生物学是一门以实验为基础的学科,随着课程改革的深入进行,生物课程实验的探究性越来越强,做探究性实验已成为生物学习的一个重要方法,生物教材已一改过去以演示、验证实验为主、单纯演示或验证一下某些生物现象的状况,因此生物实验的难度就增加了。不仅如此,很多实验还要需要学生自己去设计方案,实验器材也要学生自己去选取,甚至自己设计、制作。因此,学生没有做实验所需的基本技能和良好的实验习惯,很难保证实验的成功,甚至在实验过程中还可能带来一定的危险。因此让学生掌握一些实验的基本技能和培养学生良好的实验习惯就显得尤为重要。本文就怎样培养学生养成良好实验习惯谈一点看法。
一、 关于实验习惯
习惯是人的行为活动的特征和活动方式的模式化,是一种由于重复或反复练习而巩固下来的、并变成需要的自动化行为模式。它是一个人不需要外在监督和意志努力即可自动实现的行为,它可以使行为经常化、巩固化,即习而常之。习惯一经养成,简直如“条件反射”一样,是一种不需要强制而超越强制的自然而然的力量,这就是所谓的“习惯成自然”。判断习惯的优劣就看它是否有利于完成某项任务。而实验习惯是学生或教师在完成某一实验时比较模式化的思维过程及操作步骤。一个具有良好实验习惯的人,他就能下意识地按照平时养成的正确、规范的操作模式去完成某个实验,实验会完成得轻轻松松而又有条有理。但好的实验习惯养成是比较困难的,它需要教师的言传身教和学生自身的反复训练。
二、 需要培养的实验习惯
1. 明确目的
为进一步深化教育改革,全面推进素质教育,努力提高学生的全面素质,生物教材也作了很大的改革,十分明显的变化就是教材中增加了许多探究性实验,改变了以往列举出生物现象去解释现象发生原因的教学方法,如今更多的是要通过探究性实验对发生的生物现象进行研究,通过研究得出科学的解释。因此,做实验时就一定要明确目的,明确为什么要设计这个实验以及做这一实验是为了解决什么问题?只有明确了实验目的,才能有针对性地设计出科学、合理的实验方案,再根据实验方案逐步实施,这样能有效保障实验的顺利进行和正确得出实验结论。
2. 制订方案
为顺利完成相关实验和得出正确的实验结论,进行实验前必须制订出科学、合理的实验方案。在制订方案过程中,一定要本着科学、选用实验器材方便、操作简单可行等原则,同时还须考虑到在具体实施实验过程中尽可能避免或减轻各种干扰因素对实验结果产生的不良影响,在方案中还要设计好对照实验,以便进行科学的比较、分析,从而保证实验结果的正确可靠。例如,为了证明微生物不能自然产生,实施生物学中著名的“肉汤变质”这一实验时,早在十八世纪50年代就有很多科学家想了许多办法来清除空气中的微生物对实验结果的影响,如先把瓶中肉汤煮到沸腾来杀灭瓶中空气中存在的微生物,让空气通过一根装有干净棉花的玻璃管后再进到烧瓶中,目的就是为了避免空气中的微生物对实验带来的干扰,可惜这些办法都不能有效保证实验总是成功。而法国著名微生物学家巴斯德巧妙的“曲颈瓶实验”使该实验取得了决定性的成功。巴斯德坚信微生物是不可能自然产生出来的,为了证明肉汤变质是来自空气中微生物的污染,1862年,巴斯德终于设计出一个巧妙的曲颈瓶试验。他给烧瓶安装了一个像横放的S形状的长颈,当把烧瓶中的肉汤煮沸时,不仅瓶中的微生物被杀死了,水蒸汽把瓶颈中的微生物也杀死了。等到肉汤放凉时,新鲜的空气就可以通过瓶颈自由进到瓶子中,而带菌的灰尘由于比空气重,在长颈向下弯曲处就被拦截住了。经过这样处理的肉汤培养液放许多天也没有变质。而把肉汤培养液倾斜,让它通过长颈的弯曲部,或者把长颈打断,肉汤培养液中很快就会充满了微生物,肉汤很快就变质了。通过设计了这样一个科学、巧妙的实验方案和精心实施的这些对照实验,就令人信服地证明了,是空气中的微生物使肉汤腐败的,而不是肉汤腐败产生微生物。可见在做生物探究性实验时,制定出科学、合理的实验方案是多么的重要,它能最大限度地加大实验准确性和得出结论的真实性。
3. 熟悉器材
熟悉实验器材的功用、特点,十分有利于培养规范的实验操作习惯。在做实验前,学生除了必要的理论准备(如明确实验目的、实验方案等)外,还要根据实验方案进行实验器材的准备,在准备过程中,一定要熟悉所用器材的功用、特点,例如在生物实验中,经常用到培养皿、蒸发皿,看上去差不多的两件玻璃器皿,但用途却不同、使用方法也截然不同,蒸发皿能直火加热,而培养皿是不能用明火加热的。因此在实验过程中,一定要根据实验方案进行科学地选取实验器材,否则不仅会影响实验的顺利进行,而且还会破坏实验器具,甚至会带来一定的实验危险。还有显微镜是生物探究性学习过程中经常使用的实验仪器,也是生物实验室比较贵重的精密仪器,在使用过程中一定要先熟悉其功用、特点和使用步骤及方法,只有这样才能确保从取镜和安放、对光、观察、收镜一步一步都能正确操作,保证实验效果且不损坏显微镜。
4. 掌握技能
做实验时需要一定的技能、技巧,例如在显微镜的使用中,除了要求严格按规范操作外,还需要掌握如何在不同的光线条件下恰当调节光圈大小、是使用平面镜还是凹面镜来调整视野的亮度;怎样移动载物台上的标本才能在视野中快速找到观察对象等基本实验技能。在七年级生物教材下册“观察细胞结构”实验中,要两眼同时张开,一边观察一边正确画出细胞结构图。上述这些基本生物实验技能或技巧都是要经过平时反复练习才能掌握的,只有平时在教师的正确指导下认真加以练习、反复琢磨,到自己独立承担探究性实验时,才能轻车熟路、游刃有余。
5. 清楚步骤再实验
做实验最重要的就是按部就班。实验时明确了实验操作步骤再进行实验,有利于培养按部就班、有条不紊的实验操作习惯。因此在实验前一定要对实验方案进行认真解读,对每一步骤都要做到心中有数、了如指掌,要改掉边看实验方案边实验的不良习惯,这样才能保证实验过程顺畅和实验的圆满成功。
三、 良好实验习惯的培养
1. 培养兴趣
“兴趣是最好的老师”,对做实验感兴趣,就有了形成良好实验习惯的动力和源泉。如果学生对学习生物和做生物实验缺乏兴趣,那么做实验时就会觉得枯燥无味,良好实验习惯的培养又从何谈起?因此,我们要重视培养学生的兴趣,同时首先要培养他们学习生物的兴趣,只有对生物这门学科感兴趣了,才能引领他们饶有兴趣地通过实验去探究一些生物现象极其规律。
2. 让学生学会探究
科学探究是人类揭开自然界的奥秘、获取知识的重要途径,人类就是在长期的科学探究中不断地积累知识和发展生命科学的,因此学习生物就必须掌握一些科学探究的基本方法。如今生物教材中设置了许多探究性实验,这是当前生物教材改革的重要体现,目的就在于改变学生以单纯地接受教师传授知识为主的学习方式,而引进探究性实验教学新手段,为学生构建了开放的学习环境,提供了多渠道获取知识、并将学到的知识加以综合应用于实践的机会,培养了创新精神和实践能力。
探究本身就是学习,是主动发现问题、解决问题的学习。要学会探究,首先要掌握探究的基本方法。我门从七年级生物教材中有关“肉汤变质”的实验中就可知道科学家是怎样进行探究活动的,从中体会到探究首先要锻炼自己敏锐的观察力,在平时很普通的现象中发现问题、提出问题,然后作出假设,在此基础上再制定探究实验方案,当然在制定方案时要考虑到现有实验条件,也就是设计实验方案时要切实可行,最后就按照实验方案精心实施,通过分析实验结果得出结论来验证先前的假设是正确的还是错误的。
3. 鼓励学生大胆猜想
“没有大胆的猜想,就得不出伟大的发现。”可以说古今中外任何一个理论的产生都有其孕育过程,任何科学学说的出现,都有过大胆的猜想。没有奥地利年轻牧师孟德尔有关 “在豌豆植株中一定存在着各自独立的因子控制着各种性状的遗传”这一大胆猜想,哪有后来的遗传规律?可见,提出猜想、树立假设是科学探究的核心环节,它决定探究的方向。因此在实验中要鼓励学生大胆猜想、敢于质疑,再通过实验加以验证,最后得出科学的结论。
4. 规范演示、示范
要培养学生良好的实验习惯和基本科学素养,除了培养他们的兴趣,鼓励他们带着猜想、怀着质疑去主动学习、积极探究,去设计和完成一些探究性实验外,还要培养他们严谨的科学实验态度和正确规范的实验操作习惯。老师就应该不厌其烦地给以学生悉心的指导和规范的演示示范,让学生在老师的言传身教中逐渐形成良好的实验习惯。
在学习生物过程中培养学生良好的实验习惯的重要性是不言而喻的。通过实验可以很好地培养学生的学习和动手能力,培养学生的观察能力、思维能力及分析、解决问题的能力,有效促进学生初步形成严谨的科学态度、实事求是的工作作风和认真细致的学习习惯。进而还能通过分工合作形成良好的团队合作精神,有利于学生确立辨证唯物主义自然观。当然,如何更好地培养学生良好的实验习惯,还需要我们在实践中不断探索和研究。
(张留华 江苏省吴江市盛泽第二中学 215228)