一堂“失敗”的實驗課

關鍵詞：     探究性學習    新課程標準     科學精神    質疑   

 

內(nèi)容摘要：新課程標準下的生物學教學，是面向全體學生，提高生物科學的素養(yǎng)，倡導探究性學習。 在一堂課中，鼓勵學生大膽質疑，大膽創(chuàng)新，大膽實踐。師生教學相長，在失敗中成長，在失敗中成功。

 

教育部明確提出了新一輪教育教學改革中首先要在學生的學習方式上有所突破。九年義務教育中學生物新課標的基本理念是面向全體學生，提高生物科學的素養(yǎng)，倡導探究性學習。科學探究在教學中的應用就是指導學生研究方法和過程，并主動獲取知識。探究性學習的目標也正是注重研究過程和處理信息的科學方法和能力，獲取科學的知識，培養(yǎng)學生探究合作的科學精神和一絲不茍的科學態(tài)度。我們在是日常教學中要求學生在掌握基礎知識的同時，加強設計和完成實驗的能力培養(yǎng)，要求學生能設計簡單的實驗方案，進行科學實驗的探究，注重對學生創(chuàng)新意識和實踐能力的培養(yǎng)。在實驗設計和操作過程中體驗和感受操作要領，培養(yǎng)和鍛煉操作技能、增進和提高操作技巧。哪怕在一堂表面上失敗的實驗課中同樣會有巨大收獲。

八年級下冊第八單元第三章“健康地生活”，安排了《酒精或煙草浸出液對水蚤心律的影響》探究實驗活動。作為一個探究實驗活動，要求學生能自主設計實驗過程：提出問題，作出假設，設計實驗步驟，分析結果，得出結論。本實驗對學生認識煙酒的危害， 形成鮮明的健康觀念有重要的意義。由于許多學生對水蚤缺乏最基本的認識，一節(jié)實驗課的時間有限，在課堂上既要完成熟知實驗目的、實驗用具、材料及實驗原理和步驟的任務，以要完成設計實驗操作步驟、捕捉和記錄實驗結果及分析結果得出結論，再加上質疑、思維和創(chuàng)新再研究，顯然時間遠遠不夠。有時學生會在實驗中困惑地提出相當稚拙的問題，甚至將重要的反復強調的注意事項違反，為了避免實驗中的這些尷尬現(xiàn)象，收獲實驗課該有的效果，實驗準備課顯得尤其重要。為此，我特別安排了一堂實驗準備課。這種課能比較成功地解決傳統(tǒng)實驗教學中的不良現(xiàn)象，突出學生的主體要位，增強創(chuàng)新意識，也能使老師真正成為學生實驗的參與者和服務者，與學生一起去發(fā)現(xiàn)問題、研究問題、解決問題，實現(xiàn)教學相長。

在這堂實驗準備課中，我和學生一起解決了幾個重要問題。

其一、如何配制不同濃度梯度的酒精濃度和煙草浸出液？同學們能應用 數(shù)學知識計算后定量地配出特定的酒精濃度溶液，也可以靈活地用多種方法定性配出不同濃度的煙草浸 出液。如等量的煙草加不等量的水；等量的水加不等量的煙草；或只配出一個濃度再進行一定的稀釋。充分發(fā)揮了學生的發(fā)散思維。

 其二、如何進行觀察？學生根據(jù)課本和廣東省教學教材研究室編寫的學生實驗報告的提示很快得出了做成裝片觀察，利用讀秒表進行計數(shù)的方法。

其三、如何減少誤差？同學們討論后認為要嚴格控制變量。如實驗材料水蚤，年齡差異會導致心律變化，水蚤本身活性會導致心律變化。怎么識別水蚤的年齡呢？我將水蚤在大燒杯中取了少量給同學們投影觀察。通過老師引導同學們了解了識別水蚤年齡的一般方法。

 

在實驗時就選擇年齡和活性相近的水蚤以減少誤差。

其四、如何記錄和處理觀察結果？同學們提出了幾種方案。

 

方案一、（每組兩人，每人約需2只水蚤分別進行觀察）

 

 

方案二、（每組四人，每人負責2個濃度的實驗，每人約需2只水蚤）

 

 

 

 

方案三、（每組四人，每人負責2個濃度的實驗，每人約需2只水蚤）

 

 

通過討論，各組可選擇自己認可的方案進行分析記錄。

其五，如何確定水蚤心臟的位置？這里教師利用板圖講解水蚤心臟的位置和識別方法。提醒學生觀察時切莫把水蚤胸腹部掙扎的附肢誤認為是心臟。

經(jīng)過以上準備，我對成功組織這次實驗充滿信心。為確保成功，我自己在實驗前利用酒精進行了2個濃度梯度的預備實驗，效果良好。

實驗操作階段，我先引導學生復習了臨時裝片的制作方法，提出了幾個注意事項，同學們胸有成竹地投入實驗中。大約十分鐘之后，同學們紛紛報告水蚤在加入低濃度酒精溶液后死亡，無法觀察。這是怎么回事？是操作不當嗎？我要求他們換只水蚤再做。五六分鐘后報告的還是同樣信息。這是我校是第一次使用新課程標準下的九年義務教育生物課本，這個實驗我也是第一次接觸。我下到各小組觀察，甚至有的小組沒來得及加入酒精溶液水蚤就不動了。我也很納悶，預備實驗怎么能成功呢？同學們的操作是符合要求的。我想了一下，果斷要求同學們停止實驗，一起分析失敗原因。同學們紛紛提出種種猜測和質疑。

觀點一：酒精濃度太大了。但是1%的濃度下為什么就會死亡？理論上水蚤能承受的遠不止這個濃度。

觀點二：制作臨時裝片時力度太大壓迫水蚤？但大多數(shù)同學對實驗時老師提出的注意事項特別小心，操作時輕手輕腳，是符合要求的。

觀點三：吸水時推動蓋玻片撮死了水蚤？許多組反應吸水時很小心，并未使蓋玻片移動。

觀點四：蓋玻片的重量壓死了水蚤。按照廣東省教學教材研究室編寫的配合九年義務教育課程標準實驗教材用書上的步驟，是要按一般臨時裝片的作法加蓋蓋玻片的。可是全班這么高的水蚤死亡率很可能是這個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題。

這時我想到了最近在《中學生物學》雜志上看過的安徽省桐城市教育教學研究室華朝陽的一篇《用蝸牛替代水蚤做探究實驗》的文章。文中提到：“水蚤形體小，需在顯微鏡下才能觀察到心臟的跳動，操作過程復雜，制成裝片后，水蚤心臟因受壓迫會逐漸停止跳動，影響實驗效果。”于是我引導同學們，如果問題出在蓋玻片重量上，該如何改進？大家以提出了不同的觀點。有的同學說不用蓋玻片直接觀察，馬上有同學提出質疑：蓋玻片的作用一是保護物鏡不被污染，二是限制水蚤運動，這兩個問題如何解決？有同學提議第一個問題好解決，既然用低倍鏡觀察，在操作中小心一點完全可以避免物鏡的污染。但第二個問題呢？水蚤可是必須在活體狀態(tài)下觀察的。我聯(lián)系到觀察草履蟲的實驗，提醒大家是否可以用脫脂棉纖維來限制水蚤的運動。解決問題的辦法在師生的共同努力下想到了。但距下課只剩五分鐘時間。同學們馬上動手重新實驗。遺憾的是全部的小組無法完成系統(tǒng)觀察和操作。

雖然這堂課沒有完成實驗過程。傳統(tǒng)意義上講是失敗了。在新課程理念的實踐與探索的今天，整堂課上卻淋漓盡致地體現(xiàn)了科學探究的精神。真正體現(xiàn)了新課程標準中“要求學生不僅初步學會科學研究的一般方法，還要學生理解科學探究的內(nèi)涵，并進一步要求發(fā)展合作能力、實踐能力和創(chuàng)新能力”。在這堂課中，同學們甚至否定了比較權威的實驗報告冊的操作步驟，大膽質疑，大膽創(chuàng)新。師生教學相長，相互啟發(fā)。我自認為在課前做了預備實驗，準備充分，也預見了種種問題。可能是教師的操作熟練快速，在水蚤能承受壓迫的時間內(nèi)完成了2個濃度的操作而自信成功。作為一名生物學教師，我深深感受到了面臨的新挑戰(zhàn)，自己在學習新課程標準時的體會每天都是新的。不僅要注意對科學的共性和本質、科學的研究方法和研究過程的指導，以及在此過程中引導學生對科學的感悟，還要向自己的思想觀念、教學經(jīng)驗挑戰(zhàn)。教師和學生都不迷信教材，共同創(chuàng)新，共同提高。新課程標準，你讓我們在失敗中成長，在失敗中成功。