初中生物实验课教学策略与方法探索.docx
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初中生物实验课教学策略与方法探索
初中生物实验课教学策略与方法探索
生物学是一门以实验为基础的学科,初中生物教材中的实验教学内容约占全部教学内容的45%,几乎分布在所有章节。
所以,实验教学对于实现课堂目标有着重要的意义。
生物学,是中学理科学习的起始学科,生物学实验也是中学生首先接触到的理科实验。
因此,对培养学生良好的实验习惯,提高实验技能和能力至关重要。
下面就我个人对生物实验教学的认识和理解作点肤浅的看法。
一、解读《生物课程标准》对中学实验教学的要求。
(一)新课程标准提出的三个课程理念
面向全体学生
提高生物科学素养
倡导探究性学习
《课标》设计面向全体学生,着眼于学生全面发展和终身发展的需求,提出了全体学生通过努力都应达到的基本要求,也有不同学校不同学生的学习需求,实现因材施教。
《课标》要求学科能提高学生生物科学素养,即参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力。
倡导探究性学习,以力图改变传统的学习方式,引导学生主动参与,乐于探究,勤于动手。
这些都必须要求改变传统的教学方式,以观察、分析、探究、实验等替代传统的讲授,对生物实验课提出了很重要、很高的要求。
(二)新《课标》要求中学生实现三个目标
知识目标
能力目标
情感目标
1、知识目标。
使学生学习生物学的基本概念、原理和规律,了解生物学知识,在实际中的应用。
2、能力目标:
实验操作能力
收集和利用信息的能力
探究、合作和创新能力
分析和解决实际问题的能力
通过实验教学,可以促使学生理解生物学最基本的事实、概念、原理和规律,提高学生的综合能力。
3、情感价值目标。
是在上述目标的基础上实现的,中学生正在生长发育期,求知欲强,所以对各种知识和技能的学习十分有趣;在生动的课堂教学基础上再开展大量的实验,更容易激发学生的学习兴趣。
教师应引导其热爱大自然、热爱生命,乐于探索生命的奥秘。
此外,通过生物学实验,还能培养学生勤俭节约、爱护公物、讲究卫生等良好习惯。
(三)新《课标》在内容标准中设计10个一级主题。
1、科学探究6、动物的运动和行为
2、生物体的结构层次7、生物的生殖、发育与遗传
3、生物与环境8、生物的多样性
4、生物圈中绿色植物9、生物技术
5、生物圈中的人10、健康地生活
其中“科学探究”、“生物技术”是直接的生物实验课程,而每个一级主题一般由若干个二级主题及具体内容标准和活动建议组成,活动建议列举了有利于学习目标达成的观察、调查,资料收集和分析、讨论、实验、实践等活动建议,在实现目标的手段上,无不彰显生物实验课的重要性。
(四)初中生物教材涉及的实验目录和层次
1、目录
附1:
初中生物实验目录一览表
初中生物实验目录一览表
七年级生物实验内容
年级
实验类型
序号
实验内容
实验内容所在章节
上册
分组实验
1
光对鼠妇的影响
第一单元第二章第二节
2
植物对空气湿度的影响
第一单元第二章第三节
3
练习使用显微镜
第二单元第一章第一节
4
观察植物细胞
第二单元第一章第二节
5
观察人的口腔上皮细胞
第二单元第一章第三节
6
观察人体的基本组织
第二单元第三章第一节
7
观察草履虫
第二单元第三章第三节
8
观察种子的结构
第三单元第一章第二节
9
种子萌发的环境条件
第三单元第二章第一节
10
测定种子的发芽率
第三单元第二章第一节
11
根的什么部位生长最快
第三单元第二章第二节
12
观察叶片的结构
第三单元第三章第三节
13
绿叶在光下制造有机物
第三单元第四章第一节
14
二氧化碳是否光合作用必需的原料
第三单元第五章
演示实验
1
种子萌发释放能量
第三单元第四章第二节
2
种子萌发放出二氧化碳
第三单元第四章第二节
3
种子萌发吸收氧气
第三单元第四章第二节
4
光合作用产生氧气
第三单元第五章
设计
绿化校园的设计活动
第三单元第六章
制作模拟
制作动物细胞模型
第二单元第一章第三节
下册
分组实验
1
晚育的意义
第四单元第一章第四节
2
测定某种食物中的能量
第四单元第二章第一节
3
进一步比较不同蔬菜和水果中维生素C的含量
第四单元第二章第一节
4
馒头在口腔中的变化
第四单元第二章第二节
5
观察家畜小肠的内部结构
第四单元第二章第二节
6
测量胸围差
第四单元第三章第二节
7
采集和测算空气中的尘埃粒子
第四单元第三章第三节
8
用显微镜观察人血的永久涂片
第四单元第四章第一节
9
观察小鱼尾鳍内血液的流动
第四单元第四章第二节
10
膝跳反射
第四单元第六章第三节
11
测定反应速度
第四单元第六章第三节
12
酸雨对生物的影响
第四单元第七章第二节
13
废电池对生物的影响
第四单元第七章第二节
演示实验
1
胆汁的作用
第四单元第二章第二节
2
模拟膈肌的运动
第四单元第三章第二节
设计
为家长设计一份午餐食谱
第四单元第二章第三节
八年级生物实验内容
年级
实验类型
序号
实验内容
实验内容所在章节
上册
分组实验
1
探究鱼鳍在游泳中的作用
第五单元第一章第一节
2
饲养和观察蚯蚓
第五单元第一章第二节
3
探究鸟适于飞行的特点
第五单元第一章第三节
4
菜青虫的取食行为
第五单元第二章第二节
5
探究动物的绕道取食行为
第五单元第二章第二节
6
蚂蚁的通讯
第五单元第二章第三节
7
检测不同坏境中的细菌和真菌
第五单元第四章第一节
演示实验
1
观察鱼的和呼吸
第五单元第一章第一节
2
观察家兔
第五单元第二章第一节
3
观察运动系统的组成
第五单元第二章第一节
4
发酵现象
第五单元第五章第二节
制作
1
肌肉牵引骨运动的模型
第五单元第二章第一节
2
制作孢子印
第五单元第四章第三节
3
制作甜酒
第五单元第五章第二节
下册
分组实验
1
扦插材料的处理
第七单元第一章第一节
2
花生果实大小的变异
第七单元第二章第五节
3
模拟保护色的形成过程
第七单元第三章第三节
4
酒精或烟草浸出液对水蚤心率的影响
第八单元第三章第二节
演示实验
1
观察椒草和马铃薯的无性繁殖
第七单元第一章第一节
2
观察家蚕生殖发育过程
第七单元第一章第二节
3
观察鸡卵的结构
第七单元第一章第四节
4
观察生物的性状
第七单元第二章第一节
5
观察人体细胞内染色体
第七单元第二章第二节
6
观察人体(男、女)细胞染色体的排序
第七单元第二章第四节
设计
1
设计一个旅行小药箱的药物清单
第八单元第二章
2
设计健康生活的一周
第八单元第三章第二节
附2:
新课程人教版初中生物实验分类目录
新课程人教版初中生物实验分类目录
七年级上探究实验(9)
1、光对鼠妇生活的影响
2、植物对空气湿度的影响
3、探究人自身在食物网中的位置
4、种子萌发的环境条件
5、测定种子的发芽率
6、根的什么部位生长最快
7、空气流动对蒸腾作用的影响
8、叶片正、背面气孔是否一样多
9、二氧化碳是光合作用必需原料吗?
七年级上演示实验(4)
1、种子萌发的过程中伴随着能量变化
2、种子萌发时放出了CO2气体
3、萌发的种子吸收氧
4、光合作用产生氧气
七年级上学生分组实验(8)
1、练习使用显微镜
2、观察植物细胞
3、观察人的口腔上皮细胞
4、观察人体的基本组织
5、观察草履虫
6、观察种子的结构
7、观察叶片的结构
8、绿叶在光下制造有机物
七年级下探究实验(9)
1、晚育的意义
2、测定某种食物中的能量
3、比较不同蔬菜或水果中维生素C的含量
4、馒头在口腔中的变化
5、观察家畜小肠的内部结构
6、采集和测算空气中的尘埃粒子
7、测定反应速度
8、酸雨对生物的影响
9、废电池对生物的影响
七年级下演示实验
(2)
1、胆汁对食物的消化作用
2、模拟膈肌的运动
七年级下学生分组实验(4)
1、测量胸围差
2、用显微镜观察人血的永久涂片
3、观察小鱼尾鳍内血液流动
4、膝跳反射
八年级上演示实验
(1)
1、发酵现象
八年级上学生分组实验
(1)
1、饲养和观察蚯蚓
八年级上探究实验(6)
1、鱼鳍在游泳中的作用
2、鸟适于飞行的特点
3、菜青虫的取食行为
4、动物的绕道取食
5、蚂蚁的通讯
6、检测不同环境中的细菌和真菌
八年级下探究实验(4)
1、扦插材料的处理
2、花生果实大小的变异
3、模拟保护色的形成过程
4、酒精或烟草浸出液对水蚤心率的影响
从表一中看出,全书分组实验共38个,演示实验16个,其它的制作、设计等共10个,在课堂或实验室要完成的实验共有64个。
若按表二分类整理,初中生物实验课,探究(9+9+6+4=28个),演示(4+2+1+0=7个),分组实验(8+4+1+0=13个)共48个。
通过这些实验教学来完成各级具体内容标准。
2、中学实验教学的几个层次
观察(以教师演示为主)
实验(实验室分组实验)
课外探究
但目前初中学生实验教学情况离上述教学目标和层次还很远。
二、当前初中生物实验课现状分析。
当前,至少在我区,我知道的生物实验课要按《课标》要求完成或完成教材编排的实验内容几乎是不可能。
据我了解,也没有任何一所学校按要求做,包括比较正规上生物课、教师又专业、学生条件较好的足中,究其原因,有以下几点:
1、实验设备和条件不完善。
(1)无实验室或无专门的生物实验室,使实验教学不能正常进行,真正完整的实验室至少应有三室:
即实验室、储藏室(保管室)、准备室,几个学校有完整的,恐怕绝大多数学校都没有。
(2)缺乏专职的生物教师和实验员。
现在生物教师不缺,每个学校几乎都有专业的教师,但往往兼多门学科,并且重点在其它学科上,往往生物教师上其它课,而其它教师来上生物课。
所有理科共配一个实验员,或配有也只是来做资料的,不是来准备和管理实验的。
(3)学校用于生物学实验的经费少。
①几乎无购买实验材料的经费,许多材料让学生自己解决,缺乏一个实验管理的正当的流程。
②学校无实验仪器设备,或有太陈旧,有些是在“普实”和“均衡”教育检查时配来的,不按教材内容配,只要把拨款用完而已。
2、生物学科不受重视。
(1)生物学科未列入中考,几乎所有人都认为它是一门“副科”、“豆芽科”,上至学校领导,下至教师、学生,甚至家长都不重视。
(2)生物课时间不足。
每周2课时,一学期以上课15周算共30课时,有些节(初中教材共81节)次2-3课时才能完成,留给生物实验的时间更是少得可怜,难以保障生物实验课的正常进行(一些实验需半天甚至更长时间才能完成)。
(3)由于升学等压力,生物课花太多时间,会受其它学科、家长、领导的干涉和遣责。
3、实验教学效果不理想
(1)有相当一部分教师把实验课看成是一种辅助性教学,在知识和能力的培养目标中侧重于知识,在思维和动手能力的培养中侧重于思维
(2)大部分教师在教学中重结果轻过程,学生实验也只是模仿教师演示或照步骤按部就班操作,动手与动脑脱节,达不到实验本身要求的目的。
(3)各学校、各班级学生参差不齐,初中学生年龄偏小(特别是初一),自我管理能力差,一个教师上实验课,实验教学纪律不好控制,教师大部分时间忙于管理,束缚学生尝试欲望,使效果适得其反。
三、初中生物实验课教学的几点建议。
根据新《课标》第四部分“实施建议”中,“加强和完善生物实验教学”的建议和“课程资源的开发与利用”建议,在生物实验课中,我们应充分利用学校设施设备、社区课程资源、学生生活经验资源以及计算机网络信息化资源来服务于我们生物实验课,以达到新《课标》为我们设定的生物教学目标。
在此我根据我们的具体实践,对生物实验课作几点肤浅的建议。
(一)每期教学中,可根据学校条件及学生条件以及实验材料、时间等因素,根据教学的需要,可选取能充分调动全体学生积极性、操作不太复杂,具有典型性的实验操作(比如:
动、植物细胞临时装片制作与观察,种子萌发条件、馒头在口腔中的变化、模拟探究保护色的形成等)以确保既能完成教学任务,又能激发学生学习兴趣,提高学生的生物科学素养。
(二)注重课堂演示实验。
课堂演示的主要操作者是教师,课堂组织和纪律好控制,只需一套装置,不会占用太多时间,也能达到与学生共同观察与讨论的作用,演示实验组织得好,通过课堂讲授和演示实验相结合,对提高学生的学习效率有明显的作用。
(三)引入多媒体和网络资源进行虚拟实验。
有研究表明,人从语言形式获得的知识大约能够记忆15%,而运用视觉、听觉则可接受知识可达65%,通过虚拟实验的视频资料,可以让学生在短时间内掌握实验目的、过程、结果及其实验的变化分析,既节约时间,也形象直观。
(四)充分利用课外时间和学生生活经验及家庭资源,把实验布置到课外,让学生在课余时间或家庭中去做生物实验(比如:
甜酒的制作;孢子印的制作;种子萌发的环境条件及发豆芽;观察种子结构、蚂蚁的通讯等)给学生布置实验作业,并把实验结果和数据统计起来,在课堂上交流表达,同样也能起到实验课的效果。
(五)大胆尝试,冲破教材框架束缚、简化、改变教材实验设计。
让实验变得有趣、好做、节约。
比如:
“绿化校园的设计活动”。
可把它改为“测定校园绿化率,给校园花卉挂牌命名”。
改变后的活动简单好操作,也能达到该设计活动的目的要求(学习有关常见的花卉、林木、草皮等植物知识,提高审美情趣,增强爱护植物和热爱学校的情感)(初一孩子,你要他当设计师太难),又比如“绿叶在光下制造有机物”的实验,可以把“大小烧杯、三脚架、石棉网、酒精灯、火柴等”改成“电磁炉、不锈锅”就完事,效果等同(不就是隔水加热吗)。
又比如“观察鱼的尾鳍血液流动实验”,书上图中用的鲫鱼,效果不好,把它改为观赏金鱼尾鳍,效果更佳。
鱼要摆跳,要求我们用棉絮或纱布盖鳃滴水,以供氧等。
鱼不摆跳要很久,延误时间,改为用小棉球醮白酒塞入口中,一会就好,观察过程中也不担心再跳。
(六)在教学中或生物实验课中,能采集实物标本的,建议尽量使用实验标本,实验标本直观可信,容易激发学生求知欲和探究学习兴趣。
比如,我在听课中,听到讲藻类、苔藓、蕨类植物一课,没有一支实物标本,全是多媒体展示,课后学生根本无法辨析三类植物。
观察种子结构一课也是如此。
总之,有很多实验都可以改动,只要我们多想、多看、多参考,可以简化实验,而且这本身也是一种创新,带给学生的也是一种不拘一格的创新思维。
四、中学生物实验设计
【什么是实验设计】
实验设计是指在正式进行科学实验之前,实验者根据一定的目的和要求,运用有关科学知识原理,对实验过程中的材料、方法、步骤等全部方案的制定。
也就是要为一个研究课题提供一个可行性方案,并通过这一方案的实验获得一个生物学结论或者对某一种生物学现象做出科学的解释。
【实验设计的基本内容】
一个比较完整的生物实验设计方案一般包括以下内容:
1、实验题目的确定;
2、提出假说,即对可见现象提出一种推测或解释;
3、实验,即根据实验目的和提出的假说,设计出具体的实验方法和步骤;
4、预期,即在检验一个假说之前,先提出实验的预期结果;
5、观察实验现象和收集实验数据;
6、分析;
7、推理;
8、交流、评价等。
【实验设计的基本原则和注意事项】
生物学实验要做到严密科学,应遵循如下六个原则:
(一)、控制性原则
生物学实验室通过控制和干预实验对象而进行的探索活动,涉及以下四类变量:
(1)实验变量和反应变量
实验变量,也称自变量,指实验中由实验者所操纵、给定的因素或条件。
反应变量,亦称应变量,指实验中由于实验变量的变化而引起的变化和结果。
通常,实验变量是原因,反应变量是结果,二者具有因果关系。
实验的目的即在于获得和解释这种前因后果。
例如,在“唾液淀粉酶水解淀粉”的实验中,所给定的低温(冰块)、适温(37ºC)、高温(沸水浴)就是实验变量,而由于低温、适温、高温条件变化,唾液淀粉酶水解淀粉的反应速度也随之变化,这就是反应变量。
该实验的目的就在于获得和解释温度变化(实验变量)与酶的活性(反应变量)之间的因果关系。
(2)无关变量与额外变量
无关变量,也称控制变量,指实验中除实验变量以外的影响实验变化结果的因素或条件。
额外变量,也称干扰变量,指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。
显然,额外变量会对反应变量起干扰作用。
例如,上述实验中除实验变量(如低温、适温、高温)以外,试管洁净程度,唾液新鲜程度和稀释程度,可溶性淀粉浓度和纯度,试剂溶液的PH值、剂量、浓度和纯度,实验操作程序,温度处理的时间长短等等,都属于无关变量,要求对低温、适温、高温3组实验是等同、均衡、稳定的;如果无关变量中的任何一个或几个因素或条件,对3个实验组的处理不等同、不均等、不稳定,则会在实验结果中产生额外变量,出现干扰,造成误差。
实验的关键之一在于控制无关变量和减少额外变量。
(二)、对照原则
对照是实验控制的手段之一,目的还是在于消除无关变量对实验结果的影响。
实验对照原则是设计和实施实验的准则之一。
通过设置实验对照对比,即可排除无关变量的影响,又可增加实验结果的可信度和说服力。
通常,一个实验总分为实验组和对照组。
实验组,是接受实验变量处理的对象组;对照组,也称控制组,对实验假设而言,是不接受实验变量处理的对象组。
至于哪个作为实验组,哪个作为对照组,一般是随机决定的。
这样,从理论上说,由于实验组与对照组的无关变量的影响是相等的,被平衡了,故实验组与对照组两者的差异则可认定为是来自实验变量的效果,这样的实验结果是可信的。
按对照的内容和形式上的不同,通常有以下对照类型:
(1)空白对照 指不做任何实验处理的对象组。
例如,在“在教材中观察淀粉酶对淀粉的催化作用实验中,用蒸馏水作为淀粉酶的对照就是空白对照。
(2)自身对照 指实验组与对照组在同一对象上进行,即不另设对照。
单组法和轮组法,一般都包含有自身对照,如“植物细胞质壁分离和复原”实验,就是典型的自身对照(细胞分离和复原状态分别与生活状态对比)。
自身对照,方法简便,关键是要看清楚实验前后现象变化的差异,实验处理前对象状况为对照组,实验处理后的对象变化则为对照组。
(3)条件对照 指虽然给对象施以某种实验处理,但这种处理是作为对照意义的,或者说这种处理并不是实验假设所给定的实验变量意义的。
例如,“动物激素饲喂小动物”实验,采用等组实验法,其实验设计方案是:
甲组:
饲喂甲状腺激素(实验组);
乙组:
饲喂甲状腺抑制剂(条件对照组);
丙组:
不饲喂药剂(空白对照组);
显然,乙组为条件对照。
该实验机设置了条件对照,又设置了空白对照,通过比较、对照,更能充分说明实验变量――甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育。
(4)相互对照 指不另设对照组,而是即各实验组相互对比对照,在等组实验法中,大都是运用相互对照。
例如,“植物激素与向性实验”的等组实验中,5个实验组所采用的都是相互对照,较好地平衡和抵消了无关变量的影响,是实验结果具有说服力。
(三)、单一变量原则
每次对照实验只设置一个变量。
即实验组和对照组只能有一个因素(处理条件)不同,若一次对照实验中出现两个以上因素不同,则导致实验结果没有说服力。
(四)、随机化原则
随机化的意义在于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,如对实验对象或调查对象的随机取样。
(五)、重复性原则
某一个具体实验的结论不一定能概括出同类事物的本质。
例如,对同一作物品种,在光照、水分、土壤肥力等因素相同的条件下,通过控制不同的温度来考察温度对该作物品种生长的影响,其实验结果的差异不能立即就得出温度对其影响的结论,可能会有植物个体之间差异的作用,也可能在具体操作中有失误的影响。
这就需要用重复实验的方法来证明实验结论的真实性。
(六)、可行性原则
实验材料、药品和器材可以较方便地获得;实验步骤具体、易操作,不是凭空设想;实验现象如颜色变化、沉淀和气体的产生以及动植物体生理上的可见变化等能够明显观察和记录到,可量化的应尽量量化。
另外,在实验设计时还应注意:
(1)实验结论可能支持假设也可能不支持假设或与假设无关,应根据不同情况肯定假设或重新假设;
(2)实事求是地观察实验现象和记录实验数据,并对实验数据进行科学处理,如取平均值、图形化数据等,以便分析交流。
【实验方法和步骤的设计】
下面就以一个具体的例子来介绍实验步骤的设计:
例、请你利用澄清的肉汤来探究食物腐败的原因或控制方法。
实验方案:
预计实验结果为:
实验设计思路分析:
明确实验目的和要求 探究防止食物腐败的方法
分析实验原理 食物腐败指长了大量微生物,抑制它的生长
找准实验变量 实验变量:
隔绝空气与否或温度、水分等
确定实验组数 两组,实验组:
没有空气; 对照组:
不隔绝
选取实验材料和用具澄清的肉汤、酒精灯、试管等
将澄清的肉汤平均分成两等份。
先加热杀菌,一份用保鲜膜盖住瓶口,
确定实验步骤另一份用暴露在空气中;给与相同的适宜的温度、光照,培养一段时间后,观察并记录结果。
预期实验结果 实验组的肉汤仍然澄清,对照组变浑浊或变质
分析实验结果 结论:
微生物是引起食物腐败的主要原因
点评:
1、对于一个完整的实验,必须关注的环节是:
实验目的 实验原理 实验方法和步骤实验现象和结果 实验结论(一般性规律)。
2、实验材料和试剂的使用要注意两点:
一是题中给出的材料和试剂一般应充分利用;二是除非题目条件允许,否则不能自己随意添加实验材料和试剂。
3、由于实验设计是一种开放性试题,可能存在多种实验方案、步骤,但一般应遵循以下几个要求:
简便性、可行性、安全性和精确性。
练习:
1、提供下列实验用品:
大小相近的蝌蚪20只,大培养皿2只(可培养蝌蚪)、标签2张、甲状腺素、蝌蚪饵料、池塘水等。
请设计实验证明甲状腺素有促进发育的作用。
实验步骤:
第一步:
第二步:
实验过程中应记录的关键数据是:
预计实验结果为:
2、请根据你所学的知识,合理地选择材料和用具设计一个实验来验证植物的光合作用需要光照。
材料和用具:
实验步骤:
预期结果:
实验结论:
当然,在实际教学中,我们会遇到很多麻烦,远没有讲那么好听,好使。
很多人,也包括我仍然甩不开旧的教材、旧思维、旧教法。
但是,我们脑海中一定要装下新课标、新课改、新理念,并不断充电、学习、探索。
至少,我们的思想意识不会落伍,也只有在不断学习、不断探索中,我们才能进步。
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- 初中生物 实验 教学策略 方法 探索