新課標下初中生物實驗教學生活化實踐研究

【摘要】新課標下生物實驗教學要注重與現(xiàn)實生活相聯(lián)系，面向全體學生組織開展探究性學習，全面提升學生的生物素養(yǎng)。文章立足生物實驗教學現(xiàn)狀，結合具體學情，通過教學實踐研究，突破傳統(tǒng)實驗教學的框架，探索出生活化實驗教學的創(chuàng)新策略，構建新型的生物實驗教學模式，實現(xiàn)課堂教學與生活實踐的緊密相連，形成靈活、開放的實驗教學氛圍，進一步提升學生的創(chuàng)新意識和生物素養(yǎng)?！娟P鍵詞】初中生物；實驗教學；生活化；創(chuàng)新策略生物學是一門以實驗為基礎的自然科學，實驗在生物教學中占有非常重要的地位。陶行知曾說：“沒有生活做中心的教育是死教育，沒有生活做中心的學校是死學校，沒有生活做中心的書本是死書本。”[1]當然，沒有生活做中心的實驗也是死實驗。但在實際教學中，教師講實驗、播放實驗、用演示實驗代替分組實驗的現(xiàn)象比較普遍，這種將學生禁錮在教室，以紙上談兵的方式進行生物實驗教學顯然與生物的理科屬性相悖，更不利于學生實驗興趣的培養(yǎng)和核心素養(yǎng)的提升，其結果必將造就一批高分低能、缺乏創(chuàng)新能力和實踐能力的學生。新課標指出，生物課程的學習要使學生了解基本的概念與原理，關注生物知識在現(xiàn)實生活中以及社會發(fā)展中的應用，生物實驗教學要注重與現(xiàn)實生活相聯(lián)系，面向全體學生組織開展探究性學習，全面提升學生的生物素養(yǎng)。因此，在教學內容上應把學校與社會、教育與生活密切結合，采用“教、學、做”合一的實踐教學法，強調以“做”為中心，把教與學統(tǒng)一起來，將實驗教學與生活實際聯(lián)系起來，將生物學習與生活有機融為一體，實現(xiàn)生物實驗教學的生活化。一、初中生物實驗教學生活化研究的內容及意義生物實驗就是依據(jù)生物學原理，記住科學的方法去解釋生活現(xiàn)象和探究大自然的奧秘。初中生物教材中的每一個實驗都源自生活實際，歸于生活實際，離不開生活實際。筆者結合多年的生物教學經驗，以建構主義、陶行知的生活教育理論為指導，以實踐教學案例為依據(jù)，結合新課標要求，通過調查、分析，總結初中生物實驗教學的不足之處和原因所在，找準優(yōu)化和創(chuàng)新點，從替換實驗材料、改變實驗裝置、改進實驗方案、優(yōu)化實驗步驟和深化實驗教材等途徑，對生物實驗進行生活化創(chuàng)新，使實驗方案更科學、更可行，實驗操作更簡易、更便捷，實驗效果更明顯、更直觀。從而轉變實驗教學觀念，激發(fā)師生的創(chuàng)新意識，解決實驗裝置儀器匱乏、經費不足等問題，為教學提供有價值的資源，實現(xiàn)初中生物實驗教學生活化創(chuàng)新改革。二、初中生物實驗教學生活化的創(chuàng)新策略1.立足環(huán)境實際，對實驗材料進行生活化的替換創(chuàng)新。實驗材料是開展實驗的基礎，而實驗材料獲取難易程度也是能否更好進行實驗的重要因素。生物的生長具有一定的季節(jié)性，每個地區(qū)受氣候、溫度等條件的影響，分布的動植物不一樣，初中生物實驗教材設置沒有充分注意到這個細節(jié)，如在探究“水分的吸收和運輸”時，北方一般已進入深秋季節(jié)，楊樹和柳樹的樹皮很難剝，加之樹葉落光，植物的蒸騰作用減弱，水分在植物體內的運輸動力不足，實驗現(xiàn)象不明顯，效果不佳。立足具體的生活環(huán)境，巧用本地生活中最常見的蔬菜——白菜和芹菜（草本植物），還有校園里隨處可見的冬青（木本植物）替換原實驗材料，其莖葉變色速度非?？欤虚_莖葉結構，很清楚地看到里面的導管結構，實驗現(xiàn)象明顯，保證實驗的正常開展。在“探究小鼠走迷宮獲取食物的學習行為”中，實驗中需要的小鼠在生活中取材較難，加之部分學生比較膽小，影響實驗探究的正常開展。經過小組的討論，部分同學提出可以用自己飼養(yǎng)的小動物作為實驗對象。其中，有一組學生就選擇了自己家里飼養(yǎng)的金魚進行了實驗探究，改為“探究金魚的繞道取食行為”，一下子解決了所有問題，使得探究活動順利開展。實驗中，根據(jù)具體地域氣候以及實際環(huán)境條件對實驗材料靈活地進行調整與替換。一方面便于隨時取材，另一方面由于實驗材料用日常生活常見的事物，學生對其較為熟悉，學生從生活經驗中對實驗對象有一定的了解，有利于激發(fā)學生的學習興趣，基于已有的生活經驗去開展實驗探究活動，學習理論知識會更容易接受和理解，符合初中生認知發(fā)展的規(guī)律。2.結合學生實際，對實驗方案進行生活化的優(yōu)化創(chuàng)新。實驗方案的設計不是唯一的，沒有固定不變的模式。教學中，針對教材中部分實驗過程設計繁雜、枯燥乏味、機械操作，實驗效果不明顯的問題，依據(jù)學生生活實踐經驗，關注學生儲備的知識背景，將實驗設計置身于自己熟悉的生活場景中，尋找日常生活與生物實驗的最佳切合點，搭建學生生活與生物學知識之間的橋梁，幫助學生從已有的知識儲備去重新認識、理解生物學知識，把實驗教學融入學生的生活中，從而更能體現(xiàn)實驗教學的魅力。如，在觀察單子葉植物的種子時，教材中選取的是浸軟的玉米（或小麥等）種子，因為小麥種子較小，觀察不便，因此常常選用玉米種子。但玉米種子的種皮和果皮緊密相連，從中間切開后，發(fā)現(xiàn)胚太小，分不清胚乳和胚，不便觀察其結構形狀。這時，有學生就提出啃玉米棒時，會看到種子的胚，建議將實驗材料中的一部分玉米種子煮熟。調整實驗方案后，實驗中用手指輕輕按壓玉米種子的兩側，擠出來的部分就是胚，其形狀結構非常明顯。另一部分未煮過的種子，從中間剝開滴上碘酒，驗證其變藍部分胚乳的主要成分是淀粉。這樣，整個探究實驗在日常生活經驗的基礎上設計并完成，生物實驗不再是根據(jù)教材設計的簡單重復與模仿，而是探究創(chuàng)新。實驗中學生積極思考、主動探索、自主設計、小組合作，經歷與教材對話，不斷質疑、反思、突破和創(chuàng)新，體驗探究活動帶來的樂趣，不僅獲取了科學知識，而且學會了解決問題的方法和技能。3.聯(lián)系教學實際，對實驗裝置進行生活化的創(chuàng)新。麥克斯韋曾說過：“實驗的教育價值，往往與儀器的復雜程度成反比?！笨茖W合理、簡單易行的實驗裝置是實驗成功開展的前提。教學中，由于部分實驗儀器陳舊，裝置結構復雜，實驗器材稀缺珍貴、易損壞等原因，導致一些實驗無法正常開展。根據(jù)學校實際，積極開發(fā)潛能，發(fā)揮創(chuàng)造力，帶領學生巧妙利用生活中熟悉的、最常見的材料或廢棄材料創(chuàng)新設計或改進一些低成本實驗裝置和實驗器具，使其更加簡便易行、操作方便、經濟實用，保證實驗正常高效開展[2]。如在“驗證植物的呼吸會產生二氧化碳”實驗中，教材實驗設計中裝置器材較多，組裝操作復雜，沒有設置對照實驗，存在一定缺陷。教學中可以采用擠壓塑料袋排氣法，設置在對照實驗，用相同的塑料袋分別裝入200g萌發(fā)的綠豆種子和煮熟的綠豆種子標注為1號和2號，用橡皮筋扎緊袋口，密封、放置在溫暖的環(huán)境中24小時。準備兩個裝有澄清石灰水的試管、兩根等長的帶有閥門的輸液管，并關閉閥門，當我們將輸液管的一端插入1號塑料袋中，另一端插入裝有澄清石灰水的試管時，打開閥門，均勻慢速地擠壓使氣體通過輸液管進入1號試管，觀察石灰水的變化；對2號試管重復上述操作過程，觀察石灰水的變化。實驗結果：1號試管中的石灰水變渾濁，2號試管不變。得出結論：萌發(fā)的種子產生了能使澄清石灰水變渾濁的二氧化碳。改進后的方法比課本上的灌水排氣法設置簡單、操作便捷，用輸液管上的閥門能更好控制排氣的速度和節(jié)奏，實驗效果明顯。創(chuàng)新后的實驗裝置按利廢——環(huán)?！?jié)約型模式開發(fā)，設計構思巧妙，材料易得，制作可行，性能可靠，牢固耐用，低碳環(huán)保，安全實用，資源循環(huán)利用節(jié)約了實驗成本。學生通過實驗教具的自制和改進，激發(fā)了強烈的學習興趣，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，提高了學生的科學和技術素養(yǎng)。4.基于教材實際，對實驗內容進行生活化的整合創(chuàng)新。在實驗教學中，注重知識間的邏輯聯(lián)系，充分地對教材進行分析研究，根據(jù)知識與概念間的相互聯(lián)系，結合時間、環(huán)境、溫度和氣候等各種因素，對教材中的實驗內容和時間順序進行適當調整，系統(tǒng)地進行實驗教學設計，變獨立的實驗為整合實驗，體現(xiàn)知識的系統(tǒng)性，建立知識間的關聯(lián)性，形成一個個過程性實驗，滿足了新課標大單元概念教學和“少而精”的課程內容要求[3]。如在生物圈中的綠色植物教學時，根據(jù)北方的氣候特征、生活環(huán)境，將實驗進行整體統(tǒng)籌，選擇一定量的種子（如，玉米、菜豆、牽?；?、向日葵的種子）分發(fā)給學生，讓他們種植在罐頭瓶或透明的玻璃器皿中放置于教室內，每天觀察、記錄各種植物在不同階段的生長變化情況。在栽培初期通過種子的萌發(fā)觀察“種子的結構”，探究“種子在萌發(fā)”所需要的外部條件；栽培中期觀察營養(yǎng)器官的生長：地上部分——莖葉的生長情況，通過透明的栽培器皿清楚看到根毛和根尖的生長情況，以及根的向水性。待植株長到一定程度時，還可以取新鮮的葉片進行葉片橫切面的臨時切片制作，觀察葉片的各部分結構；栽培后期觀察生殖器官的生長，待植物開花后，解剖和觀察“花的結構”，了解花的各部分結構以及傳粉受精過程。使學生系統(tǒng)、完整地觀察植物的整個生長發(fā)育、開花結果過程。經過創(chuàng)新整合實驗內容，化繁為簡，相互關聯(lián)，讓學生體驗綠色植物生命變化歷程，感受生命活動的連續(xù)性和鮮活性，更加深入地理解生物的概念和生命的本質。5.著眼學校實際，對教學方式進行生活化的實踐創(chuàng)新。只有走進生活，走進自然，才能學到更豐富、更全面、更實用的生物知識。教學中充分利用本地資源，結合學校實際，以興趣小組為單位，開展一些開放性、綜合性的實踐課程，通過實地觀察、現(xiàn)場調查、飼養(yǎng)、種植、制作加工、自然體驗以及課外趣味實驗探究等多種方式，輔助實驗教學[4]。自入學起，讓學生走出教室、走出校園，給公園、學校和小區(qū)里的植物掛名牌。認識身邊的植物，知道其在生物學上的分類，學會搜集、整理資料的方法，培養(yǎng)學生的實驗能力和觀察能力，增強學生的動手能力和實際操作技能。組織學生去校園或附近的植物園進行植物觀察活動，讓學生用顯微鏡觀察植物細胞的結構，采集并制作標本。通過科學探究，學會理性的科學思維方式，在解決實際問題的過程中，關愛自己、關注社會、關愛生命，形成生命觀念，培養(yǎng)社會責任感，從而提升學生的核心素養(yǎng)。結合教學內容，利用課余時間開展制作活動課。學生用生活用品、學習用品等常見易得的材料，制作了許多精美的模型教具。其中，用毛巾、毛線、三種彩色橡皮泥制作的小腸絨毛和小腸皺襞模型，讓學生感受體驗小腸絨毛和小腸皺襞大大增加了小腸內吸收表面積這一特點。在學習了細菌與真菌的知識后，開展食品制作活動：利用酒曲制作甜酒，利用乳酸菌制作學生們喜歡的酸奶，利用酵母菌進行饅頭、面包的制作，體驗發(fā)酵的過程。活動中通過讓學生動手、動腦，調動多種感官參與活動，將學習的知識與具體生活聯(lián)系起來，學以致用，激發(fā)學生學習生物的興趣，培養(yǎng)學生的動手操作能力。假期學生居家學習，教學活動回歸生活。選擇恰當?shù)恼鎸嵡榫?，設計豐富多彩的探究主題，利用生活中的各種生物情境和趣味資源，以生物學知識為載體，讓學生積極參與動手和動腦的活動。將出行中遇到的植物及時拍照，利用手機上的“形色識花”軟件，查看植物的介紹，制成一覽表，配上植物的圖片及介紹文字，做成出行游記的植物“美篇”。創(chuàng)建生物興趣QQ群或微信群，組織學生對開展的實踐活動過程與實驗成果進行分享與展示，在拓展性的探究和實踐中體驗生命的多彩與神奇，在好奇、愉悅、興奮和快樂中學習和收獲，感受來自生命科學的喜悅，在親身經歷的實驗情境中理解生物，使生物學知識在生活中拓展和應用，提升學生的綜合素質，促進其全面發(fā)展?？傊?，生物實驗取材于生活，內容來源于生活，服務于生活，與生活息息相關。在生物實驗教學中，教師要提高實驗教學的認識，不斷更新實驗教學理念，加