，不改行的也兼教别的主课（如改教化学、物理、数学等学科），即使教生物其投入的精力和时间有限，特别是近几年又遇到学校合并，班级人数增多，生物教师编制与专业化的矛盾更加突出，虽然近几年新分配了不少年轻教师，但面临着新教材、新学生、新的理念及新课标下的教学要求，部分老师力不从心了，表现在不积极参加课改培训和理论学习。缺乏接受新事物、与时俱进的能力，实验教学开展无法深入。 3.3 教学方法手段陈旧,实验素质和能力培养成为空话 实验教学的正常开展,是培养学生科学素养和能力的基础,但部分教师实验教学选择面过于狭窄,实验仅限于课本和大纲,过分重视实验目标而不重视实验过程,课堂内容干瘪、肤浅,过分重视学生去验证课文上的东西,使学生的观察局限在老师预设的范畴之内,缺乏创新性、趣味性和前瞻性。做与不做差不多，学生体会不到自己动手、动脑、发现问题带来的乐趣，感受不到科学的魅力，过分要求实验基本操作的规范，而忽视实验探究的过程，从而影响了实验的预期效果，实验中培养能力成为一句空话。 4农村初中生物教师进修培训面临着挑战 生物教师的培训工作，是顺利实施生物新课程的基础，教师观念的更新，教材课程标准的把握，更多依赖于教师的培训工作。可是，目前农村初中选送和集体培训普遍走过场、不到位，虽然部分老师参加了一定级别的培训，如南通市骨干教师培训，但是由于受自身素质、学校条件和培训点人数等因素限制，新课程的转化率不高，不能较好地将培训所得转化为教学实践。而且培训只是少数的部分老师，不能解决目前教师在实施新课程方面不足的问题。农村初中生物教学及实验任重而道远。 那么，如何改变目前农村初中生物实验教学面临的种种挑战呢？ 5对农村初中生物实验教学应对的策略 5.1改革认识误区,加大政府投入.进一步改善农村办学条件 新课程改革是适应新形势下生物教学与国内国外接轨的需要，其改革势在必行。积极投身到这次新课改的洪流中去是每一位生物老师，尤其生物实验老师的义务。因此，应对现实的挑战，促进农村初中生物新课程的顺利实施，是摆在各级政府、教育主管部门、农村学校及教师面前的一项十分紧迫的任务。只有继续加大教育投入，切实改善农村办学条件，尤其生物实验室硬件设备，尽快改为，或改1+1为2+1，加大教育现代化建设力度，提高农村教师实施新课程的能力和水平，确保农村初中新课标的顺利实施。 5.2改革现行教学方法，培养学生的实验技能 教师要进一步认识实验教学的重要性，正确处理实验教学与课堂教学的关系。要从教师、课堂、书本为中心的验证性实验中走出来，彻底改变那种教师一讲到底或靠学生死记硬背带来分数的陈旧方法，大力倡导自主学习、合作学习、探究学习，