优化实验细节,提高学生实验成功率
2018-11-29殷歌
殷 歌
(江苏省常熟市实验中学 215500)
在日常教学中,多数教师重视整体性的实验方案讲解,缺乏对细节的强调。然而在整个实验中最容易被忽视的看似无关的细节有时却关乎实验的成败,也可能使得实验结果与预想的大相径庭。即使是以观察为主的实验,学生实验操作中一些细节的不到位都可能会导致观察不到该有的现象,学生很容易失望和放弃,从而导致学生对生物学学习失去热情。因此,在初中生物学实验教学中,教师应注意对实验细节的关注,让学生在实验中能够掌握到实验成功的关键细节。
下面以一些初中生物学教学中常见的实验为例谈谈如何优化实验细节。
1 从材料处理中着眼细节
教学中,教师都会根据实验目的精心挑选合适的实验材料让学生进行观察和实验,但是同样的实验材料如果挑选得不够准确的话,会直接影响实验效果。
1.1 观察青霉 苏科版初中生物学教材七年级下册第13章第2节“土壤里的微生物”中,对于看不见、摸不着又与生活息息相关的微生物,学生表现得异常感兴趣,但是很多学生借助显微镜却还是没能看见。
青霉一般利用橘皮进行培养,橘皮有一定厚度,青霉的营养菌丝一般都长在橘皮内侧和中间,直立菌丝往橘皮外侧空气中生长,而橘皮外侧看见的青绿色斑块大部分都是青霉的孢子。学生拿到材料,往往直接用解剖针挑取橘皮外侧青绿色的部分,显微镜下观察到的都是球状的孢子而不是菌丝。
因此,教师要引导学生了解青霉的菌丝必须伸入橘皮中间薄壁组织中,才能吸收到营养,所以需要引导学生将橘皮纵切,从纵切面中间往外纵向挑取组织,然后将组织置于载玻片中央的水滴中轻轻分散,让菌丝分散并保持完整,这样在显微镜下,学生就可以观察到完整的菌丝以及孢子。
1.2 观察种子的结构 八年级上册第19章第2节“植物的生长发育”中,观察植物种子的结构可以选取玉米种子作为实验材料,相比其他种子,玉米种子颗粒较大,而且玉米种子外面包被的果皮和种皮比较明显。观察种子内部结构时,把泡软的玉米种子从顶部沿短轴纵向切开,就能观察到完整的胚乳、胚芽、胚轴和胚根,而小麦、水稻种子颗粒小,没有明显的长轴和短轴,学生纵切难度大,很难切到准确的角度并观察到胚的结构。
实验材料只有通过正确处理,才能更好地被利用,让学生通过科学地观察发现其真实的形态、结构或者行为,进而发挥生物学实验的教学效果。
2 在实验步骤中的优化细节
初中课程标准要求教师在教学的全过程中体现科学探究思想,要让学生手脑并用进行探究活动,逐步养成通过科学探究解决疑问、获得知识的能力。教师在引导学生分析实验步骤时,就可以引导学生注意实验细节,避免实验中遇到问题时手足无措,影响实验效果。
2.1 探究蚯蚓适合土壤生活的特征 七年级下册第13章第1节“观察土壤里的小动物”中,教材要求学生探究蚯蚓适合土壤生活的特征,为了让学生了解蚯蚓体表的刚毛帮助蚯蚓运动,蚯蚓必须活动起来,可是实验准备时蚯蚓“懒懒的”不运动,课上学生就观察不到其运动,也就失去了实验的意义。
究其原因,蚯蚓在泥土中刚被取出时对环境的突然改变无法适应,没能活跃起来,再加上蚯蚓被放在干燥的玻璃板上体表干燥,造成对其运动的影响。所以,实验前,教师要提醒学生先将蚯蚓从土壤中取出,在放水的烧杯中浸湿一下后放在潮湿培养皿中。这样,可以让蚯蚓进入活动状态还能提前适应光照环境,同时,将玻璃板预先洒上水。保持潮湿,让蚯蚓在上面能保持体表湿润。最后,为了刺激蚯蚓爬行,可以将两块玻璃板都以一定角度倾斜,这样蚯蚓为了保持身体稳定就会往上爬,学生就能很清楚地观察到蚯蚓运动的特点。
2.2 探究蚂蚁、蜗牛觅食行为 八年级上册第17章第2节“动物的行为”中,教材建议探究动物的觅食行为,在用蚂蚁进行实验时,学生发现蚂蚁不怎么动,分析发现蚂蚁太饱了,对食物需求量不大,因此实验现象不明显。所以实验前,蚂蚁必须要停止喂食一到两天,并且将食物放在附近,用香味刺激蚂蚁的食欲。同时告诉学生,蚂蚁的头部、触角、胸部和前脚的胫节都含听觉器官,可以感受声音振动,课堂上学生实验时声音太大,蚂蚁也会停止觅食而躲藏起来,影响实验的观察,所以实验前还要与学生说明问题,让学生保持环境的安静,避免干扰蚂蚁的觅食行为,这些细节都是保证实验顺利进行的前提。
探究蜗牛的觅食行为时,除了在实验前一到两天停止喂食外,在室温低时,蜗牛还要用温水进行唤醒,让蜗牛摆脱睡眠状态、身体活跃起来,才能在有限的课堂时间内观察到实验现象,虽然这是小小的细节,但是关乎实验的成败,所以教师在实验前一定要充分关注实验的细节,让实验能顺利开展,不要留遗憾给学生。
2.3 观察人口腔上皮细胞 七年级下册学习细胞的结构时有两个重要的实验——观察植物细胞和动物细胞,植物一般都采用洋葱内表皮进行观察,容易取材,细胞容易观察,可以让学生先练习。但是观察动物细胞的实验往往被很多教师放弃,因为实验成功率太低。而比较植物细胞和动物细胞结构的区别是本节的教学重点,简单粗暴的放弃实验就让学生的学习有了缺憾。
观察人口腔上皮细胞的实验其实并不是那么难成功,只要注意两个细节。第一就是取材,一般都采用牙签在口腔内壁轻刮几下,这个“轻刮”的程度学生很难掌握:太轻了,细胞取不到;太重了,容易损伤口腔内壁。对此,教学中准备较粗的牙签(一头钝的),实验中,让学生用钝的一头去刮,以不疼为标准。第二就是涂抹,将带着细胞的牙签钝端在生理盐水中涂抹,涂抹次数要10次以上,让细胞都分散在生理盐水中。这样,学生一般都能取到足够的细胞进行观察,显微镜观察时,还要注意光线要略暗,太亮的话会因为反光而看不见细胞。
通过这样的细节改进,能够帮助学生认识到植物细胞和动物细胞结构上的不同,学生能够自己观察到细胞,体验学习的快乐。
3 从实验结果中关注细节
实验结果出现后,学生往往过于兴奋而忽视了对实验结果的进一步观察研究和思考,而对实验现象中一些细节观察和进一步思考会发现新问题,可以进一步改进实验,让实验更科学。
七年级上册第7章第1节“能量的释放和利用”,为了学习植物呼吸过程中气体的变化,教材要求开展一个验证实验。结束后,教师会与学生分析有新鲜菠菜的广口瓶中火焰变弱的原因,有的学生觉得是菠菜呼吸作用吸收了空气中的氧气,所以密封的广口瓶中没有氧气时火焰才会熄灭,而有的学生认为是因为呼吸作用产生了二氧化碳,大量的二氧化碳的存在使火焰熄灭。
这时,教师应该抓住这个细节,让学生将似懂非懂的知识彻底学懂。师生分析发现,实验中二氧化碳和氧气都在变化,教师可以提醒学生用氢氧化钠吸收二氧化碳,去除无关变量。学生将氢氧化钠置于小瓶中悬吊于实验组和对照组的广口瓶内并密封,按实验步骤再进行实验,最后新鲜菠菜中火焰熄灭只能因为没有氧气导致的,而氧气已经被新鲜的菠菜呼吸作用消耗了。
对实验结果的进一步分析,能够让学生充分理解所学知识,大大提高实验教学的效果,让学生充分体验到了科学探究的严谨和其中的乐趣。
初中生物学实验是激发学生学习兴趣的主要手段,教师要想尽办法完善学生的实验,提高实验教学的效果。这样,学生才能在精彩的、严谨的、科学的实验中体会到生物学学习的乐趣,才能在今后学习生涯中更深入地钻研生物学,生物学研究领域才有源源不断的人才加入。