實驗教學生物科學論文

實驗教學生物科學論文1高中生物實驗的內容和特點1.1高中生物實驗的內容根據(jù)實驗的主要方法，可將高中生物必修部分的實驗劃分為7種類型：觀察類、檢測類、探究類、模擬類、調查類、設計類和搜集類[5]．其中，觀察、檢測和模擬類實驗比擬常見；設計類實驗是學生探尋求索和發(fā)現(xiàn)真理的重要途徑；調查類實驗主要是針對已經(jīng)存在的事實或現(xiàn)象，要求學生通過對客觀事實和現(xiàn)象之間的了解得出結論，培養(yǎng)學生收集和分析資料信息的能力；而搜集類實驗則要求學生根據(jù)問題擬出資料收集的詳細方案，然后通過各種途徑收集相關資料，最后對搜集到的資料進行挑選歸類整理，并以各種形式〔如黑板報、論文、報告及辯論賽等〕展示．在選修模塊實驗中，選修1的實驗以實踐活動為主要學習方式，全部為實驗操作，不同實驗內容的教學目的各有側重，有的側重基本概念或原理，有的側重實際應用，還有的側重科學方法訓練和培養(yǎng)學生的科學態(tài)度．實驗類型大多數(shù)為引導式探究．在引導式探究活動中，學習資料中提出的實驗構造或程序，學生本人設計并進行實驗，通過介入探究經(jīng)過有所體驗和發(fā)現(xiàn)，進而到達預期的實驗目的[6]．根據(jù)選修2的實驗中的活動建議，主要是進行調查、討論和探究活動．教師引導學生開展這些活動，培養(yǎng)學生的介入意識，使得學生關注社會、關注生活、關注身邊的科學和技術，能幫助學生體會到生物科學與人類社會、與學生的日常生活密切相關．選修3的實驗中，除了技術要求較高的“DNA的粗提取和鑒定〞外，其它實驗都不在實驗室進行，而多為口頭溝通、辯論等活動，由于本模塊實驗所牽涉的科學領域研究進展迅速，教師要積極引導和組織學生查閱有關資料，練習撰寫專題綜述報告并組織開展這些活動[7]．1.2高中生物實驗的特點1.2.1實驗數(shù)量多，類型多樣化且綜合性強僅〔高中生物課程標準〔實驗〕〕列舉的實驗活動建議就有68條，當然這些實驗并不要求學生全部把握，但大多數(shù)是最基礎的，學生把握這些后，還要了解教學資料以外的實驗，如試卷和課外書上出現(xiàn)的，要對大綱要求的實驗有所擴展和延伸，才能夠學以致用．實驗數(shù)量多則相應地要務實驗課時也多，據(jù)統(tǒng)計，實驗課時甚至占到生物課總教學時間的40%[8]．高中生物實驗類型多．各種類型實驗的方法不同，包括顯微鏡觀察、染色鑒定、模型制作、多媒體技術模擬、戶外調查及課外收集信息等；實驗形式也不同，包括教師演示、學生分組完成及獨立完成等．高中生物實驗綜合性強．往往一個生物實驗中融合了多種實驗類型特點．如“探究影響酶活性因素〞的實驗經(jīng)過不僅要讓學生經(jīng)歷一個完好的科學探究經(jīng)過，而且還要求培養(yǎng)學生的實驗設計能力，在實驗經(jīng)過中要考慮單一變量并進行定量分析；又如“設計并制作生態(tài)瓶〞的實驗不僅需要學生小組合作設計制作完成，而且也是一個模擬實驗，模擬的經(jīng)過充滿探究的要素，此外，實驗還要求學生對本人制作的“生態(tài)小瓶〞進行長時間的觀察，這無疑也培養(yǎng)了學生的觀察能力．1.2.2科學探究遭到重視，實驗內容貼近生活且技術比擬先進課程標準的4個基本理念之一是倡導探究性學習，在能力目的中十分提出了發(fā)展科學探究能力，并具體列舉了11條與探究嚴密相關的能力，這為開展探究性實驗教學提供了重要指導．強調和重視科學探究還詳細表如今新課程實驗的構造和內容上，必修的３個模塊中，具有探究性的實驗幾乎占到全部實驗的三分之一，而選修部分的生物技術實踐模塊的13條活動建議中幾乎均包含探究性的內容，另外2個模塊的活動建議也多為能夠進行資料收集探究的活動或調查[9]102．由此可見，課程標準把科學探究以不同層次和形式融合到實驗教學中．高中生物課程標準強調關注學生的生活經(jīng)歷，注重與現(xiàn)實生活的聯(lián)絡，在現(xiàn)實生活的背景中學習生物學，倡導學生在解決實際問題的經(jīng)過中深化理解生物學的核心概念，這樣能夠激發(fā)學生的學習興趣，可以以讓學生學以致用．如調查類和搜集類的實驗都要求學生到現(xiàn)實生活中去調查和搜集信息，并對這些調查和搜集來的信息進行研究分析等．如選修1“生物技術與實踐〞中有果酒、果醋及腐乳的制作等，選修2“生物科學與社會〞中對設施農(nóng)業(yè)的參觀和對綠色食品生產(chǎn)或消費情況的調查等，這些實驗活動貼近生活，實驗材料也來源于生活．實驗技術比擬先進．十分是選修部分的實驗，大都與生命科學新技術、新應用嚴密聯(lián)絡．如基因工程、克隆技術及干細胞研究等．此外，還有多媒體技術的運用，如“利用計算機輔助教學軟件模擬人體某方面穩(wěn)態(tài)的維持〞等．2生物科學〔師范〕專業(yè)實驗內容及存在的缺少2.1實驗內容在高師生物科學〔師范〕專業(yè)課程體系中，生物類專業(yè)必修課比重大，幾乎每門專業(yè)課程均設置了相應的實驗課程，包括動物學、植物學、微生物學、遺傳學、生態(tài)學、生物化學、細胞生物學、分子生物學、植物生理學及人體生理解剖學等實驗，每門實驗課程的實驗數(shù)均在8~12個．2.2存在的缺少2.2.1課程內容強調專業(yè)性，缺少與高中生物新課程的聯(lián)絡受傳統(tǒng)高師生物課程觀的影響，實驗課內容傾向于強調系統(tǒng)性、整體性和全面性，突出學科專業(yè)性，而師范性不明顯，驗證性實驗占據(jù)主導，設計性和綜合性實驗欠缺，缺少與中學生物實驗教學有機聯(lián)絡的問題尤其突出．生命科學的發(fā)展日新月異，高中生物新課程很注重知識的時代性和前沿性[10]，但生物科學〔師范〕專業(yè)的實驗教學內容設置往往多年不變，不能反映生命科學學科發(fā)展的最新成果，與學生科學素質、實驗技能和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的要求不符．2.2.2實驗教學內容缺少與生產(chǎn)、生活和社會實踐的聯(lián)絡高中生物課程標準提出注重與現(xiàn)實生活的聯(lián)絡理念，就是要改變輕視學生生活的現(xiàn)狀，讓學生在真實的生活中學習和體驗知識．從課程標準建議了大量的調查類和搜集類的實驗能夠看出，高中生物實驗愈加強調與生活的聯(lián)絡，倡導學生在解決實際問題的經(jīng)過中深化理解生物學的知識．但生物科學〔師范〕專業(yè)的實驗內容大多是對理論的驗證，更強調實驗的學術性，相對而言忽視了與學生生活以及現(xiàn)實自然、社會的聯(lián)絡，不能激發(fā)學生學習的興趣，無法讓師范生深切地體會到專業(yè)知識的價值，可能會影響到以后工作的教學質量．2.2.3實驗教學缺少體系建構生物科學作為一門獨立形態(tài)的自然科學，應有其自上而下、自下而上的實驗體系，但師范院校的實驗教學缺少這種體系的建構[11]75．每一門課程僅從單一學科的知識系統(tǒng)性和完備性方面設計教學內容和技能訓練，各門課程自成體系，與本專業(yè)其它課程聯(lián)絡不嚴密，對課程內容整合較少，因此造成一些實驗內容重復，如微生物學中的“霉菌觀察〞與植物學中的“菌類植物〞實驗內容基本一致．2.2.4實驗教學形式化高師生物學實驗教學資料編制形式化，實驗設計程式化，即實驗目的→基本原理→實驗內容與材料等→儀器與設備等→操作步驟→實驗結果→實驗分析報告[11]76．實驗經(jīng)過以教師講解、演示為主，學生履行三步曲，即按實驗指導的要求或教師總結的實驗步驟進行操作→觀察實驗結果→完成實驗報告[12]．學生對實驗材料的采集培養(yǎng)、藥品配制等實驗的準備經(jīng)過和實驗方法步驟的設計介入度低，對實驗方法步驟缺少必要的考慮理解和創(chuàng)新，師范生獨立實驗能力的培養(yǎng)遭到限制．2.2.5研究性實驗內容缺少目前，生物科學〔師范〕專業(yè)開設的專業(yè)課實驗內容大多為驗證性實驗，雖然能夠加深學生對理論知識的理解和培養(yǎng)基本的實驗技能，但仍屬于間接獲取知識的渠道，對培養(yǎng)師范生的科學探究能力不利．3有效銜接高中與大學的生物學實驗教學3.1加強高中相關實驗內容的浸透，增加和生活聯(lián)絡比擬嚴密的實驗內容生物科學〔師范〕專業(yè)的教師要致力于高中生物學實驗教學的研究，了解其基本內容和方法手段．在保證明驗課內容到達本科水平的前提下，選擇與高中生物教學聯(lián)絡密切并能充分發(fā)揮現(xiàn)有實驗條件的實驗內容，制定切實可行的實驗計劃，力爭使中學生物學實驗中的基礎部分、經(jīng)典部分成為高師生物學實驗的研究主題之一，使得高師生物實驗內容與手段上構成和中學生物學實驗的包容關系．3.2改良生物科學〔師范〕專業(yè)的生物學實驗手段，使實驗內容跟上科學技術的發(fā)展在實驗內容上，應該結合當前高中生物教學崗位的要求，組織各教研室有經(jīng)歷的任課教師對實驗教學進行改革，剔除內容陳舊、技術落后的實驗，增加反映現(xiàn)代定量分析、探究性、設計性和綜合應用的新實驗技術內容，跟上生命科學技術的發(fā)展．此外，在實驗課程中，能夠結合相關的研究課題和最新研究進展，在課堂講解或是實驗經(jīng)過中穿插介紹，補充同一個實驗的不同技術與方法．有些新技術、新方法，即便由于條件所限不能親手做，但也應讓學生有所了解，如光合強度的測定既有傳統(tǒng)的改進半葉法、氧電極法及紅外線二氧化碳氣體分析儀法，也有較為先進的便攜式光合儀測定法．3.3整合實驗內容在制定生物科學〔師范〕專業(yè)的實驗教學計劃時，要統(tǒng)籌規(guī)劃、互通有無、科學整合以及合理安排實驗內容，避免學科間實驗的簡單重復，以增加實驗的多樣性和豐富度，提高實驗教學效率，讓學生在有限的實驗教學中，接觸和了解更多的實驗內容與方法，這也契合高中生物實驗內容和形式多樣化的特點．實際上，高中生物牽涉的68個實驗，均可根據(jù)生物科學〔師范〕專業(yè)的專業(yè)課程進行分門別類，分別歸入或融入到詳細的相關課程實驗中去，使學生在大學實驗教學經(jīng)過中，基本能接觸到所有的中學生物實驗內容．3.4改革實驗教學體系將以驗證性為主的實驗教學體系改變?yōu)閷嶒瀮热菀笥傻偷礁叩纳锘A實驗、綜合訓練實驗、研究設計實驗3個不同層次的新體系[9]101．生物基礎實驗主要完成中學生物學新課程標準及實驗大綱規(guī)定的基本內容，旨在培養(yǎng)學生的專業(yè)基本實驗技能和動手能力，把握生物學基本研究方法；綜合訓練實驗則由學生實驗小組〔6~8人〕本人設計方案、準備藥品儀器及獨立撰寫實驗論文，完成大綱規(guī)定的提高性內容或感興趣的問題，旨在培養(yǎng)學生的綜合能力和創(chuàng)新能力；研究設計實驗為教師根據(jù)本地生物資源或結合本地生產(chǎn)實際而開設的科學研究性實驗項目，在教師的帶領下有針對性地開展科學研究實驗，旨在培養(yǎng)學生的介入意識、科研意識和自然科學研究工作所應具備的科學態(tài)度．3.5鼓勵師范生積極介入實驗準備工作準備實驗也是一名生物教師應有的專業(yè)素養(yǎng)之一．高師院校在生物實驗教學中，應該鼓勵師范生積極介入到實驗準備工作中，如動植物實驗材料的采集與培養(yǎng)、試劑的配制、儀器的調試、微生物菌種制作及消毒滅菌等，使學生系統(tǒng)地了解實驗從始至終的全經(jīng)過，這將提高師范生準備和組織生物實驗的能力．3.6培養(yǎng)學生口頭表達能力，鍛煉文字駕馭能力教師應根據(jù)學生的認識規(guī)律，對實驗內容加以組織、潤色，并且用科學、準確、生動及富于啟發(fā)性的語言表達出來，以便學生理解和接受．在實驗教學中，教師要引導學生從實驗現(xiàn)象出發(fā)，能夠用生物專業(yè)語言表達、組織及研究實驗，還應認真對待學生的實驗報告，對表達不準確和書寫不規(guī)范等情況及時糾正．4結語加強生物科學〔師范〕專業(yè)學生實驗能力的培養(yǎng)