初中生物实验教学优化策略研究

2023-12-16公茂香

考试周刊 2023年40期

公茂香

实验教学属于初中生物的重要组成部分,通过完善实验教学过程的方法,教师引领学生将理论知识应用于实验活动,使学生加深对理论知识的理解程度,有利于提升生物整体教学质量。除此之外,教师不断改变教学方法:一方面,帮助学生养成良好的自主学习习惯;另一方面,提高学生的整体学习水平和知识素养。

一、初中生物实验教学问题

(一)学生缺失实验学习热情

学生的学习热情与教学效果存在直接关系,其属于课堂主体,只有真正激发学生的学习热情,才可以提升整体教学水平。但通过调查发现,部分学生愿意积极参与实验活动,但不愿意学习实验知识,依旧无法发挥实验教学的重要作用。同时,部分教师将自己放于教学主体,要求学生完全按照自己的思路完成实验,没有充分挖掘学生的自主学习意识,部分学生“被迫”形成瞬时记忆,难以真正学会实验知识,从而导致无法达到教学目的的后果。

(二)教学缺失理论实验衔接

初中生物属于一个教学体系,理论和实验是两个板块,知识之间存在千丝万缕的关系,若学生仅学习理论知识,其缺乏实践经验,不能深入理解理论知识的内涵;若学生仅参与实践活动,其缺乏理论知识支撑,难以落实、清楚每一个实验环节的实际目的。部分教师以考试内容为主,用大量的时间讲解理论知识,为实验教学分配的时间较少,同时,涉及实验教学内容时,直接运用理论讲解方法讲述实验原理、过程,不能带领学生完成实验,不利于提升实验教学质量。

(三)缺失优质实验教学方法

实验教学方法属于提升实验教学质量的有效工具,只有教师选择合适的实验教学方式,真正解决学生动手操作的实际问题,实验教学才可以取得良好的效果。相反,若教师按照理论教学方法完成实验教学任务,没有给予学生自行完成实验的机会,不利于凸显实验教学的价值,实验教学处于“形式化”状态。部分教师按照普通教学方法,应用电子白板为学生播放关于实验过程的视频资料,要求学生按照视频资料找到涉及的理论知识,同时,直接为学生讲解实验要点,不能保证学生的实验参与感,不利提升实验教学质量。

(四)缺少完整实验教学过程

完整的教学过程包括教学导入、正式教学、总结评价三个部分,教学导入属于基础环节,正式教学具有承上启下的作用,总结评价具有复习巩固的作用,三个环节缺一不可。但部分教师忽视总结评价过程的重要作用,不能形成完整的实验教学过程,而部分学生缺乏自主学习意识,不能主动完成总结、复盘任务,无法建立实验体系,给教学效果带去不良影响。同时,部分教师花费2分钟等较短时间完成复盘总结任务,难以总结实验要点,部分学生没有扎实地理解实验原理和过程,当做实验题目或独自完成实验任务时,依旧容易忽视部分细节之处。

(五)学生缺少自主学习意识

初中阶段的学生拥有好奇心理,他们愿意积极参与实验活动,但由于自控能力、学习意识较差,无法利用实验仪器完成做实验的任务,与实验教学目标背道而驰。若教师没有及时发现上述情况,不能及时纠正学生的错误做法,实验教学难以发挥实际作用。上述情况具体表现为:部分学生没有专注倾听教师讲解的实验过程,按照实验流程,随便添加实验试剂,或不规范地应用实验器材,容易造成不良后果。除此之外,部分学生扰乱课堂,将课堂氛围代入其他层面,影响实验教学成功推进。

二、初中生物实验教学优化策略

(一)改进实验教学方法,激发学生学习热情

教师以调动学生的学习积极性为核心,加大改进实验教学方法的力度,不仅使学生愿意积极参与实验教学活动,还可以真正激发学生的实验学习热情。学生属于实验教学主体,教师选择实验教学方法之前,应该以学生的学习情况和特点为基础,根据他们的基本需求选择合适的教学方法,从而利用教学方法吸引学生的实验注意力。教师应该掌握学生的学习思路,从而跟随他们的思路设计教学活动,有利于吸引他们的注意力,并通畅整个教学流程。同时,为保证达到实验教学目的,还可以将问题穿插入具体实验教学过程,通过问题带动学生思考实验步骤和要点,直至他们真正掌握整个实验过程。

例如,人教版七年级上册《了解生物圈》的实验“非生物因素对某种动物的影响”,涉及鼠妇、黄粉虫、金鱼等动物,提前将学生分为8个小组,每一个小组选择一种动物作为研究对象,提出实验问题:光会影响鼠妇、黄粉虫、金鱼的分布吗?学生了解具体实验目的后,准备进入实验状态,教师为使学生可以掌握正确的实验思路,要求他们按照自己的问题完成对应的实验任务。首先,教师组织学生做出实验假设,提前预测实验结果。某小组学生确定实验对象为鼠妇,做出实验假设:光会影响鼠妇的分布。他们将10只鼠妇放于玻璃箱,用盖子盖住半个玻璃箱,并将玻璃箱放于光照下,发现所有鼠妇爬向光照位置,得到结论:光会影响鼠妇的分布。教师提出问题:“如果将鼠妇放于没有光照的位置,是否也得到同样的实验现象,如何说明结论的准确性?”部分学生提出可以应用两个实验对比,将10只鼠妇放于玻璃箱A,用盖子盖住半个玻璃箱A,并将玻璃箱A放于光照下,再将10只鼠妇放于玻璃箱B,用盖子盖住半个玻璃箱B,玻璃箱B被放于阴暗处,观看鼠妇的活动,发现玻璃箱A中的鼠妇爬向光照位置,玻璃箱B中的鼠妇没有活动,从而得到结论。教师提出问题:“玻璃箱A的体积较大,玻璃箱B的体积较小,是否影响实验结果?”学生发现问题,将玻璃箱B更换为与玻璃箱A同样大小的玻璃箱C,同时,自主控制温度等其他影响实验的条件,发现实验结果相同。其次,教师引出对比实验的理念,重新叙述问题和过程,帮助学生理解对比实验。最后,教师讲解完整的实验过程,并要求学生重新做一次完整的实验,并记录实验步骤和数据。通过提问式的实验教学活动,学生找到完成实验的步骤,并理解对比实验的要点和过程,可以独立完成该实验,并得到实验结论。

(二)加强理论实验衔接,提升学生实践能力

理论和实验属于初中生物的两个重要板块,教师应该重视理论和实验的衔接部分,既保证学生可以掌握专业的理论知识,还帮助他们提升实践能力。理论为实验奠定基础,实验为理论提供证明,联系两者,形成完整的教学过程,凸显实验教学的优势。学生利用理论知识完成实验,利用实验环节巩固理论知识,从而加快学生的理解速度,提升学生的综合水平。

例如,人教版七年级上册《细胞是生命活动的基本单位》的实验“练习使用显微镜”,学生首次接触显微镜,拥有激动的心情,但应用显微镜涉及多种规范的操作方法,教师需要事先带领学生了解关于使用显微镜的理论知识,再带领学生应用显微镜,一方面,结合理论和实验部分,提升学生的实践水平;另一方面,保证显微镜的使用安全,避免造成实验仪器损坏等严重后果。学习理论知识时,教师从取镜和安放、对光、观察三个环节进行具体讲解,如取镜和安放时,区分目镜和物镜,并将其安装于正确位置;对光时,转动转换器、反光镜,直至可以通过目镜看到明亮的圆形视野;观察时,正确摆放玻片标本,转动粗准焦螺旋和细准焦螺旋,直至可以通过目镜看到清晰的物像。理论知识的学习任务结束后,组织学生将其应用于实验活动,学生按照理论知识,完成取镜和安放、对光、观察三个环节的实践操作任务,实验过程中,学生发现诸多问题,如对光环节,始终无法得到明亮的圆形视野等,教师根据学生的问题,一一进行解决,使所有学生都学会如何用显微镜观察物体。通过“理论+实践”的教学过程,大部分学生拥有应用显微镜的正确思路,并可以独立完成显微镜应用任务。

(三)充分利用信息技术,提升整体教学质量

信息技术具有重要的教学优势,对提升教学质量有重要的促进作用。开展实验教学活动时,教师积极应用信息技术丰富教学过程,充分调动学生的感官,使学生对实验过程产生一定兴趣,从而愿意主动参与实验教学活动。同时,结合实验难度,选择合适的信息技术作为辅助工具,避免对实验教学效果造成不良影响。除多媒体技术等简单的信息技术之外,结合微能力2.0工程,引入微视频等新兴信息技术,使学生可以通过微视频资源有效掌握实验要点和过程。

例如,人教版七年级上册《单细胞生物》的实验“观察草履虫”,由于草履虫属于单细胞生物,无法通过肉眼直接看到,学生对其无法形成具体概念,难以真正理解草履虫的外形和运动轨迹。为解决上述问题,教师提前准备关于草履虫的微视频资料,一方面,带领学生观察草履虫被放大后的形态;另一方面,引导学生感受观察草履虫实验的整个过程,使他们可以被观察效果吸引,并愿意参与实验过程。观看微视频资料后,学生不仅愿意完成此实验任务,还按照微视频实验过程的指示,与自己的同伴一起顺利完成实验任务,利用显微镜观察草履虫的外形和运动轨迹,并推测单细胞生物的实际生活。通过微视频的帮助,学生对实验过程产生积极性,并可以跟随微视频展示的实验步骤完成实验任务,取得较好的实验成果。分析教学效果可以发现,学生对信息技术支撑的教学过程拥有兴趣,说明信息技术对实验教学活动的支持作用,证明教师需要利用信息技术提升整体教学水平。

(四)重视实验结果反思,提升学生综合能力

实验结果反思属于实验教学的重要环节,对增强学生的综合能力有重要支持作用,教师应该重视实验结果反思过程,花费足够的时间带领学生完成实验过程复盘任务,有利于加深学生对生物实验环节的理解和掌握程度。带领学生完成实验结果反思任务时,可以将其分为两个任务:第一个任务是完成实验报告,记录实验过程、实验结论,通过实验报告,提升学生的数据整理、分析能力;第二个任务是绘制思维导图,运用思维导图展现整个实验流程,通过思维导图,提升学生的审美能力和知识整理能力。

例如,人教版七年级上册《种子植物》的实验“观察种子的结构”,安排4名学生为一个小组,一同按照讲解的实验过程完成实验任务,并完成实验报告和思维导图。学生一边做实验,一边完成实验报告,实验报告共包括材料工具、方法步骤、讨论、结果等板块,学生按照实验要求,填写材料工具:充分浸泡后的大豆、玉米种子,刀片,放大镜,滴管,稀碘酒。填写方法步骤:第一,观察大豆种子结构。首先,观察外形;其次,应用刀片剥去最外面一层薄皮,分开合拢的子叶;最后,应用放大镜观察形状和位置。第二,观察玉米种子结构。首先,观察外形;其次,应用刀片将种子从中央纵向剖开,向剖面滴加一滴稀碘酒;最后,应用放大镜观察形状和位置。实验结束后,记录实验结果和现象。除此之外,学生完成思维导图,通过分析学生完成的思维导图可以发现,他们可以基本掌握实验过程、原理和方法,并为不同内容标注不同颜色,从而体现学生的核心素养得到增强。完成实验报告和思维导图后,学生对知识进行全面、综合整理,真正理解种子的结构,并发现不同种子的不同结构,顺利掌握关于种子植物的相关知识点。同时,部分学生的综合能力得到增强,学习成绩得到提高,体现生物实验教学效率和质量得到全面提升。

(五)组织小组合作活动,增强学生自主学习意识

初中阶段的学生缺乏自主学习意识,他们不能主动学习知识、完成学习任务,从而影响实验教学效果。为激发学生的学习兴趣,教师应该组织小组合作教学活动,将学生视为教学主体,要求学生通过小组合作的方式顺利完成学习任务。而学生参与小组合作活动后,一方面,一同发现、分析、解决问题;另一方面,意识到合作的重要性,愿意通过小组合作活动解决问题,形成团结、责任意识。

例如,人教版七年级上册《被子植物的一生》的实验“种子萌发的环境条件”,教师将小组合作活动安排于课后,既可以节省课堂教学时间,又可以帮助学生增强自主学习意识。4名学生为一个小组,利用课后时间,完成实验任务,并记录实验报告,实验活动结束后,上交实验报告。学生设置实验组和对照组,根据实验目的:探究种子萌发需要的环境条件,制订合适的实验计划。完成实验的过程中,容易出现种子烂掉无法使用等问题,学生可以通过小组讨论、寻求教师帮助等多种方式解决问题。通过长时间的实验,学生得到实验结果,发现种子萌发需要得到温度、水分和空气等条件的支持。通过本次活动,部分学生意识到自主完成实验需要考虑的基本条件,掌握团体合作的技巧,还容易发现问题,对其他实验,其可以根据自己发现的问题设计实验,并解决问题。同时,他们将自己的成果与家长分享,与家长一同种花、种草,还一同探究绿豆发芽的过程与种子萌发的异同点。从教学效果可以发现,小组合作活动取得良好的教学效果,说明其对实验教学有促进作用。