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浅析如何培养学生生物学探究实验的学习兴趣

发布时间:2021-08-19 人气:

  摘 要:以“观察植物细胞的吸水和失水”探究实验为例,从采用翻转课堂教学法、利用学生在自主学习中发现的问题,以任务驱动推动小组进行合作探究,激发学习兴趣;通过材料和试剂的处理和改进,简化实验步骤,提升学习兴趣;现代信息技术的运用,加快课堂节奏,保持兴趣;实验数据的处理,延续兴趣等四个方面阐述如何培养学生生物学探究实验的学习兴趣。
  关键词:核心素养;兴趣;探究;质壁分离
  法国思想家托尔斯泰说过这样一句话:“成功的教学是激发学生的兴趣,而不是强制地学习。”一个学生能不能学好,就看他对学习有没有产生兴趣,生物实验教学更是如此。常规的实验课往往要花十几分钟用于实验的讲解以及学生对实验的设计和梳理,真正用于实验操作的时间不多于20分钟,这就使很多学生只是手忙脚乱,按部就班地走一遍实验流程,缺少学习的主动性;更有甚者只是看别人做一遍,自己根本无从下手,久而久之也就失去了学习兴趣。如何培养学生生物学探究实验的学习兴趣呢?笔者认为教师要从具体实验课的自身特点中去寻找突破口,结合适当的教学方法和评价机制,适当融合信息技术,就很容易将沉闷、无趣的实验课堂变成生动、惊奇的学习乐园。
  “植物细胞的吸水和失水”是学生进入高中阶段接触的第一个探究实验,是初步培养学生“科学探究和科学思维”的生物学科核心素养的良好素材。文章以这节实验课为例,从以下四个方面阐述对生物学探究实验课兴趣的培养。
  一、 翻转课堂教学法,激发兴趣
  笔者在课前制作了《渗透作用的原理》《质壁分离及质壁分离复原》《探究实验的一般步骤》等三个微课。学生在课前利用微课自学本实验涉及的相关知识点,学习能力较弱的学生可以根据自身的情况合理安排学习时间和学习次数。不仅可以反复观看,多次学习还可以将疑惑的问题在班级的网络互动平台进行交流,通过自学和交流讨论,激发了学生想要一探究竟的学习兴趣。
  二、 材料和试剂的处理和改进,简化实验步骤,提升兴趣
  曾几何时,教材变得神秘了,变得让学生敬畏了,在标准答案的掩映下,学生不敢越雷池半步:教材就是神圣的,不可侵犯。但是初高中阶段的少年们,内心深处大多隐藏着一颗躁动的想要有所改变的心。苏霍姆林斯基说过:“成功的喜悦是一种巨大的情感力量,它能促进学生的求学欲望。”本课兴趣小组的学生在课前进行预实验时,发现洋葱鳞片叶外表皮细胞紧连叶肉细胞,不易分开,制片时很容易将叶肉细胞一起撕取,或将外表皮细胞撕破,使液泡里的色素流出,从而影响实验效果。他们经过大胆思考,反复探索,发现将洋葱的鳞茎一层一层地分开,放置在阴凉处12小时,第二天制片时不仅颜色变深,而且和叶肉细胞的粘连不那么紧密,易于撕取;教材中3g/ml的蔗糖溶液作为外界溶液进行质壁分离和复原的观察时,耗时比较长,如果提高蔗糖溶液的浓度以缩短质壁分离的时间,又会出现高浓度蔗糖过于黏稠,不易引流也不易清洗的新问题,且实验过程中需进行两次引流,学生在操作时很容易弄脏载物台和物镜。兴趣小组的学生们尝试了很多实验试剂,最终改用硝酸钾溶液,同一个装片中,只需要引流一次,即可在几分钟内先后看到质壁分离和自动复原现象,一定程度上提高了课堂效率。通过对教材实验材料和实验试剂的改进所带来的巨大成就感,大大提升了学生的学习兴趣。
  三、 现代信息技术的融合,提高课堂效率,保持兴趣
  当前社会飞速发展过程中一个突出的亮点就是信息技术和科学技术的快速发展。传统教育教学中,仅利用粉笔、黑板、教材,略显单调和灰暗,容易削弱学生的学习兴趣。将现代信息技术融入课堂不仅为课堂注入了新的活力,也符合新时代的要求。
  “观察植物细胞的吸水和失水”这节课需要借助显微镜,教师不方便指导,且改用硝酸钾溶液后,时间一长,洋葱外表皮细胞还会发生自动复原,不适合学生间的分享和交流。本课添置手机夹固定手机,将手机固定在显微镜下后,只需打开手机,就可以看到显微镜下的视野,方便指导,还可以拍照、录像,看质壁分离的整个动态过程。同时利用希沃授课助手,将手机图像通过大银幕同步展示,,这样每位学生都可以观察到其他组的实验现象,实现资源共享,构建“互动课堂”。这种现代技术的运用,保持了学生对课堂的兴趣,实现了翻转课堂的初步尝试。
  四、 实验结果分析和数据处理,延续兴趣
  兴趣是最好的老师,但是一时兴起容易,想要让学生对他原本不熟悉甚至不感兴趣的知识产生持续的兴趣却很难,而只有持续的兴趣才能促使学生不断进步。因此,教师还要不断地引导学生在探究过程中去发现一些新的东西,他才能获得真实的情感体验和认同感。像科学家一样通过实验得出结论,获取知识,比教师直接灌输被动获取知识更加立体和深刻。由于学生在课前、课中和课后持续对某个事物进行了思考和分析,在情感上就会“日久生情”,对探究实验的兴趣就会延续不断。
  在学生对本节实验内容有了感性认识后,接下来他们做了定量分析。他们对拍摄的视频进行回看,记录了各自实验浓度下植物细胞完全质壁分离及复原所需的时间(表1),并对实验数据进行处理(图1)。
  通过分析,学生很容易发现洋葱外表皮细胞的失水速度和外界溶液浓度有关,从而收获以下成果:
  ①学会对实验数据进行记录,分析和处理;
  ②体验合作学习的快乐;
  ③加深对水分子的运输方式的理解,有助于后面学习自由扩散的特点;
  ④能解释农业生产上的一些问题,比如农作物可能因为过度施肥而烧苗。
  这种像科学家一样通过提出疑问、自主探究、结果分析来解决问题所享受到的成就感,进一步延续了学生对探究实验的学习兴趣。
  本节课的重点——质壁分离的原理,很多学生不是很理解,这就降低了他们进一步学习的兴趣。笔者通过指导学生在课后回看视频,对视频进行截图,利用ps软件给图片添加网格(图2),并按需求将图片进行旋转,使细胞与网格线平行,便于测量。如图2圈出的细胞,学生可以通过数刻度对质壁分离前后细胞原生质体的长度和细胞的长度进行估测,做定量分析。通过测量,学生很容易发现在质壁分离过程中,原生质体的长度不断缩小,而细胞壁的长度几乎不变,从而突破了对本节课重点——质壁分离原理的理解,延续了学生的学习兴趣。
  总之,学生的学习兴趣是一种带有趋向性的心理意向,是在一定的情境中产生的。如果教师能够在教学中有意识地进行激发和培养,这种意向活动就会越来越明显,越来越强烈,甚至达到入迷的地步。此所谓“好之者不如樂之者”。兴趣一旦受到点燃,学生就会充满活力,不仅不会觉得疲惫,还会觉得学习是一种快乐。
  本节课采用翻转课堂教学法,缩小课堂的知识容量,将课堂更多的时间留给学生去操作,让学生体验科学探究的一般规律,有助于激发学生学习兴趣,初步树立严谨的科学思维;材料、试剂、设备的改进以及信息技术的融合,保持了学生学习的兴趣,优化了本节课的实验效果。全班学生以小组的形式,先分组探究,再数据汇总,大大提高了课堂效率,让学生体验了合作学习的快乐。最后的定量分析不仅将学生从对植物细胞吸水和失水的感性认识上升到理性认识,有效突破了本节课的重难点还延续了学生的学习兴趣。因此,在生物探究实验课的教学中,教师可以适当调整实验教学过程,尽可能发挥学生的主体地位,同时结合有效的教学方法,并辅以适当现代信息技术,不断地激发和保持学生进行实验的兴趣。
  参考文献:
  [1]刘学,黎江娃.“探究酵母菌细胞呼吸的方式”一节探究教学尝试影响质壁分离自动复原因素的实验探究[J].生物学通报,2017.
  [2]霍施称.基于层次分析法的高中地理课堂教学评价研究[D].杭州:杭州师范大学,2016.
  [3]曾德琪.罗杰斯的人本主义教育思想探索[J].四川师范大学学报:社会科学版,2003(1):23.
  作者简介:
  吴佰琰,福建省南平市,福建省南平第一中学。

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