一堂“失败”的实验课

关键词：     探究性学习    新课程标准     科学精神    质疑   

 

内容摘要：新课程标准下的生物学教学，是面向全体学生，提高生物科学的素养，倡导探究性学习。 在一堂课中，鼓励学生大胆质疑，大胆创新，大胆实践。师生教学相长，在失败中成长，在失败中成功。

 

教育部明确提出了新一轮教育教学改革中首先要在学生的学习方式上有所突破。九年义务教育中学生物新课标的基本理念是面向全体学生，提高生物科学的素养，倡导探究性学习。科学探究在教学中的应用就是指导学生研究方法和过程，并主动获取知识。探究性学习的目标也正是注重研究过程和处理信息的科学方法和能力，获取科学的知识，培养学生探究合作的科学精神和一丝不苟的科学态度。我们在是日常教学中要求学生在掌握基础知识的同时，加强设计和完成实验的能力培养，要求学生能设计简单的实验方案，进行科学实验的探究，注重对学生创新意识和实践能力的培养。在实验设计和操作过程中体验和感受操作要领，培养和锻炼操作技能、增进和提高操作技巧。哪怕在一堂表面上失败的实验课中同样会有巨大收获。

八年级下册第八单元第三章“健康地生活”，安排了《酒精或烟草浸出液对水蚤心律的影响》探究实验活动。作为一个探究实验活动，要求学生能自主设计实验过程：提出问题，作出假设，设计实验步骤，分析结果，得出结论。本实验对学生认识烟酒的危害， 形成鲜明的健康观念有重要的意义。由于许多学生对水蚤缺乏最基本的认识，一节实验课的时间有限，在课堂上既要完成熟知实验目的、实验用具、材料及实验原理和步骤的任务，以要完成设计实验操作步骤、捕捉和记录实验结果及分析结果得出结论，再加上质疑、思维和创新再研究，显然时间远远不够。有时学生会在实验中困惑地提出相当稚拙的问题，甚至将重要的反复强调的注意事项违反，为了避免实验中的这些尴尬现象，收获实验课该有的效果，实验准备课显得尤其重要。为此，我特别安排了一堂实验准备课。这种课能比较成功地解决传统实验教学中的不良现象，突出学生的主体要位，增强创新意识，也能使老师真正成为学生实验的参与者和服务者，与学生一起去发现问题、研究问题、解决问题，实现教学相长。

在这堂实验准备课中，我和学生一起解决了几个重要问题。

其一、如何配制不同浓度梯度的酒精浓度和烟草浸出液？同学们能应用 数学知识计算后定量地配出特定的酒精浓度溶液，也可以灵活地用多种方法定性配出不同浓度的烟草浸 出液。如等量的烟草加不等量的水；等量的水加不等量的烟草；或只配出一个浓度再进行一定的稀释。充分发挥了学生的发散思维。

 其二、如何进行观察？学生根据课本和广东省教学教材研究室编写的学生实验报告的提示很快得出了做成装片观察，利用读秒表进行计数的方法。

其三、如何减少误差？同学们讨论后认为要严格控制变量。如实验材料水蚤，年龄差异会导致心律变化，水蚤本身活性会导致心律变化。怎么识别水蚤的年龄呢？我将水蚤在大烧杯中取了少量给同学们投影观察。通过老师引导同学们了解了识别水蚤年龄的一般方法。

 

在实验时就选择年龄和活性相近的水蚤以减少误差。

其四、如何记录和处理观察结果？同学们提出了几种方案。

 

方案一、（每组两人，每人约需2只水蚤分别进行观察）

 

 

方案二、（每组四人，每人负责2个浓度的实验，每人约需2只水蚤）

 

 

 

 

方案三、（每组四人，每人负责2个浓度的实验，每人约需2只水蚤）

 

 

通过讨论，各组可选择自己认可的方案进行分析记录。

其五，如何确定水蚤心脏的位置？这里教师利用板图讲解水蚤心脏的位置和识别方法。提醒学生观察时切莫把水蚤胸腹部挣扎的附肢误认为是心脏。

经过以上准备，我对成功组织这次实验充满信心。为确保成功，我自己在实验前利用酒精进行了2个浓度梯度的预备实验，效果良好。

实验操作阶段，我先引导学生复习了临时装片的制作方法，提出了几个注意事项，同学们胸有成竹地投入实验中。大约十分钟之后，同学们纷纷报告水蚤在加入低浓度酒精溶液后死亡，无法观察。这是怎么回事？是操作不当吗？我要求他们换只水蚤再做。五六分钟后报告的还是同样信息。这是我校是第一次使用新课程标准下的九年义务教育生物课本，这个实验我也是第一次接触。我下到各小组观察，甚至有的小组没来得及加入酒精溶液水蚤就不动了。我也很纳闷，预备实验怎么能成功呢？同学们的操作是符合要求的。我想了一下，果断要求同学们停止实验，一起分析失败原因。同学们纷纷提出种种猜测和质疑。

观点一：酒精浓度太大了。但是1%的浓度下为什么就会死亡？理论上水蚤能承受的远不止这个浓度。

观点二：制作临时装片时力度太大压迫水蚤？但大多数同学对实验时老师提出的注意事项特别小心，操作时轻手轻脚，是符合要求的。

观点三：吸水时推动盖玻片撮死了水蚤？许多组反应吸水时很小心，并未使盖玻片移动。

观点四：盖玻片的重量压死了水蚤。按照广东省教学教材研究室编写的配合九年义务教育课程标准实验教材用书上的步骤，是要按一般临时装片的作法加盖盖玻片的。可是全班这么高的水蚤死亡率很可能是这个环节出现了问题。

这时我想到了最近在《中学生物学》杂志上看过的安徽省桐城市教育教学研究室华朝阳的一篇《用蜗牛替代水蚤做探究实验》的文章。文中提到：“水蚤形体小，需在显微镜下才能观察到心脏的跳动，操作过程复杂，制成装片后，水蚤心脏因受压迫会逐渐停止跳动，影响实验效果。”于是我引导同学们，如果问题出在盖玻片重量上，该如何改进？大家以提出了不同的观点。有的同学说不用盖玻片直接观察，马上有同学提出质疑：盖玻片的作用一是保护物镜不被污染，二是限制水蚤运动，这两个问题如何解决？有同学提议第一个问题好解决，既然用低倍镜观察，在操作中小心一点完全可以避免物镜的污染。但第二个问题呢？水蚤可是必须在活体状态下观察的。我联系到观察草履虫的实验，提醒大家是否可以用脱脂棉纤维来限制水蚤的运动。解决问题的办法在师生的共同努力下想到了。但距下课只剩五分钟时间。同学们马上动手重新实验。遗憾的是全部的小组无法完成系统观察和操作。

虽然这堂课没有完成实验过程。传统意义上讲是失败了。在新课程理念的实践与探索的今天，整堂课上却淋漓尽致地体现了科学探究的精神。真正体现了新课程标准中“要求学生不仅初步学会科学研究的一般方法，还要学生理解科学探究的内涵，并进一步要求发展合作能力、实践能力和创新能力”。在这堂课中，同学们甚至否定了比较权威的实验报告册的操作步骤，大胆质疑，大胆创新。师生教学相长，相互启发。我自认为在课前做了预备实验，准备充分，也预见了种种问题。可能是教师的操作熟练快速，在水蚤能承受压迫的时间内完成了2个浓度的操作而自信成功。作为一名生物学教师，我深深感受到了面临的新挑战，自己在学习新课程标准时的体会每天都是新的。不仅要注意对科学的共性和本质、科学的研究方法和研究过程的指导，以及在此过程中引导学生对科学的感悟，还要向自己的思想观念、教学经验挑战。教师和学生都不迷信教材，共同创新，共同提高。新课程标准，你让我们在失败中成长，在失败中成功。