一堂“失敗”的實(shí)驗(yàn)課

關(guān)鍵詞：     探究性學(xué)習(xí)    新課程標(biāo)準(zhǔn)     科學(xué)精神    質(zhì)疑   

 

內(nèi)容摘要：新課程標(biāo)準(zhǔn)下的生物學(xué)教學(xué)，是面向全體學(xué)生，提高生物科學(xué)的素養(yǎng)，倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)。 在一堂課中，鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑，大膽創(chuàng)新，大膽實(shí)踐。師生教學(xué)相長(zhǎng)，在失敗中成長(zhǎng)，在失敗中成功。

 

教育部明確提出了新一輪教育教學(xué)改革中首先要在學(xué)生的學(xué)習(xí)方式上有所突破。九年義務(wù)教育中學(xué)生物新課標(biāo)的基本理念是面向全體學(xué)生，提高生物科學(xué)的素養(yǎng)，倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)。科學(xué)探究在教學(xué)中的應(yīng)用就是指導(dǎo)學(xué)生研究方法和過程，并主動(dòng)獲取知識(shí)。探究性學(xué)習(xí)的目標(biāo)也正是注重研究過程和處理信息的科學(xué)方法和能力，獲取科學(xué)的知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生探究合作的科學(xué)精神和一絲不茍的科學(xué)態(tài)度。我們?cè)谑侨粘＝虒W(xué)中要求學(xué)生在掌握基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，加強(qiáng)設(shè)計(jì)和完成實(shí)驗(yàn)的能力培養(yǎng)，要求學(xué)生能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究，注重對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作過程中體驗(yàn)和感受操作要領(lǐng)，培養(yǎng)和鍛煉操作技能、增進(jìn)和提高操作技巧。哪怕在一堂表面上失敗的實(shí)驗(yàn)課中同樣會(huì)有巨大收獲。

八年級(jí)下冊(cè)第八單元第三章“健康地生活”，安排了《酒精或煙草浸出液對(duì)水蚤心律的影響》探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。作為一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，要求學(xué)生能自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程：提出問題，作出假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，分析結(jié)果，得出結(jié)論。本實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生認(rèn)識(shí)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(xué)生對(duì)水蚤缺乏最基本的認(rèn)識(shí)，一節(jié)實(shí)驗(yàn)課的時(shí)間有限，在課堂上既要完成熟知實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)用具、材料及實(shí)驗(yàn)原理和步驟的任務(wù)，以要完成設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)操作步驟、捕捉和記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析結(jié)果得出結(jié)論，再加上質(zhì)疑、思維和創(chuàng)新再研究，顯然時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。有時(shí)學(xué)生會(huì)在實(shí)驗(yàn)中困惑地提出相當(dāng)稚拙的問題，甚至將重要的反復(fù)強(qiáng)調(diào)的注意事項(xiàng)違反，為了避免實(shí)驗(yàn)中的這些尷尬現(xiàn)象，收獲實(shí)驗(yàn)課該有的效果，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備課顯得尤其重要。為此，我特別安排了一堂實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備課。這種課能比較成功地解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的不良現(xiàn)象，突出學(xué)生的主體要位，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)，也能使老師真正成為學(xué)生實(shí)驗(yàn)的參與者和服務(wù)者，與學(xué)生一起去發(fā)現(xiàn)問題、研究問題、解決問題，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)。

在這堂實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備課中，我和學(xué)生一起解決了幾個(gè)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(xué)們能應(yīng)用 數(shù)學(xué)知識(shí)計(jì)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(gè)濃度再進(jìn)行一定的稀釋。充分發(fā)揮了學(xué)生的發(fā)散思維。

 其二、如何進(jìn)行觀察？學(xué)生根據(jù)課本和廣東省教學(xué)教材研究室編寫的學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告的提示很快得出了做成裝片觀察，利用讀秒表進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法。

其三、如何減少誤差？同學(xué)們討論后認(rèn)為要嚴(yán)格控制變量。如實(shí)驗(yàn)材料水蚤，年齡差異會(huì)導(dǎo)致心律變化，水蚤本身活性會(huì)導(dǎo)致心律變化。怎么識(shí)別水蚤的年齡呢？我將水蚤在大燒杯中取了少量給同學(xué)們投影觀察。通過老師引導(dǎo)同學(xué)們了解了識(shí)別水蚤年齡的一般方法。

 

在實(shí)驗(yàn)時(shí)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(jié)果？同學(xué)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(jìn)行觀察）

 

 

方案二、（每組四人，每人負(fù)責(zé)2個(gè)濃度的實(shí)驗(yàn)，每人約需2只水蚤）

 

 

 

 

方案三、（每組四人，每人負(fù)責(zé)2個(gè)濃度的實(shí)驗(yàn)，每人約需2只水蚤）

 

 

通過討論，各組可選擇自己認(rèn)可的方案進(jìn)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(shí)別方法。提醒學(xué)生觀察時(shí)切莫把水蚤胸腹部掙扎的附肢誤認(rèn)為是心臟。

經(jīng)過以上準(zhǔn)備，我對(duì)成功組織這次實(shí)驗(yàn)充滿信心。為確保成功，我自己在實(shí)驗(yàn)前利用酒精進(jìn)行了2個(gè)濃度梯度的預(yù)備實(shí)驗(yàn)，效果良好。

實(shí)驗(yàn)操作階段，我先引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)了臨時(shí)裝片的制作方法，提出了幾個(gè)注意事項(xiàng)，同學(xué)們胸有成竹地投入實(shí)驗(yàn)中。大約十分鐘之后，同學(xué)們紛紛報(bào)告水蚤在加入低濃度酒精溶液后死亡，無(wú)法觀察。這是怎么回事？是操作不當(dāng)嗎？我要求他們換只水蚤再做。五六分鐘后報(bào)告的還是同樣信息。這是我校是第一次使用新課程標(biāo)準(zhǔn)下的九年義務(wù)教育生物課本，這個(gè)實(shí)驗(yàn)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(dòng)了。我也很納悶，預(yù)備實(shí)驗(yàn)怎么能成功呢？同學(xué)們的操作是符合要求的。我想了一下，果斷要求同學(xué)們停止實(shí)驗(yàn)，一起分析失敗原因。同學(xué)們紛紛提出種種猜測(cè)和質(zhì)疑。

觀點(diǎn)一：酒精濃度太大了。但是1%的濃度下為什么就會(huì)死亡？理論上水蚤能承受的遠(yuǎn)不止這個(gè)濃度。

觀點(diǎn)二：制作臨時(shí)裝片時(shí)力度太大壓迫水蚤？但大多數(shù)同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)時(shí)老師提出的注意事項(xiàng)特別小心，操作時(shí)輕手輕腳，是符合要求的。

觀點(diǎn)三：吸水時(shí)推動(dòng)蓋玻片撮死了水蚤？許多組反應(yīng)吸水時(shí)很小心，并未使蓋玻片移動(dòng)。

觀點(diǎn)四：蓋玻片的重量壓死了水蚤。按照廣東省教學(xué)教材研究室編寫的配合九年義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教材用書上的步驟，是要按一般臨時(shí)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(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題。

這時(shí)我想到了最近在《中學(xué)生物學(xué)》雜志上看過的安徽省桐城市教育教學(xué)研究室華朝陽(yáng)的一篇《用蝸牛替代水蚤做探究實(shí)驗(yàn)》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(dòng)，操作過程復(fù)雜，制成裝片后，水蚤心臟因受壓迫會(huì)逐漸停止跳動(dòng)，影響實(shí)驗(yàn)效果。”于是我引導(dǎo)同學(xué)們，如果問題出在蓋玻片重量上，該如何改進(jìn)？大家以提出了不同的觀點(diǎn)。有的同學(xué)說不用蓋玻片直接觀察，馬上有同學(xué)提出質(zhì)疑：蓋玻片的作用一是保護(hù)物鏡不被污染，二是限制水蚤運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)問題如何解決？有同學(xué)提議第一個(gè)問題好解決，既然用低倍鏡觀察，在操作中小心一點(diǎn)完全可以避免物鏡的污染。但第二個(gè)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(shí)驗(yàn)，提醒大家是否可以用脫脂棉纖維來限制水蚤的運(yùn)動(dòng)。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(shí)間。同學(xué)們馬上動(dòng)手重新實(shí)驗(yàn)。遺憾的是全部的小組無(wú)法完成系統(tǒng)觀察和操作。

雖然這堂課沒有完成實(shí)驗(yàn)過程。傳統(tǒng)意義上講是失敗了。在新課程理念的實(shí)踐與探索的今天，整堂課上卻淋漓盡致地體現(xiàn)了科學(xué)探究的精神。真正體現(xiàn)了新課程標(biāo)準(zhǔn)中“要求學(xué)生不僅初步學(xué)會(huì)科學(xué)研究的一般方法，還要學(xué)生理解科學(xué)探究的內(nèi)涵，并進(jìn)一步要求發(fā)展合作能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力”。在這堂課中，同學(xué)們甚至否定了比較權(quán)威的實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)的操作步驟，大膽質(zhì)疑，大膽創(chuàng)新。師生教學(xué)相長(zhǎng)，相互啟發(fā)。我自認(rèn)為在課前做了預(yù)備實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)備充分，也預(yù)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(shí)間內(nèi)完成了2個(gè)濃度的操作而自信成功。作為一名生物學(xué)教師，我深深感受到了面臨的新挑戰(zhàn)，自己在學(xué)習(xí)新課程標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的體會(huì)每天都是新的。不僅要注意對(duì)科學(xué)的共性和本質(zhì)、科學(xué)的研究方法和研究過程的指導(dǎo)，以及在此過程中引導(dǎo)學(xué)生對(duì)科學(xué)的感悟，還要向自己的思想觀念、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)挑戰(zhàn)。教師和學(xué)生都不迷信教材，共同創(chuàng)新，共同提高。新課程標(biāo)準(zhǔn)，你讓我們?cè)谑≈谐砷L(zhǎng)，在失敗中成功。