2021-4-9 | 生物科學(xué)論文
高中生物新教材增加了較多的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,這符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,有利于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、觀察能力、獨(dú)立思考能力和分析判斷以及數(shù)據(jù)處理能力。生物學(xué)實(shí)驗(yàn)通常都由三大要素組成,即:實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)觀察、結(jié)論總結(jié)。在不同的實(shí)驗(yàn)中,這三大要素所占的比重及其重要性是不同的,由此生物實(shí)驗(yàn)可以分成三大類。
一、以實(shí)驗(yàn)操作為主的生物實(shí)驗(yàn)
這類實(shí)驗(yàn)中動手操作的比重較大,如:“綠葉中色素的提取和分離”,“DNA的粗提取與鑒定等實(shí)驗(yàn)”。由于突出訓(xùn)練動手能力,這類實(shí)驗(yàn)往往用到的實(shí)驗(yàn)用儀器和藥品比較多,并且對實(shí)驗(yàn)材料要求較高,要使用鮮活的材料。這對于實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作要求就比較高,儀器要干凈,藥品濃度要準(zhǔn)確,材料要新鮮合乎標(biāo)準(zhǔn)。在高中階段,學(xué)生的動手操作能力已經(jīng)有了較大的分化,動手能力極強(qiáng),悟性極高的學(xué)生和動手能力較差的學(xué)生都有,更多的學(xué)生是處于中間水平。這類實(shí)驗(yàn)對學(xué)生的動手能力要求是比較高的,實(shí)驗(yàn)操作中存在些許偏差就可能導(dǎo)致結(jié)果失真,實(shí)驗(yàn)失敗。以往的經(jīng)驗(yàn)說明,如果放手讓學(xué)生自己去獨(dú)立操作,能取得好的實(shí)驗(yàn)效果的實(shí)驗(yàn)小組占的比重很小,多數(shù)學(xué)生會實(shí)驗(yàn)失敗,這不僅達(dá)不到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的預(yù)期效果,而且會挫傷學(xué)生的自信心,降低學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的興趣,甚至造成部分學(xué)生在課堂上玩鬧的現(xiàn)象,對此教師應(yīng)當(dāng)引起注意。為了面向全體學(xué)生,使他們通過實(shí)驗(yàn)在能力方面都得到一定的提高,教師在組織學(xué)生進(jìn)行以實(shí)驗(yàn)操作為主的生物實(shí)驗(yàn)時宜采用邊講邊做的方法。即老師在講臺上準(zhǔn)備一套與每組學(xué)生相同的實(shí)驗(yàn)用品,在系統(tǒng)講授了實(shí)驗(yàn)過程和原理之后,老師和學(xué)生們同步做實(shí)驗(yàn),并且作到老師講解一步,學(xué)生們跟著作一步,要求學(xué)生們不能提前也不能落后。這樣可以對學(xué)生的操作過程和細(xì)節(jié)有較多的控制,從而使學(xué)生操作的錯誤和疏漏減少到最低,并且可以方便地控制整個課堂,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整個過程井然有序,從而使較多的實(shí)驗(yàn)小組成功完成實(shí)驗(yàn)。
二、以實(shí)驗(yàn)觀察為主的生物實(shí)驗(yàn)
這類實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)觀察的比重很大,往往要用到顯微鏡,特別是高倍顯微鏡。如:“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體”“觀察根尖分生組織的有絲分裂”等實(shí)驗(yàn)。這類實(shí)驗(yàn)使用的儀器藥品相對較少,但是使用到精密光學(xué)儀器顯微鏡,同時往往需要使用電腦,大屏幕投影儀和數(shù)碼顯微鏡,所以,要在實(shí)驗(yàn)前仔細(xì)保養(yǎng)各種儀器,保證顯微鏡鏡頭的清潔,以及各種儀器設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常,并事先做好調(diào)試。這類實(shí)驗(yàn)往往涉及裝片的制作,這相對比較容易,而對實(shí)驗(yàn)觀察的要求卻很高,特別是對顯微鏡的使用要求更高,因而要不斷提升學(xué)生的顯微鏡使用技能。這類實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵在于兩點(diǎn),一是裝片的制作;二是顯微鏡下標(biāo)本的觀察。例如在“觀察根尖分生組織的有絲分裂”實(shí)驗(yàn)中,裝片制做不好會直接影響觀察效果,一個折中的解決方法就是利用永久裝片來代替學(xué)生自己制作的臨時裝片,這樣學(xué)生即熟悉了裝片的制作過程,又可以有好的觀察效果。但是象“觀察細(xì)胞質(zhì)的流動”這樣的實(shí)驗(yàn),要求觀察生活狀態(tài)下植物細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)流動,就必須使用現(xiàn)場制作的臨時裝片。此實(shí)驗(yàn)的裝片制做比較簡單,但是實(shí)驗(yàn)中通常有不少學(xué)生因?yàn)檎也坏秸_的觀察點(diǎn)等原因達(dá)不到很好的觀察效果,對此,教師可以把以下兩種方式結(jié)合起來,指導(dǎo)幫助學(xué)生完成實(shí)驗(yàn),達(dá)到較好的實(shí)驗(yàn)觀察效果。第一,教師應(yīng)當(dāng)在講臺上做一張效果較好的示教裝片,用數(shù)字顯微鏡通過電腦以及大屏幕投影儀展示給全體學(xué)生,使學(xué)生知道自己要觀察的是什么,在顯微鏡下的影像大體應(yīng)當(dāng)是怎樣的,從而讓學(xué)生有的放矢,目標(biāo)明確。第二,教師可以走下去,逐個單獨(dú)輔導(dǎo)每組學(xué)生,指導(dǎo)他們正確使用顯微鏡從而順利完成實(shí)驗(yàn)。
三、以結(jié)論總結(jié)為主的生物實(shí)驗(yàn)
這類實(shí)驗(yàn)中的操作和觀察相對簡單,關(guān)鍵在于對觀察結(jié)果的統(tǒng)計(jì)處理,分析總結(jié)。如:“影響酶活性的條件”“細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系”等實(shí)驗(yàn)。這類實(shí)驗(yàn)用到的儀器、藥品和實(shí)驗(yàn)材料的種類不如第一類生物實(shí)驗(yàn)多,但是因?yàn)橐M(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理,實(shí)驗(yàn)次數(shù)多,藥品材料用量往往較大,所以實(shí)驗(yàn)前要準(zhǔn)備充足。
這類實(shí)驗(yàn)要注意實(shí)驗(yàn)結(jié)果的采集和記錄,數(shù)據(jù)要真實(shí)準(zhǔn)確,只有這樣,最終分析總結(jié)時才能得出正確的結(jié)論。實(shí)驗(yàn)過程中教師可以放手讓學(xué)生們自己去操作,充分發(fā)揮他們的主觀能動性,并且強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生們做好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和記錄,學(xué)會進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理,最終引導(dǎo)他們對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,得出正確的結(jié)論。往往學(xué)生們得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不會完全與理論數(shù)值相一致,教師應(yīng)當(dāng)告訴學(xué)生這很正常,不要依照理論值來“湊數(shù)據(jù)”,那樣就失去了實(shí)驗(yàn)的意義和科學(xué)的實(shí)驗(yàn)態(tài)度。應(yīng)當(dāng)避免系統(tǒng)誤差和過失誤差,用增加實(shí)驗(yàn)次數(shù)的方法來減少隨機(jī)誤差。數(shù)據(jù)處理有以下幾種方式:
一是列表式:將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)制成表格。它顯示了各變量間的對應(yīng)關(guān)系,反映出變量之間的變化規(guī)律。它是標(biāo)繪曲線的基礎(chǔ)。二是圖示式:將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制成曲線。它直觀地反映出變量之間的關(guān)系,為整理成數(shù)學(xué)模型(方程式)提供了必要的函數(shù)形式。三是函數(shù)式:借助于數(shù)學(xué)方法將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)按一定函數(shù)形式整理成方程即數(shù)學(xué)模型。要教會學(xué)生分析數(shù)據(jù)的方法,讓他們從紛雜的數(shù)據(jù)中找出規(guī)律。
生物實(shí)驗(yàn)也不是都能完全歸于這三大類中的,有的可能操作和觀察并重,如:“植物細(xì)胞的失水和吸水”,有的可能觀察和數(shù)據(jù)分析并重,如:“檢測生物組織中的糖類、脂類和蛋白質(zhì)”等等不一而足。但是,這種分類有利于使教師在準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中根據(jù)不同類型實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)有所側(cè)重,從而更好地提高教學(xué)效果。