初中生物教学论文 生物实验教学现状分析及优化生物实验的研究.doc

生物实验教学现状分析及优化生物实验的研究生物科学素养的培养已成为21世纪中学生物教育的主要教学目标。但对实施这一目标的重要环节实验课教学的研究却相对较少。2006年上半年，课题组调查发现，实验课教学存在诸多问题。实验课教学效率不高、教学效果不佳是生物课堂教学最薄弱的一环。这一问题在生物学科教学中显得尤为突出。实验课教学的停滞不前已影响生物教学整体的改革与发展。本文通过此次调查进行分析，并对如何改进生物实验课教学提出个人见解。一、 生物实验课教学现状分析实验课教学是生物教学的重要组成部分，是培养学生动手能力、创新能力、创新意识的基本途径。我们通过调查，发现生物实验教学实际状况是：学生动手能力不强、创新意识缺乏，对实验设计、方法、步骤是知其然、不知其所以然。耐人寻味的是，一些学生对实验结果对答如流，实验操作却不尽如人意，而后者的培养正是实验课应完成的主要任务。造成以上状况的原因何在?长期以来，中学生物实验教学质量不高一直困扰着人们，应当说影响实验教学质量的因素很多。如实验室，实验仪器设备，实验材料等硬件设施，也有的人说是受考试不考的影响。但这都不是根本的原因。根本原因是主观因素，包括实验教学观念、教学方式、实验教学的安排、管理和实验教学评价。(一)实验教学观念不适应素质教育思想1、实验教学观念主要指教师对实验教学意义、目标的认识，教师在实验教学中角色扮演的理解。2、实验教学的重要意义是不言而喻的，但仍有相当一部分人把实验课看成是理论课的补充。这在某些教师对实验教学目标定位中显得较明显。生物实验教学应当完成哪些目标对教师而言应当是非常明确的，但现实却不是这样。从现有的初、高中生物教学大纲看，教学目的要求一项没有把实验教学单独列出，因此，教师对实验教学目的理解也不尽相同。在我们调查的187名中学生物教师中，133人认为实验教学目的是巩固理论知识、培养技能和能力，其中83%的人承认在实际教学中目标的完成也正是按以上排序进行的。有27%的人认为除了完成以上教学目的外还应培养学生良好的科学实验习惯和态度。仅有1.7%的人提到在实际教学中注意培养学生的创新意识和创新精神。从这一目标定位结果看，实验教学仅被看做是一种辅助性教学，在知识和能力培养目标中，侧重于知识，在思维能力与动手能力的培养中，侧重于思维能力。这种把两者人为地割裂的目标定位造成目前实验教学状况重实验结果、轻实验过程，重知识巩固、轻能力培养。3、教师在实验中应处于何种地位、应完成哪些任务呢?绝大多数教师认为教师应是管理者。管什么?管纪律。实验课最难的，也是令教师最头痛的就是学生的管理。他们认为纪律管好了，实验课就成功了一半。可见实验教学组织管理在教师心目中是多么的重要。因此，在实验课上，教师们不惜花费大量时间、精力去维持纪律，要求学生正襟危坐，不让动手别动手，让你怎么做就怎么做。可是，正是这种束缚扼杀了学生的尝试欲望，使得学生们服从意识有余、创新思想不足。(二)教学方式机械、僵化以上认识上的误区导致了教学方式上的偏差。在我们这次调查中发现，无论是验证性实验，还是获取新知识实验，其实验教学环节几乎是相同的，即学生模仿教师的演示或照着黑板的步骤按部就班地进行操作。操作结束后，教师提出有关实验结果性问题让学生思考。这一教学方式又被称为操作模仿式，在生物实验教学中已运用多年，好处是利于学生掌握实验步骤，教师易管理，但其弊端也是显而易见的。主要有三点：其一，动手与动脑环节的脱离。由于学生是按指定的步骤要求进行实验，而教师让学生思考的问题又是与实验过程无关，因此学生在动手实验时无需动脑思考，动脑时又无需动手。这种动手与动脑的分离使得能力的培养流于形式。动手能力的培养是实验教学的一个重要内容，但这并不意味着动手时不需动脑。“不动脑”的记忆是机械记忆，同样“不动脑”的“动手”也仅是机械性操作而已，根本谈不上能力的培养。其二，学生在实验中被动成分大于主动。实验材料、实验用具的选择是教师事先安排好的，实验时间和实验步骤的实施是按教师指令进行的，学生做实验仅凭好动的天性，既没有时间、机会去思考或询问为什么要这样而不是那样，也不能去尝试。长此以往，将使学生养成不思进取、人云亦云的不良习性，不利于学生创新意识、求实、求真品格和科学精神的培养。其三，由于动脑思考的问题与动手无直接关系，就造成生物实验教学注重实验结果，忽视实验过程，实验操作过程经常被作为教学中的点缀，其实质是为理论课服务的。然而实验能力、实验方法、态度主要就体现在实验过程中。(三)实验教学安排、管理不合理实验课与理论课一样都是大班上课，五六十人在一起做实验，人多、空间小，往往是三四个学生做一个实验，看的多、做的少。由于人多，教师只能是走马观花地指导实验，经常是学生还没明白怎么回事，就该下课了。一次实验课下来，教师累得够呛，学生还没学到什么，实验效率很低；而另一方面，实验室利用率却很低，大都闲置着。我们调查的学校都有单独的生物实验室，但平均利用率仅为9.2%(按每学期17周、每周35学时计算)，利用率如此之低很是惊人。实验安排不当也直接影响了实验教学方法的改革。(四)实验教学评价方法单一教学评价在教学中主要起反馈作用。它是教学手段而不是教学目的。实验评价不仅支配着教师采用何种教学模式、教学方法和教学方向，也制约着学生的实验动机、实验态度和进行实验所采取的策略，它已成为影响实验教学实效的重要因素。目前，中学实验评价一般采取两种方式：一是书面形式，为了考核学生对实验结果或要证实的理论的掌握；二是操作观察，为了考核学生的实验技能。在调查中，我们发现书面形式的考核被多数教师认可，因为它简便、省时，但其局限性也是显而易见的，无论在形式上如何改进、在内容上如何调整，它都不能全面反映出学生的能力水平和实验态度、习惯，这就造成学生做与不做实验得到的评价差异不大，这种单一的考核极易养成学生投机取巧、不踏踏实实做实验的坏习惯；而实验操作评价往往是突击性的，为了应付上面检查，学生们反复机械地训练操作技能，很难谈到促进学生能力的发展。以上各因素直接把生物实验教学逼入困境，使生物实验教学始终处于低效运行状态。三、研究方法和途径(一)转变观念，建立以全面发展为基础，培养学生科学素质为重点的实验教学目标 对实验课地位及其与理论课关系的认识应是摆脱实验教学困境的关键。学生在实验操作中会发现理论课上遇不到的问题，通过分析、反复尝试，寻找解决问题的方法。这一解决问题的过程对学生而言是一种综合性、和谐性的发展过程，其中，科学实验能力、解决实际问题能力、探索、创新能力均得到了发展，这些能力正是科学素质的核心。所以，实验课与理论课是相辅相成、缺一不可的。根据实验教学这一特点和生物科学发展状况，生物实验教学目标除了巩固认识和培养实验技能外，还应包括：1、培养学生的生物科学探究能力，如观察能力、思维能力、实验操作能力、创新能力等；2、.使学生了解科学实验方法，如实验设计方法、实验研究方法、科学思维方法和基本仪器使用方法；3、.培养学生的科学态度、意识、精神，如实事求是的科学态度，独立自主的思想意识和追求科学真理的不懈精神和创新精神等。为了实现这些目标，就应转变观念，应给学生提供一个宽松、和谐的实验环境，使学生的情绪、情感处于一种积极主动的状态；应鼓励学生在实验中大胆提问、大胆设想、大胆选择、大胆创新，使其不拘泥于一种实验方法或实验步骤，给他们更多的选择自由。著名历史学家陈寅恪曾说：“没有自由思想，没有独立精神，即不能发扬真理、不能研究学术。”生物实验课应给学生更多的兴趣自由、思想自由。当然，这些思想还应落实到实验教学模式、方法的改革上。(二)优化实验教学模式，寻找解决困境的突破口以往单向传输的操作模仿式教学，是同片面强调巩固知识、获取技能的实验教学目标相适应的。这种教学方式不利于学生独立性、主体性、创造性发挥是有目共睹的。因此，要使实验课实现多重教学目标，就必须改革、完善现有的实验教学模式，实现四个方面的转变。1、使学生积极参与到实验中来，变被动为主动。让学生参与实验的准备、实验课的管理、实验计划的制定。这样有利于加深学生对实验过程的了解、实验作用的理解，使学生变要我做实验为我要做实验，同时，在一系列参与过程中，学生的能力也得到了发展。2、不应只重实验结果，更应看重实验过程。实验过程中，手、脑的结合可使学生在掌握知识、方法、技能的同时也得到态度、意识、能力的培养，即获得了综合性、协调性的发展。这是理论课替代不了的，也正因如此，我们应加强学生的实验操作环节。首先，时间上应确保这一环节的完成；同时，应鼓励学生自己尝试不同的实验方法或实验材料，如“观察叶片的结构”实验，除了教材介绍的用菠菜做实验材料外，可让学生带其他叶片做实验。当然，学生自己的尝试可能得到不正确的结果，但靠自己获得“为什么”的道理要比接受现成的“是什么”更有意义。成功的实验不一定是得到了正确结果，更重要的是参与和体验了探究过程。3、教师应从监管者变为引导者。教师是指导者，指导学生的实验，解答学生在实验中遇到的困惑，而不是监督者，监督学生是否讲话、是否按规定的步骤操作、是否损坏了东西等。教师不要过多地干涉学生的实验操作，要放手，给学生自由，改变那种“一放就乱”的旧观念。学生在实验中可以互相帮助、讨论，甚至争论。4、采用各种激励措施，让每位学生都进行实验操作。改变做不做实验都一样、做不好还不如不做的怪现象。教师在实验中或实验后提出一些与实验过程有关的问题让学生思考，从而使每一位学生都能体验一种动手实验的快乐。同时，应奖“勤”罚“懒”，褒奖“做”的、批评“看”的，形成一种“做”比“看”好，能独立地做、创新地做则更好的实验氛围。（三）加强和完善生物实验教学 实验教学既是一类探究活动，也是生物教学的基本形式之一。标准的内容标准部分列举的一些活动建议中，相当部分就是实验。 1、学校应逐步完善生物实验室的建设、仪器设备和用具的配置，保证实验教学经费的投入。生物教师也应创造条件，就地取材、因陋就简地开设好生物实验。 2、实验设计应该多样化。例如，可以采用比较规范的实验仪器设备设计实验，也可以设计低成本实验；可以采用生物材料设计实验，也可以设计模拟性实验；有条件的学校还可以适当引入多媒体技术进行虚拟实验。应鼓励学生参与设计实验。 3、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。教师应向学生提供机会学习量的测定，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。 4、要注意实验安全教育。安全使用实验器具（如解剖器具、玻璃器皿、酒精灯等）和实验药品（酒精、酸、碱等）是生物学实验的基本技能，教师应强化安全教育，增强学生自我保护意识。 5、增设学生自行设计实验，这也是实验内容优化的核心为了发挥学生的主导作用，在实验课的后期，实验室在白天对学生实行全面开放。学生两两结合成一个小组，在给定的范围内，学生自行设定实验目标、自行设计实验方案、自行进行准备工作、自行完成实验并分析处理实验结果。由于学生思路受限制较少，在实验中表现出的创新性想法，对指导教师本身也很有启示作用。(四)改进实验评价方法，建立正确的实验教学导向如何科学有效地评价学生生物实验是当前亟待解决的问题。对知识的评价基本上能够借助于笔试，但对其他方面的评价，仅靠笔试手段是有局限的，是相当片面的。因此，我们要改革和完善实验课的评价方式。教师应特别重视对学生探究能力和情感态度与价值观方面进行评价。系统地收集学生学习情况的信息，对教学过程中的学习活动以及成果给予评价。通过教学评价，教师可以获得有关学生学习生物课程情况的反馈，不断改进教学；学生可以了解自己的学习情况，促进自己更好地发展。 (五)合理安排实验课，为提高实验教学质量创造条件。变实验大班上课为小班。实验课实行小班上课是优化教学模式、提高教学质量的基本保证。人数少可确保每个学生都能独立地参与实验，也使教师在有限的时间内指导更多的学生。那么在现有条件下采用小班上课是否可行呢?只要安排合理，完全是可行的。生物实验室闲置是相当普遍的，增加几倍实验量是完全可以的，比较难处理的是时间的安排，可以与其他学科实验课穿插进行，如一个班的一个组上生物实验课，另一组上物理实验，或与自习课、练习课交替进行。这样对每个学生来说，课时量并没有增加，只是增加了实验室的利用率和教师的工作量三、研究结果1、优化生物实验，培养学生的观察能力九年制义务教育全日制初级中学生物教学大纲明确指出：培养学生能力应与传授知识并举，也就是把二者放在同等重要的位置，由应试教育转轨于素质教育，提高学生能力是其中的一个重要方面。其培养途径主要是通过生物实验来实现的。初中生物实验包括观察能力、实验操作能力、分析实验现象能力、实验设计能力、综合应用能力。而观察能力的培养是上述诸项能力中的最基本的能力培养，也是使学生从形象思维逐步过渡到抽象思维的重要阶段。因此，必须科学地培养学生思维方法和思维能力。初中生物中安排的个学生实验中，其中单纯的观察实验个，占全部学生实验的.，而且观察贯穿于全部实验中。因此，教师要教育和培养学生具有全面地、正确地、深入了解事物本质特征的观察能力。 生物实验是培养学生观察能力的有效途径。著名生理学家巴甫洛夫在他的实验室的墙壁上写着“观察、观察、再观察”，由于人类的不断观察，才积累了浩瀚的生物学知识宝库。培养学生的观察能力，首先要明确观察的目的。观察是一种有目的的知觉活动，所以观察是指向性的。观察的目的明确，目标清楚，观察才能抓住重点，注意力方可集中到有关生物体，取得最佳的观察效果。例如：观察洋葱表皮细胞的实验，就应明确要求学生观察它的细胞壁、细胞质、细胞核和液泡，并指出细胞膜等贴在细胞壁上不易辨认；有些细胞核也不大清楚，要调节好光圈、光线的强弱控制要适当等，使学生按照这些要求去观察，减少实验的盲目性，提高观察效率。其次，要教给学生科学的观察方法。如：顺序性、比较法、特征法。例如：在观察根尖的结构时可用顺序法：由下至上，根冠生长点伸长区根毛区；在观察种子结构时可用比较法；观察单子叶植物（玉米）和双子叶植物（菜豆）的种子结构，通过对比观察，学生很容易找出这两类种子的共性和个性：在各种解剖实验中可用特征法观察，从而掌握各种动、植物的主要特征。这样，既能促进学生做好实验，又能培养学生的观察能力 2、优化生物实验，培养学生的动手操作能力 学生实验操作能力的培养是实验教学的基本任务，主要体现在实验过程中表现出来的规范性、熟练性和创造性。在实验教学中我采取了分组分工制：人一组的实验，人操作，人记录，然后对调，给每个学生都提供动手操作的机会。同时注意按照技能形成的规律，对学生进行操作技能的训练，取得了很好的效果。例如：在做“叶绿体色素提取和分离”的实验时，为了提高实验的效果先安排学生观看电视录像，让学生明确实验的目的和步骤，然后让课前培训的骨干学生，在每个小组里示范，其它学生观看，最后让每个学生分别操作，并由骨干学生对小组内的同学进行实验技能的考核，通过检查滤纸条色素分离的清晰度给予评分，这样一分工，激发了同学们的操作的积极性，持之以恒，大大提高了每个同学的实验操作技能。 3、优化生物实验，培养学生思维能力思维能力是人们间接地概括地认识事物的能力，是人们从感性认识到达理性认识必具的条件，也是学生领会理解教学内容的重要条件。在实验教学中善于发现问题，不断提出问题是启发学生思维、培养学生思维能力的有效途径。例如：观察蚯蚓的实验。我提出下列问题，引导学生观察思考，组织讨论，最后教师进行归纳小结，得出正确结论从中培养学生的思维能力，用手指抚摸蚯蚓有什么感觉？为什么会有这种感觉？蚯蚓的体壁是干燥的还是湿润的？这对它的穴居生活有什么意义？蚯蚓运动时，哪一端最先移动？移动时有无声音？怎样区别蚯蚓的前端和后端？蚯蚓在纸上运动快，还在有玻璃上运动快？为什么？用手指轻轻触动蚯蚓身体有什么反应？用手电筒分别照射在蚯蚓身体的前端、后端和中央，反应有什么不同？与水螅相比，蚯蚓对刺激的反应有什么特点？实验教学还要联系生活、生产实际，启发学生勤于思考问题。例如：在做“植