為提高學生的核心素養,解決初、高中生物教學的斷層問題,在了解中學生物實驗教學的實施現狀和比較分析初、高中教材的實驗內容后,總結方法設計類、顯微觀察類、調查實踐類和模擬模型類實驗的銜接辦法,并提出相關建議,為發展學生的操作技能、創新能力、實踐能力和思維能力提供幫助。
關鍵詞:初高中生物;實驗教學;比較分析;銜接策略
當前,課程改革中“倡導探究性學習”和“教學過程重實踐”的課程理念均強調了學生學習的主動參與,落實在生物學科課程標準上,實驗教學的作用無可取代。但初、高中生物實驗在教學銜接上存在一系列問題。如何在有效時間內提高學生的核心素養,解決初、高中生物教學的斷層問題,成了初中生物實驗教學的一項重要任務。本文在比較分析初、高中生物的實驗內容后,分析、總結了初中階段實驗教學的銜接策略,為教師開展生物實驗以及發展學生的操作技能、創新能力、實踐能力和思維能力提供幫助。
一、初、高中生物實驗教學銜接的必要性
實驗教學在發展學生的操作技能、創新能力、實踐能力和思維能力上的作用無可取代,但初、高中生物實驗在銜接上存在著一些問題。首先,課標在初、高中階段生物實驗的要求上有較大差距。初中階段要求學生初步學會科學探究的步驟,應用所學知識分析、解決實際應用問題,培養科學探究能力;而高中階段則要求掌握科學探究的思路和方法,善于發現生活實際當中的生物學問題,并在實踐層面上探討解決措施。另一方面,生物課程教學還有各種待解決的問題。初中階段在二年級已結束生物課程教學,導致了初、高中生物教學的斷層;課時不足,學生操作實踐機會少,在實踐能力和操作技能的培養上存有欠缺;初中生喜歡用固有的實驗方法、思維方式解決生物實驗問題,進入高中以后,創新能力、思維能力跟不上要求[1]。因而,亟須在有效時間內發展學生的操作技能、創新能力、實踐能力和思維能力,做好初、高中生物實驗教學的銜接,解決初、高中生物教學的斷層問題。
二、初、高中實驗內容的比較分析及銜接策略
參考朱曉林[2]研究,現將初、高中生物實驗大致分為四種類型并進行對比和深入剖析,以便整體認識初、高中生物實驗和總結銜接策略。實驗內容見表1,其中,方法設計類側重培養創新能力,顯微觀察類側重培養操作技能,調查實踐類側重培養實踐能力,模擬模型類側重培養思維能力。
(一)方法設計類實驗
1.方法設計類實驗分析以光合作用的實驗為例,初中階段設置了“指導型探究實驗”———綠葉在光下制造有機物,探討光是光合作用的必要條件,學生只需根據教師指導和方法步驟按部就班進行,無須制訂方案。實驗中要考慮的因素只有“有”和“無”的差異,結果表述簡單[3]。如比較有光處理的實驗組與無光處理的對照組,觀察淀粉是否生成。高中則設置了“部分探究型實驗”———探討環境等因素對光合作用強度的影響,可參照所給案例來設計方案和探索有效措施。學生要考慮不同水平單因素差異,并對實驗結果進行量化統計,如統計光照強弱指數與小圓綠葉上浮的數目[3];對比分析光照強弱、光照時間長短、CO2濃度的大小、土壤水分的含量與植物光合作用的關系,探索適宜的辦法來提升農作物產量。2.銜接策略對比發現,高中階段實驗的自主探究程度、實驗內容的深度與初中階段相比,有一定的距離,對學生的創新能力和知能的要求較高,需借助課外實驗進行過渡。因而,初中階段可開展課外探究型實驗,輔助學生制訂可行方案,深化知能,發展創新能力。如在初中開展探究植物能否在日光燈下進行光合作用的課外實驗[4],要求學生自主設計實驗,探究能否用日光燈代替太陽光;學習設計方案,探討光照強弱對光合作用強度的影響,鞏固光合作用所需條件的基礎知識,培養創新能力。
(二)顯微觀察類實驗
1.顯微觀察類實驗的分析初中階段要求學生熟知顯微鏡的構造和各部分名稱,學習正確的操作;識別載玻片、蓋玻片和培養皿等用具;制作簡易裝片和進行低倍觀察,如制片和使用低倍顯微鏡觀察草履蟲、洋蔥鱗片葉表皮細胞等。高中階段要求學生掌握高倍顯微鏡的使用方法、臨時裝片的制作方法,有條件的學校可以結合電鏡照片分析細胞的亞顯微結構,如制作根尖細胞簡易裝片,使用高倍顯微鏡觀察染色體。2.銜接策略相比之下,高中階段對顯微鏡的操作技能和觀察能力的要求更高。因而,初中階段可根據對應的顯微觀察類實驗,通過增加相關的實驗內容、加大觀察難度,來培養學生的實驗技能。如觀察草履蟲時,先讓學生用低倍鏡觀察草履蟲的形態以及運動,鞏固低倍鏡的操作方法,而后轉成高倍鏡,引導學生觀察草履蟲的內部構造,初步嘗試使用高倍鏡并鍛煉觀察能力,為高中進行高倍觀察奠定基礎。
(三)調查實踐類實驗
1.調查實踐類實驗的分析初中階段要求學習調查研究的方法,初步學會記錄調查信息數據,不要求收集和分析數據。在需要進行觀察與歸類的實踐活動中,僅要求肉眼直接觀察、采集信息。調查結束后撰寫調查報告。高中階段要求學生學會用列表的方法制訂研究計劃,學習收集和分析數據資料。在需要進行觀察和歸類的實踐活動中,有時需配合顯微鏡觀察。調查結束后撰寫報告,交流討論研究結果、發現的問題以及改進研究的方法。2.銜接策略可以發現,高中階段對學生的調查實踐能力的要求更高。因而,初中階段可開展課外調查活動,訓練學生實施科學調查的基本能力,學會制訂調查方案,收集和分析數據資料,評價調查結果,提高實踐能力。如在初中開展調查同學患近視眼情況的實踐活表1人教版初、高中生物教材中部分實驗的對比動,要求學生學會制訂調查的方案、獲取數據資料、計算患病率、統計用眼時長等,培養數據分析的能力及實踐能力。
(四)模擬模型類實驗
1.模擬模型類實驗的分析以構建細胞模型為例,初中教材設置了制作動物或植物細胞模型的實驗,只要求學生把細胞基本結構的形狀大小和相對位置表現出來,學生可做平面模型或三維模型。而高中階段則要求模擬建構有關真核細胞的三維結構模型。除了要表現內部各個結構的形狀大小、空間相對位置,還要求使用合適的材料體現各個細胞結構的功能,強調模型的科學性和準確性。2.銜接策略對比發現,高中階段對學生在比較、分析、想象等方面的科學思維能力的要求更高。因此,初中階段可以增加模擬模型的課外制作活動或競賽活動,在建模時引導學生不斷對比、分析、修改,使模型變得科學、準確,從中發展科學思維能力。如在初中開展神經元的結構模型或反射弧結構模型的課外制作活動,要求體現神經元的結構或反射弧的基本組成。在活動中,學生不斷地對比、分析和修改,將神經元的結構或反射弧結構科學、準確地表現出來,提升科學思維能力。綜上所述,初中與高中階段對學生生物實驗的操作技能、創新能力、實踐能力和思維能力等方面的要求存在著一定的差異。因此,初中教師可開展相關實驗和指導實踐活動,做好實驗教學的銜接,彌補差距,為逐步提升學生生物實驗的操作技能、創新能力、實踐能力和科學思維能力奠定基礎。
三、建議
生物實驗教學是發展學生科學思維和科學探究能力的“搖籃”,在落實課程目標、培養學生的核心素養上,其作用無可取代。首先,應合理分配各個階段生物課程的學習內容,避免出現斷層;合理安排生物課程,充分考慮學生進行實驗所需的課時數;更新教育評價模式,引起學校對實驗課程的重視。其次,學校可組織相關的教研和培訓活動,幫助初中教師熟悉教材以指導實驗;教師要研討新課標,創新教法,熟知實驗教學的落腳點和著重點;滲透學習指導,重視突出初中生的“主人公”角色,在實踐中發展學生科學思維與科學探究能力[1]。
參考文獻:
[1]劉小燕.人教版高中生物《穩態與環境》模塊與初中生物教材內容的銜接研究[D].呼和浩特:內蒙古師范大學,2018.
[2]朱曉林.基于技能的高中生物實驗分類研究[J].實驗教學與儀器,2014,(9):29-30.
[3]章彤.初高中生物實驗教學的銜接[J].中學生物學,2011,(03):27-29.
[4]廖涌權.初中生物學六種教材中“光合作用”實驗的比較[J].生物學教學,2018,(08):52-54.
作者:程雪梅 曹芳
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