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在高中生物学实验教学中,重视实验素养的培养是很重要的。什么是实验素养?实验素养是科学素养的重要组成部分,是实验品质、实验思维、实验能力、实验科学思维的综合。高中阶段对学生实验素养的考查有两种形式,一是高二第二学期进行的生物实验考查,主要检验学生的动手能力和实验品质。一是各类考试中的实验题,这些实验题考查的是学生的实验思维和表达能力。新课改后的高考越来越重视对能力的考查。实验类题目可以非常好地与《考试说明》要求的理解能力、获取信息的能力和综合运用能力相结合,尤其通过实验过程图解考查学生对实验过程和内涵的理解。2016年我有幸参加了高考阅卷工作,下面就以其中两道实验题的得分情况分析一下平常实验教学的开展情况对学生解决实验题的影响。
一、答题情况分析
1.(全国二卷)第29题(10分)(题省)
本题涉及的实验来自必修一第五章一节中的探究实验《影响酶活性的条件》,前三问都直接与该实验有关。看似并不复杂的实验题,最终平均得分仅5.78分。取得这样的分数让考生和老师都不满意,因为这个题涉及的实验大家在教学过程中反复讲过、练过,学生非常熟悉。但这里所说的“练”并非在实验室里“练”,而是在做“纸上实验”,以讲代练。以我的理解,这个实验在教材中的用意不仅是告诉我们温度和酸碱度对酶活性的影响是什么?更重要的是让学生自己动脑设计实验,怎样控制自变量、控制无关变量、应变量的变化、怎样检测,再通过准确的操作动手得出实验结论,这样可以增强学生的记忆和理解,更关键的是在这个过程中提高了学生的实验素养。在阅卷过程中可明显感觉到学生对这个实验有一定的认识,却浮于对原课本实验结论的记忆,在本题对原课本实验改编之后,很多学生出现了不能从题中获得有效信息、对实验基本原理不理解等问题,造成了失分。表面看,是学生答题的问题,其实这一切缘于平时学生实验课、实习课、活动课太少,缺少直接过程体验,缺少积淀相应能力的机会。要知道,能力的习得非一朝之功。
作为一线教师,我们深知实验题在高考和水平测试中的分量,但是由于主观客观的原因,我们没有把时间花在“实验室”,让学生形成科学的实验态度,掌握科学的实验方法,培养学生的探究精神和创新能力。而是在急功近利“走捷径”,练了很多实验题,总结了很多实验题的解法,甚至花了很多时间揣摩命题教师的命题方向,但最终却收效甚微。高考生物实验成绩“节节败退”恰恰是缘于不重视实验教学这一主要原因。客观地说,相当多的初高中生物教师对开展生物实验教学缺乏信心、缺少坚持,对实验教学效果缺乏认同。实验教学出现要求做的也尽量少做或不做,可做可不做的一概不做,课外实验几乎为零的现象已经普遍存在。在这样的背景下,学生的实验素养低下成为一种必然,新课改的趋势正是强化能力为主,考生如果只是背概念,而不掌握实验方法、提高审题能力是拿不到高分的,更不用说这样的考生今后有什么创新能力了。
2.(全国二卷)第31题(8分)(题省)
本题涉及的实验为必修一第五章第四节中的探究性实验《环境因素对光合作用强度的影响》,其目的是让学生以小组为单位设计实验方案,利用身边的简易装置探究光照强度对光合作用强度的影响。本实验在教材中属于开放性实验,实验方案小组自订,实验材料要学生自己确定。这个实验可以锻炼学生的科学思维能力,以及小组合作能力等,但可惜的是,大部分老师都只是给学生“讲”这个实验,几乎没有让学生真正参与到实验设计和实施过程中,只是告诉学生该怎样去做,最终会有什么样的结果。事实包括我在内的大部分老师,都没有亲自做实验探究,所有实验结果都是我们通过理论臆想出来的,至于“实验过程中会不会有什么意外因素?实际条件下叶片会不会按照设想上浮?”等等都应该在实际操作中总结出来,我想只有我们参与其中才能真正体会到,同时我们的实验品质、实验思维、实验能力才会提高。这道题的平均得分为3.74分,可以说是全生物卷得分率最低的一道题。得知这样的结果后,我们都嗟叹学生在如此熟悉的背景下的实验都没有能够很好地得分,忽略学生的“熟”只是熟悉实验的结果,我们把结论“背下来”却不是学生真正自己通过动手得来的,那么对它的理解只能是肤浅的。
二、对今后工作的一些思考
亚里士多德曾说:“我听过就忘了,我看见就记住了,我做了就理解了。”这句话充分诠释了动手实践对学生学习的重要性。通过这次高考阅卷的亲身体验,我对以前实验教学的态度有了很大的转变。以前总是怕麻烦、怕耽误课程进度、怕学生在实验室不听话,没有给学生充分的动手机会,从而自觉不自觉地抹杀了他们的探究兴趣,禁锢了他们好动的天性,钝化了他们的思维灵感,强化了他们的依赖意识。但从人的发展角度来看,这种在动手中培养起来的科学素养对学生的一生都是有益的。教师应该利用现有实验设备并创造条件尽量开设教学要求规定开出的实验,让学生尽可能动手操作,哪怕仅仅是简单的模拟实验,都可以增强学生的感性认识。
关键词: 高三生物复习 知识网络 知识网络复习法
在高三阶段,生物以复习为主,复习过程不是对高二内容的简单重复,通过高二的学习,在学生对基础知识(概念、原理、法则、定律、过程、事实)掌握的前提下,我们教师应当在原有的基础上进行升华、深化,引导学生注重对知识的整理加工,达到优化重组,使学生形成比较合理的高中知识网络,这是一种新的、科学的、高效的复习策略。
一、什么是知识网络
知识网络是人们在学习和实践中所获得的知识在头脑中通过多维度的联系所构成的开放性知识系统。一般认为,知识网络有三个重要特点:一是系统的整体性。在网络中的知识不是一盘散沙,而是一个相互间具有清晰逻辑关系的整体,其中的每个知识点都有特定的位置,从而使大脑对知识的提取、应用变得较为容易。二是联系的多维性。即每个知识点都可以通过不同的联线与其他多个知识点相联系。三是网络的开放性。随着学习的不断深入,新的知识源源不断地补充到原来的网络中,使网络中的知识点不断增加,知识点间的联系更广泛、更优化。
学生在学习过程中,把所学的知识构建成知识网络,将有助于他们扎实地掌握各个知识点,有助于他们在解决问题时能快速、准确地提取到有关的知识,并有助于他们形成学科能力。因此,我们在生物学教学过程中,必须有意识地教给学生构建知识网络的方法,使学生学会把所学的生物学概念、原理、规律、方法等知识按一定的方法和程序构建成知识网络。
二、复习时如何构建知识网络
在高三生物复习中,教师要善于引导学生对知识进行整合,构建学科内、学科间的知识网络,通过对比、交叉、串联、图线或表格等方式,建立知识间的“宏观”联系,使知识结构化、网络化。下面以如何提高农作物的产量为例,谈谈一些具体的做法。
在“光合作用”第一节复习了有关基础知识后,提出在生产实践中有哪些途径可以提高农作物的产量,以解决当前世界出现的粮食危机?随后与学生一起分析,得出应该从四个方面进行考虑:光合作用效率与时间、光照面积、科学管理及改良品种。按教室的四组位置每个小组挑选一个方面的内容,首先要求每位学生进行独立、自主的学习和思考,然后通过小组讨论完成一方面所需的所有学过的知识。由各个小组派代表来汇报自己小组的成果,随后其他小组可以进行提问和补充,在学生提问完成后,教师可以对学生未提到或注意到的地方进行着重解释。当四组学生完成了相互提问之后,教师与学生一起在黑板上呈现以“提高农作物产量”为主题的知识网络,如下图:
本节内容采用“提出任务―学生小组学习―师生共同总结归纳”的方式帮助学生建立知识网络,采用这种形式可以加深学生对知识的理解,纠正、完善和优化教师的知识结构,提高了课堂的复习效率,调动了学生的积极性。在学生汇报自己小组的成果和相互提问过程中,学生表现出较高的积极性,大大提高了学生的语言表达能力。
三、构建知识网络复习法
知识网络复习法关键是引导学生一起编写具有网络特点的复习教学提纲,过程中要坚持三个原则:(1)有利于学生兴趣的培养;(2)重视教材的系统性,以一定的课型为载体,把各章节的关键词进行贯穿,形成完整的知识网络;(3)有利于培养学生的自学能力,挖掘学生的潜能,使知识和能力同步发展。
形成知识网络结构的途径是多样的。在许多教学辅导用书中也有归纳好的知识结构。但要将这些知识真正转化为学生自身的知识结构,教师必须引导学生亲自参与知识网络的构建。以下为几种常用的方法:
1.核心辐射法
抓住一个核心的知识内容,然后围绕这个核心知识进行多方位多角度的联系,使之形成由点到面的知识结构。这个核心的内容可以是一个概念、一个原理、一个图解、一个实例。例如,光合作用的相关内容,可抓住课本光合作用过程的图解来构建。如光合作用需要光,主要吸收的是什么光?怎么设计实验证明?光对光合作用的影响体现在哪些方面?(光的强度,光照时间,光质)如何设计实验证明不同光谱的光对光合作用的影响?又如叶绿体是光合作用的场所,叶绿体的结构是怎样的?有什么特点?成分包括哪些?这些成分在分布上有什么特点?这种分布与功能怎么联系?只有叶绿体才能进行光合作用吗?还有光合作用的原料、产物等问题。围绕图解联系相关的知识,构建知识网络。
2.穿线成珠法
以某一生理过程或现象为线,把相关的知识串联起来,形成知识链,这也是形成知识结构的一种重要方法。例如,氮是生物体中蛋白质的重要成分,以“大气中的氮气植物体中氮人体中氮尿素排出体外”为线条,可贯穿、联结相关的内容,比如大气中的氮气被转化为植物体可以吸收的氮的过程有哪些?植物体内合成蛋白质场所在哪儿?过程是怎么样的?合成的蛋白质类型受什么控制?人体吸收的氨基酸在人体有哪些变化过程?最终以什么途径形成尿素?形成的尿素是通过什么途径被排出体外的等等。这样,把生物固氮、植物体对矿质离子的吸收和运输、蛋白质的合成、蛋白质的消化和吸收、蛋白质代谢、自然界中氮循环等知识都串在了一起,形成了一个知识链。
3.归类比较法
将分散的知识进行归类,将类似的知识进行比较,也是形成知识结构的重要方法。例如,植物育种的知识分布在必修和选修教材中,复习时可将它们整理在一起。即杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种、植物细胞杂交育种、动物细胞克隆育种、转基因育种等育种方法的原理、处理方法、主要优点等可以罗列一张表格中进行比较,联系农业操作实践,巩固已有知识。
4.树形拓展法
根据一定的规律按顺序将主要的概念连成主线(树干),然后对主线上各点进行衍射,把其余的知识点放在主线上各点所引出的支线(树枝)上。例如,我们按照由小到大的顺序可将生物研究的多个层次水平排序,形成一条主线:元素―化合物―细胞―组织―器官―系统―个体―种群―群落―生态系统―生物圈,然后对线上各个点进行衍射,即可得到一个树形知识网络。
构建生物知识网络结构的方法还有:检索表法(如遗传病的判断)、热点归纳法(如生物技术的进展)、层层展开法(如无土栽培)等,在此不加赘述。在构建知识网络时,同样的知识内容,可从不同角度来分析。在教学中,教师要善于引导学生养成构建知识网络的良好习惯,通过自己的理解和加工构建出各种可以运用的知识网络。
高三复习时教师应在统观知识全局、掌握教材的知识结构系统的基础上,引导学生抓住本质的东西,进行知识迁移,尽可能将反映知识间内在联系及异同的“骨架”和精髓提炼出来,将相关知识串联成“知识链”,再将知识衍射开去形成“知识网”,使学生通过自主学习,加强和巩固对知识的理解,并及时解决有疑问的知识点。在此基础上学生能够自己构建一些知识网络,学生变课本知识为自己的学问,这样才能以不变应万变,才能有利于提高课堂学习的效率。
参考文献:
[1]赖倏冬.讨论式学习在高三生物学复习教学中的应用[J].生物学教学,2004,(11).