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二、实验指导儿童化
一是在实验指导过程中,正确看待“异想天开”。学生在实验过程当中如果能够突发奇想,那是值得高兴的现象,教师应该要加以正确引导,对孩子有些幼稚的幻想或想法不要轻率地视之为“胡思乱想”,更不能嘲笑指责,而要保护他们的幻想,积极创造条件发展他们的想象力,激发孩子向往美好的未来。同时要帮助学生提高想象的现实性,去完成幻想向现实的转化。二是在实验过程中培养实验小助手。让小助手去帮助学习较弱的学生,同龄人之间往往更好沟通,这就是“儿童化”的一个有效措施。让小助手帮助老师一起准备实验的材料,尽可能缩短材料准备的时间。下课之后,帮助老师一起整理实验材料,并且一起归档。经过一段时间的训练,小助手对于实验材料的位置、放置和拿取都非常清楚,材料员的角色可以基本固定,不轻易轮换,从而提高农村小学实验教学的有效性。
三、实验方式探究化
小学科学课通常是以探究活动为主的,一般包括“提出问题—猜想与假设—制订计划—观察实验、搜集整理信息—思考交流、得出结论”等环节。小学科学课本中的实验,大多数是探究性实验,以提高学生科学探究能力为目的。因此我们在实验教学中尊重学生学习的主体地位,启发引导他们动口、动手、动脑,去说、去做、去思考、去探索、去发现、去体验、去验证,让他们亲身经历实验探索和科学发现的全过程,以适应终身学习和探索的需要。引导学生朝向发现问题的方向发展,能够自己发现问题,提出猜想,再动手实验,来验证自己的猜想。要有不断探究事实的精神,教师采取的实验方式要有足够的探究性。实验实施小组合作探究化,实验教学采用小组合作性探究学习方式。为了更好促进实验小组合作性的形成,实验小组成员进行有效分工,并明确实验探究目的、探究任务。组织实验小组开展实验活动交流,充分发挥实验小组对实验教学的作用。这有利于培养学生团结合作精神和勇敢探索精神,增强学生之间的沟通交流、和谐学生之间的人际关系,从而提高农村小学实验教学的有效性。
1.2调查方法课程结束后,根据教学相关情况,在2009级学生中进行访谈和无记名问卷调查。采用EpiData3.0和Spss11.5软件包进行数据录入和分析。
2调查结果
学生基本情况学生年龄21~25岁,平均年龄是22.37±0.06岁;男学生38名,女学生72名,男女性别比1:1.9。
3讨论
3.1存在问题和解决措施
3.1.1实验预习学生对实验课、实验室环境、教学方式和考核方式虽然基本满意,但是学生在上实验课之前并未对实验做到充分预习,所以对实验整体没有概念,不能掌控实验过程,只是机械地在老师的指导下进行。在今后的教学中我们可以把网络、模拟软件等辅助教学和课堂教学整合到一起,让学生在课前对所学课程有所了解,了解其实验目的和意义,并且让学生了解各种实验类型的优缺点,从而使学生获得充分的教学资源,提高教学效率。
3.1.2实验课时间安排预防专业实验课开课时间与考研复习时间重合,使得大多数学生把心思都放在考研上,无心上实验课。因此,在上课时间安排上应该重新整合,根据学生考研时间适当提前实验课,为学生留出充足的考研复习时间。同时应根据实验课具体内容确定学时数,不能一律都规定4学时,这样容易造成有的实验浪费时间,而有的实验时间太紧,学生在规定学时数内完不成实验。整合后的课程安排将会提高学生的学习效率。
3.1.3实验室资源学院已经把以前“各自为政”的教研室实验室整合为预防医学教学实验中心,这样使有限资源得到了充分利用。但是由于经费投入的限制,使得:大多数学生认为实验室有些大型设备缺乏,不能满足多组学生同时进行实验的需要,限制实验进程,减少了学生动手的机会。因此学校要重视实验室建设、加大对实验教学经费的投入,或者增加轮数,减少每组学生数量来相对增加学生动手的时间。有些实验方法、教学录像陈旧。教师要根据自己工作经验,与时俱进,更新实验方法,重新录制符合时展的录像,从而增加学生对抽象理论的感性认识。经费来源可采取国家拨款和自筹经费相结合的办法分步实施。
3.1.4不断修订完善实验教材2012年编写的由科学出版社出版的《预防医学实习指导》,已广泛应用于预防实验教学,并取得良好的教学效果。这本书已经整合了卫生化学、卫生毒理学、卫生微生物学、流行病与卫生统计学、营养与食品卫生学、劳动卫生学、环境卫生学、儿少卫生与妇幼保健学8大学科。但在使用过程中出现了老师授课内容与教材不符、各学科实验项目之间有交叉重复的问题,我们将对此进行及时的修订。通过教材的实际应用,教材可进一步分为教师用书和学生用书两个版本。这样更有利于教师教和学生学。
3.2实验教学未来的发展方向
3.2.1开设实验总论课程根据各学科特点和注意事项,在所有实验课开课前,开设实验基础知识总论课程。教学内容主要包括:实验室安全、实验室工作程序、实验类型和作用、所使用仪器综合介绍、洗刷器材技术和如何配制试剂,使学生全面、系统的掌握实验技术。只有学生养成良好的实验室习惯,才能确保整个实验的有序进行。
3.2.2各学科有机融合,完善模块式整合整合相关课程为一模块,避免不同学科实验重复练习,浪费时间和资源。我们已经把预防医学专业学科整合为基础实验、环境因素监测和疾病控制监测三个实验教学模块。这样把课堂所学的预防医学知识和技能全面贯穿实验实践中去,相应地把原先分散的实验技术整合为有机的整体,既提高了效率,又节约了资源,而且提高了学生综合应用实验技术的能力。模块式整合更贴近公共卫生的现实需要,更能培养适应公共卫生发展需要的人才。我们将继续完善模块式整合,为将来独立或相对独立开设实验课打好基础。
1.把演示实验放在教学的首位
新的教材中演示实验的数量不少,是调动学生积极性的兴奋点之一,只有把他们的爱好兴趣激发到位,才能学好。演示实验的实现,是对概念,原理的最好解释,是对知识的验证,是学生观察的最佳途径,完成教给学生操作的教学,我们教师要做到的是操作规范,演示到位,现象明显、分析准确。例如,白磷的燃烧演示实验,教学生认真观察红磷在空气中燃烧的现象,指导孩子们阅读教材,进一步归纳和总结出红磷燃烧的条件。
2.家庭小小实验的必要性
新教材中的十几个小小的家庭小实验,为教学提供了帮助,孩子们的兴趣也进一步加强,把课内的只是延伸到了课外,对巩固知识、培养能力有着一定的促进作用。点燃泡沫,观察现象,孩子们动手了,观察了现象,最后都深有体会的说不能燃烧泡沫,要做到保护环境,爱护环境。这些小实验的利用,丰富了孩子们的课余生活,培养了动手实验能力和观察分析能力,加深了对知识的理解,掌握的更加牢固。
3.课余时间开发兴趣小组
对化学有着兴趣的学生不少,我们要利用课余时间把他们组织到一起,开展一些比较好的活动,比如举办专题讲座,搞一些趣味化学实验、化学小魔术等等。要锻炼孩子们多动手操作,多开动脑筋,发挥学生的主体作用。
二、运用科学的方法,操作好实验,锻炼孩子们的操作能力和技术
培养良好的习惯是形成科学态度的最佳方法。掌握各种仪器的正确使用方法、操作规范、注意节约药品和实验安全等都是实验的良好习惯,这些习惯的养成不是一朝一夕就能实现的,需要在每一节课都要提醒和帮助学生们做到的,做到严格要求学生。我们在做演示实验时注意自己的操作要规范,实现教师的示范作用,不能糊弄完事。对于学生在实验室中的规范也要时时提醒,做到科学、严谨、严肃。孩子们在做酸的性质的实验的时候,叫他们认真观察现象,认真记录现象,每一个学生都是瞪大了眼睛去观察,用心去观察,及时的做着笔记,对于盐酸过量的反应现象也做了观察和记录,做了比较详尽的实验分析和实验报告,培养了孩子们的科学态度,最后教孩子们整理药品、打扫卫生、整洁桌面,为后边的实验者扫清障碍。
根据实验的主要方法,可将高中生物必修部分的实验划分为7种类型:观察类、检测类、探究类、模拟类、调查类、设计类和搜集类[5].其中,观察、检测和模拟类实验比较常见;设计类实验是学生探索和发现真理的重要途径;调查类实验主要是针对已经存在的事实或现象,要求学生通过对客观事实和现象之间的了解得出结论,培养学生收集和分析资料信息的能力;而搜集类实验则要求学生根据问题拟出资料收集的具体方案,然后通过各种途径收集相关资料,最后对搜集到的资料进行筛选归类整理,并以各种形式(如黑板报、论文、报告及辩论赛等)展示.在选修模块实验中,选修1的实验以实践活动为主要学习方式,全部为实验操作,不同实验内容的教学目标各有侧重,有的侧重基本概念或原理,有的侧重实际应用,还有的侧重科学方法训练和培养学生的科学态度.实验类型大多数为引导式探究.在引导式探究活动中,学习资料中提出的实验结构或程序,学生自己设计并进行实验,通过参与探究过程有所体验和发现,从而达到预期的实验目标[6].根据选修2的实验中的活动建议,主要是进行调查、讨论和探究活动.教师引导学生开展这些活动,培养学生的参与意识,使得学生关注社会、关注生活、关注身边的科学和技术,能帮助学生体会到生物科学与人类社会、与学生的日常生活密切相关.选修3的实验中,除了技术要求较高的“DNA的粗提取和鉴定”外,其它实验都不在实验室进行,而多为口头交流、辩论等活动,由于本模块实验所涉及的科学领域研究进展迅速,教师要积极引导和组织学生查阅有关资料,练习撰写专题综述报告并组织开展这些活动[7].
1.2高中生物实验的特点
1.2.1实验数量多,类型多样化且综合性强仅《高中生物课程标准(实验)》列举的实验活动建议就有68条,当然这些实验并不要求学生全部掌握,但大多数是最基础的,学生掌握这些后,还要了解教材以外的实验,如试卷和课外书上出现的,要对大纲要求的实验有所扩展和延伸,才能够学以致用.实验数量多则相应地要求实验课时也多,据统计,实验课时甚至占到生物课总教学时间的40%[8].高中生物实验类型多.各种类型实验的方法不同,包括显微镜观察、染色鉴定、模型制作、多媒体技术模拟、户外调查及课外收集信息等;实验形式也不同,包括教师演示、学生分组完成及独立完成等.高中生物实验综合性强.往往一个生物实验中融合了多种实验类型特点.如“探究影响酶活性因素”的实验过程不仅要让学生经历一个完整的科学探究过程,而且还要求培养学生的实验设计能力,在实验过程中要考虑单一变量并进行定量分析;又如“设计并制作生态瓶”的实验不仅需要学生小组合作设计制作完成,而且也是一个模拟实验,模拟的过程充满探究的要素,此外,实验还要求学生对自己制作的“生态小瓶”进行长时间的观察,这无疑也培养了学生的观察能力.1.2.2科学探究受到重视,实验内容贴近生活且技术比较先进课程标准的4个基本理念之一是倡导探究性学习,在能力目标别提出了发展科学探究能力,并详细列举了11条与探究紧密相关的能力,这为开展探究性实验教学提供了重要指导.强调和重视科学探究还具体表现在新课程实验的结构和内容上,必修的3个模块中,具有探究性的实验几乎占到全部实验的三分之一,而选修部分的生物技术实践模块的13条活动建议中几乎均包含探究性的内容,另外2个模块的活动建议也多为可以进行资料收集探究的活动或调查[9]102.由此可见,课程标准把科学探究以不同层次和形式融合到实验教学中.高中生物课程标准强调关注学生的生活经验,注重与现实生活的联系,在现实生活的背景中学习生物学,倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念,这样可以激发学生的学习兴趣,也可以让学生学以致用.如调查类和搜集类的实验都要求学生到现实生活中去调查和搜集信息,并对这些调查和搜集来的信息进行研究分析等.如选修1“生物技术与实践”中有果酒、果醋及腐乳的制作等,选修2“生物科学与社会”中对设施农业的参观和对绿色食品生产或消费情况的调查等,这些实验活动贴近生活,实验材料也来源于生活.实验技术比较先进.特别是选修部分的实验,大都与生命科学新技术、新应用紧密联系.如基因工程、克隆技术及干细胞研究等.此外,还有多媒体技术的运用,如“利用计算机辅助教学软件模拟人体某方面稳态的维持”等.
2生物科学(师范)专业实验内容及存在的不足
2.1实验内容
在高师生物科学(师范)专业课程体系中,生物类专业必修课比重大,几乎每门专业课程均设置了相应的实验课程,包括动物学、植物学、微生物学、遗传学、生态学、生物化学、细胞生物学、分子生物学、植物生理学及人体生理解剖学等实验,每门实验课程的实验数均在8~12个.
2.2存在的不足
2.2.1课程内容强调专业性,缺少与高中生物新课程的联系受传统高师生物课程观的影响,实验课内容倾向于强调系统性、整体性和全面性,突出学科专业性,而师范性不明显,验证性实验占据主导,设计性和综合性实验欠缺,缺少与中学生物实验教学有机联系的问题尤其突出.生命科学的发展日新月异,高中生物新课程很注重知识的时代性和前沿性[10],但生物科学(师范)专业的实验教学内容设置往往多年不变,不能反映生命科学学科发展的最新成果,与学生科学素质、实验技能和创新能力培养的要求不符.2.2.2实验教学内容缺乏与生产、生活和社会实践的联系高中生物课程标准提出注重与现实生活的联系理念,就是要改变轻视学生生活的现状,让学生在真实的生活中学习和体验知识.从课程标准建议了大量的调查类和搜集类的实验可以看出,高中生物实验更加强调与生活的联系,倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的知识.但生物科学(师范)专业的实验内容大多是对理论的验证,更强调实验的学术性,相对而言忽视了与学生生活以及现实自然、社会的联系,不能激发学生学习的兴趣,无法让师范生深切地体会到专业知识的价值,可能会影响到以后工作的教学质量.2.2.3实验教学缺乏体系建构生物科学作为一门独立形态的自然科学,应有其自上而下、自下而上的实验体系,但师范院校的实验教学缺乏这种体系的建构[11]75.每一门课程仅从单一学科的知识系统性和完备性方面设计教学内容和技能训练,各门课程自成体系,与本专业其它课程联系不紧密,对课程内容整合较少,因而造成一些实验内容重复,如微生物学中的“霉菌观察”与植物学中的“菌类植物”实验内容基本一致.2.2.4实验教学模式化高师生物学实验教材编制模式化,实验设计程式化,即实验目的基本原理实验内容与材料等仪器与设备等操作步骤实验结果实验分析报告[11]76.实验过程以教师讲解、演示为主,学生履行三步曲,即按实验指导的要求或教师总结的实验步骤进行操作观察实验结果完成实验报告[12].学生对实验材料的采集培养、药品配制等实验的准备过程和实验方法步骤的设计参与度低,对实验方法步骤缺乏必要的思考理解和创新,师范生独立实验能力的培养受到限制.2.2.5研究性实验内容缺乏目前,生物科学(师范)专业开设的专业课实验内容大多为验证性实验,虽然可以加深学生对理论知识的理解和培养基本的实验技能,但仍属于间接获取知识的渠道,对培养师范生的科学探究能力不利.
3有效衔接高中与大学的生物学实验教学
3.1加强高中相关实验内容的渗透,增加和生活联系比较紧密的实验内容
生物科学(师范)专业的教师要致力于高中生物学实验教学的研究,了解其基本内容和方法手段.在保证实验课内容达到本科水平的前提下,选择与高中生物教学联系密切并能充分发挥现有实验条件的实验内容,制定切实可行的实验计划,力争使中学生物学实验中的基础部分、经典部分成为高师生物学实验的研究主题之一,使得高师生物实验内容与手段上形成和中学生物学实验的包涵关系.
3.2改进生物科学(师范)专业的生物学实验手段,使实验内容跟上科学技术的发展
在实验内容上,应该结合当前高中生物教学岗位的要求,组织各教研室有经验的任课教师对实验教学进行改革,剔除内容陈旧、技术落后的实验,增加反映现代定量分析、探究性、设计性和综合应用的新实验技术内容,跟上生命科学技术的发展.此外,在实验课程中,可以结合相关的研究课题和最新研究进展,在课堂讲解或是实验过程中穿插介绍,补充同一个实验的不同技术与方法.有些新技术、新方法,即使因为条件所限不能亲手做,但也应让学生有所了解,如光合强度的测定既有传统的改良半叶法、氧电极法及红外线二氧化碳气体分析仪法,也有较为先进的便携式光合仪测定法.
3.3整合实验内容
在制定生物科学(师范)专业的实验教学计划时,要统筹规划、互通有无、科学整合以及合理安排实验内容,避免学科间实验的简单重复,以增加实验的多样性和丰富度,提高实验教学效率,让学生在有限的实验教学中,接触和了解更多的实验内容与方法,这也契合高中生物实验内容和形式多样化的特点.实际上,高中生物涉及的68个实验,均可按照生物科学(师范)专业的专业课程进行分门别类,分别归入或融入到具体的相关课程实验中去,使学生在大学实验教学过程中,基本能接触到所有的中学生物实验内容.
3.4改革实验教学体系
将以验证性为主的实验教学体系改变为实验内容要求由低到高的生物基础实验、综合训练实验、研究设计实验3个不同层次的新体系[9]101.生物基础实验主要完成中学生物学新课程标准及实验大纲规定的基本内容,旨在培养学生的专业基本实验技能和动手能力,掌握生物学基本研究方法;综合训练实验则由学生实验小组(6~8人)自己设计方案、准备药品仪器及独立撰写实验论文,完成大纲规定的提高性内容或感兴趣的问题,旨在培养学生的综合能力和创新能力;研究设计实验为教师根据本地生物资源或结合本地生产实际而开设的科学研究性实验项目,在教师的带领下有针对性地开展科学研究实验,旨在培养学生的参与意识、科研意识和自然科学研究工作所应具备的科学态度.
3.5鼓励师范生积极参与实验准备工作
准备实验也是一名生物教师应有的专业素养之一.高师院校在生物实验教学中,应该鼓励师范生积极参与到实验准备工作中,如动植物实验材料的采集与培养、试剂的配制、仪器的调试、微生物菌种制作及消毒灭菌等,使学生系统地了解实验从始至终的全过程,这将提高师范生准备和组织生物实验的能力.
3.6培养学生口头表达能力,锻炼文字驾驭能力
教师应按照学生的认识规律,对实验内容加以组织、润色,并且用科学、准确、生动及富于启发性的语言表达出来,以便学生理解和接受.在实验教学中,教师要引导学生从实验现象出发,能够用生物专业语言表达、组织及研究实验,还应认真对待学生的实验报告,对表达不准确和书写不规范等情况及时纠正.