实验教学法在初中生物教学中的应用
摘要
关键词
实验教学法;初中生物;教育教学
正文
实验教学法是学生在教师的引导下,通过操作实验材料、观察实验变化,获取知识的一种教学方法。在初中生物教学中引入实验教学法,可以突破传统机械化讲授形式的弊端,促使学生通过直观的实验情境,以操作、探索、合作的方式获得知识,提升核心素养。因此,广大教师应深刻认识到实验教学法的应用价值,并结合学生的思维特点、学习能力以及教学内容进行设计,以保障每一位学生都能够在课堂学习中收获知识,不断成长。
一、实验教学法在初中生物教学中的应用背景与价值
在背景层面,教师要充分认识到一个问题——实验教学法在初中生物教学中的应用是初中生物实现新课程改革的必由之路。新课程改革背景下,《义务教育生物学课程标准(2022年版)》在初中生物教学方面,特别强调了学生通过本课程的学习,应达到“初步具有科学探究和跨学科实践能力,能够分析解决真实情境中的生物学问题”目标。而在真实情境中落实科学探究,要求学生积极参与生物实验。教师必须改进生物学科实验教学活动,有效应用实验教学法,进而促进学生对生物实验的积极参与。
第一,可以转变学生的学习方式,突破传统以教师为主导的口授教学方式,凸显学生的学习主体地位,使学生可以借助实验深化对理论知识的理解,构建完善的知识体系。在实验教学期间,学生需要基于教师所提供的任务或对实验内容的观察,建立与学科知识之间的联系,在教师的启发与引导下,对实验现象进行分析、推理,以获得新知。
第二,实验教学方法多样,从基本的观察法、比较法以及经验分析法,到更高层次的文献资料调查法,各种方法相互结合,交叉使用,可以帮助学生在探索中形成独立的探索能力以及实验操作能力,有效发展实践能力,可以通过理论的证实加深学生对概念知识的理解,帮助学生获得感性认知,感受生物学习的魅力,并形成探究生物知识的积极性。
第三,在组织初中生物教学期间,教师可以通过实验教学法向学生传授设计生物实验的基本方法,并结合教学内容引导学生以小组为单位自主设计实验。在更加开放、自主的学习课堂中,学生可以通过自主设计、参与实验的方式形成良好的创新意识与创新精神,并在实验引入、传递、验证的过程中巩固知识,为后续参与高中生物学习奠定坚实基础。
在价值方面,初中生物教学中实验教学法的应用能够促进初中生物理论与实践教学的有机结合,在促进学生理论吸收、思维与实践技能发展中有不同程度的积极影响。比如,学生通过实验运用和验证理论知识,根据实验现象分析理论内涵,可以将对生物学理论的吸收提升至更高层次。再比如,学生在实验操作和探究的过程中不断对生物现象展开深入思考,锻炼形象思维、抽象思维、逻辑思维,深化理性精神和客观分析问题的学习态度,可以大大促进其思维水平的提升。所以,在新课程改革背景下,广大教师应将实验教学法灵活应用在初中生物教学中。
二、应用实验教学法培养生物学科核心素养的优势
(一)有助于优化实验教学目标
为了培养更多对社会有用的人才,教育的理念和目标也在发生着变化。在初中生物课堂上,教师应该以“核心素养”为指导,以“激发学习积极性”为目标,积极开展丰富的实验教学活动。新时期的初中生物教学中,涌现出了多种更有效的实验教学方法,这些教学方法,都是以将学生培养成全能型的人才为目标。通过多元化的教学方式引导学生学习,使他们有更多的机会去理解生物学知识。此外,教师要总结出有利于培养初中生思考能力的各类教学方法,在教学过程中培养学生的生物学核心素养。
(二)调动学生学习生物知识的积极性
通过开展有针对性的实验教学,能够让初中学生掌握学习生物知识的方法。只有在这种良性循环中,才能激发学生的学习积极性。在此基础上落实“以人为本”的教学理念,教师就可以对课堂进行改造,从而丰富了教学内容。同时,让学生积极地参加实验,应用自己所学的知识来开展实验,也可以将生物学的知识应用到生活中的各个领域,从而使学生感受生物学的魅力。
三、实验教学法在初中生物教学中的应用策略
(一)讲好生物理论
理论是实践的基础,没有积累充足的理论知识,学生实践操作难免如盲人摸象一般,毫无头绪。所以,教师首先要讲好初中生物教材理论知识,帮助学生建立清晰的理论知识体系,提高迁移运用生物理论的能力。以“探究二氧化碳是光合作用必需的原料”为例,具体来说,教师可以引导学生设计并探究此实验,首先应使其理解植物光合作用的原料、产物和实质。教师可以先结合微课讲解“绿色植物通过光合作用制造有机物时,从外界吸收了二氧化碳并释放出了氧气”“光合作用利用二氧化碳作为原料”等知识点,帮助学生消除理论困惑,再利用思维导图工具,指导学生梳理“绿色植物”“光合作用”与“二氧化碳”的联系,增强其对理论知识逻辑的理解与把握,使其头脑中的“绿色植物光合作用”知识体系更加清晰,最大限度地减少实验探究阻碍。
(二)构建问题情境
情境教学是初中生物教学的常用手段,具有激发学生情感、活跃学生思维的功能,将其与问题教学手段结合,有目的地在学生学习过程中引入一些问题,借助问题情境引起学生的一定态度体验,对学生主动探究知识、积极进行实践操作有极高促进意义。因此,将实验教学法应用在初中生物教学中,可以适当整合情境教学与问题教学手段,以实验探究为目的,创设问题情境[1]。简单来说,教师可以在带领学生认识生物理论和现象时,提出“你认为这个理论是怎样得到的”“如果想要验证这个理论,可以怎么做”等问题,让教学充满问题,不断引发学生对“如何做”的思考。对于一些相对复杂的生物实验,教师还可以有计划地鼓励学生质疑和提问。比如,在教学中教师可以简单说明复杂的生物实验理论,有目的地忽略细节信息,让学生发现细节问题,并产生“为什么可以这样说”“哪些证据可以证明这个理论”等疑问,让学生的疑问成为构建实验问题情境的重要素材。而后,教师可以鼓励学生围绕自己的问题设计实验,在实践操作中进行“自我回答”,将其求知欲充分利用起来,促使其在自主实验中深入探究生物知识。
(三)广泛联系生活
初中阶段生物教学涉及的多数实验与生活存在紧密联系,如“植物对空气湿度的影响”“种子萌发的环境条件”“测定某种食物中的能量”等。为了引导学生深入探究这些实验,教师要广泛调动其生活经验,这也就决定了“广泛联系生活”在初中生物教学中应用实验教学法时的重要地位。教师可以在说明实验内容之前向学生解释清楚实验的生活背景,再通过一些巧妙互动引导学生自主说出在生活中观察过的相关现象、参与过的相关事件,进而调取实验相关生活经验。最后,教师可以鼓励学生结合生活经验对实验进行设计和探究,以生物学的角度分析部分生活现象、事件的原理和影响。又或者,教师可以在讲解生活化生物知识时,直接引导学生讨论这些生活化内容可以引发哪些生物实验,在“生活化猜想”中将学生的积极性调动起来。
(四)整合教材内容,建立生物实验与实际生活的关联
许多看似高深的生物知识都能在日常生活中得到证实。因此,在生物实验教学中,教师要整合教材内容,建立实验与生活的关联,并且引导学生根据自己的生活经验,找到各种各样的实验器材来开展探究性实验。
比如在开展“探究水温的变化对金鱼呼吸的影响”实验活动的过程中,需要结合实验的特点与生物知识来开展实验教学。这类实验在初中生物教学中还没明确说明实验的具体操作步骤。因此,初中生物教师可以结合自身的教学经验和教材内容,进行实验演示,引导学生独立完成实验,帮助学生深层次理解生物知识。此外,教师还可询问学生:“你们认为应该选择什么样的实验设备,或者制定什么样的实验步骤,才能有效地完成实验?”以此积极地培养学生动手能力,展开头脑风暴,有利于培养学生的创新思维能力和自学能力。
(五)设计实验活动,建立生物实验与思维发展的关联
在实际的生物实验中,如果学生只是按照教师的指导完成基本的实验步骤,没有进行深度思考,就会导致实验学习枯燥乏味,实际的生物实验操作也会变得片面化、形式化。所以,教师在教学过程中,应以思维能力的培养为重点,对其进行积极的优化设计,使学生能够更加深刻地认识到学习生物知识的价值,进而提高自己的学习能力。实验教学蕴含着丰富的内涵,当将其与生物课程的教学有机地结合起来时,就要求教师要以学生为本,对内容进行优化设计,使学生的科学素养得到提高,使他们的认知能力得到提高。实践能力的培养与思维能力的提升符合时代发展的需求,能够有效地提高学生的整体学习能力,提升其生物核心素养。生物实验课程内容的设计可与初中生物课本内容紧密结合。比如以教材内容“植物的光合作用”为基础设计的实验课程,在设计和实施时关注了生物学科知识的整合,培养了学生操作能力,还开阔了学生的眼界,拓宽了学生的知识面。
(六)加强生物实践操作的教学
实验教学不是只靠教师的语言讲解就能完成的,而是要让学生自己动手做,这样学生才能了解实验的具体内容和所包含的理论,以及在实践中需要解决的问题。学生能把所学的理论和实践相结合,将所学的知识真正地运用到实践中去。比如在开展“植物细胞的吸水和失水”这一实验时,教师可以设计探索式的实验,在培养皿中进行演示;用盐酸浸泡生蛋,使其一端的1/3卵壳露出卵壳膜,而另一端则溶解1平方厘米的蛋壳孔,使蛋清和蛋白从蛋壳中排出。在进行实验时,教师会引导学生将高浓度的蔗糖溶液引入小孔中,使其不会溢出来,并对整个实验过程进行细致的观察;此时,学生会注意到在蛋壳的边缘有蔗糖的液体。教师可以提问:为什么烧杯里的水会流入蛋壳?这节课的首要问题是:把一种成熟的植物的细胞放在一个烧杯中,那么它里面的水分是否也会流入到植物的体内呢?教师可以用这种方式让学生自己做试验。通过实际操作,提高了学生的动手和创造能力,并使他们更好地了解这节课的内容;通过对植物细胞原生质与半透膜的相似作用的认识,归纳出两个需要满足的条件。
(七)巧妙设置实验问题,启发初中生思维
为了让初中学生能够更好地探索生物知识,教师应该在设计教学内容的时候,给学生设置一些巧妙的实验问题。在设置实验问题时,教师要与教学内容紧密结合,不能为了追求有趣和巧妙而脱离生物教科书,还要根据初中生的认知能力和具体的学习情况来进行设计。比如,在开展“探究植物进行光合作用的场所”实验教学的过程中,教师可以设置有趣的实验问题:“该实验的实验变量是什么?”“如何检验淀粉的存在?”学生在实验之前,带着问题准备实验器具,并且在实验过程中独立思考问题,结合实验分析问题,从而解决问题。当学生完成实验之后,教师还可以拓展该实验。比如,教师可以让学生思考:“如果叶子遮光与见光的部分都会产生有机物,如何排除对实验现象有干扰的变量?”教师可以通过问题导学法来指导学生自主选择实验器材、自主制定实验步骤,培养学生的自主学习能力。同时,这种教学方式让学生在课堂教学中的主体地位得到了进一步的体现。
四、结论
综上所述,实验教学对于初中生物教学具有重要的意义,通过实验,学生可以更直观地感受生物现象,加深对相关理论知识的理解,发展实践能力、创新能力,形成探究意识和合作意识。为了提高实验教学的质量和效果,教师需要不断总结实践经验,创新教学方法,完善教学流程,让学生愿意主动进行实验探究,在完成实验时更加专注。
参考文献:
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