科学教育,重在培养科学素养,在于教给学生求真求实的科学精神。如何培养学生的科学精神,是我近年来思考较多的问题。不断的思考、实践与总结,让我意识到,课堂上可以结合知识教学穿插一些相关科学家的故事,让学生意识到,今天所学乃事一代代科学家不懈的努力才发现了科学的规律,这种态度会感染学生,知道知识不是凭空出来的;在知识教学中,还要尽可能挖掘科学知识本身的价值,让学生认识到知识与实践间、知识与生活间的联系,比如生物的形态结构与生活环境的适应关系等。虽然实验不是培养科学精神的唯一途径,但毋庸置疑的是,科学精神的培养,莫过于让学生亲自参与、体验实验的过程,由此认识知识的产生和发展。基于此,在初中创造一切条件让学生走进实验室动手实验,是非常重要的。
今年教初一,我特别给本年级生物组的老师们提出:要想方设法开起实验课,能让学生动手的一定要创造条件让学生动手,而不是只看老师做个演示实验;能设计实验或者能够演示的一定让学生看到、感受到真实的实验过去,而不是黑板上做实验、多媒体屏幕上播放实验。
近期学生学习了影响生物生活的因素——生态因素,其中有非生物因素(阳光、空气、水、温度等)还有生物因素。结合学习内容,学生所接触的第一个探究实验是“探究光对鼠妇生活的影响”。几位教研组的年轻老师担心:每个班都要完成实验,每个组需要至少十只鼠妇,全校初一二十四个班,那需要多少鼠妇?哪里可以找到这么多鼠妇?
“不用担心,这样的任务教给学生,他们会完成的更好,当然老师要有相关的要求。”于是,提前一周,我们教研组的几位小伙伴就开始了筹备——所谓的筹备,不是老师准备好一切实验材料,而是设计任务让学生准备,实验室提供必备的基础条件。实验前一周,就让实验室的老师帮助准备好托盘、玻璃板、木板、沙土,提前冰冻一些小冰块、温度计;让学生提前准备鼠妇、小鱼两种生物。鱼可以直接从市场买来,但鼠妇必须自己寻找,这项任务其实是让学生去认识鼠妇,了解它的生活环境,才能找到鼠妇。学生不知道什么是鼠妇,以为是西瓜虫,告诉他们鼠妇也叫潮虫,至于为什么叫鼠妇,我就不知道了。担心学生忘记,特别强调:没有实验动物,你就没法动手实验,只能站在旁边看别人做。上课的前一天,在班级微信群里再次让家长提醒孩子别忘记带实验材料。
上课前,特别去询问实验室的器械准备情况,一切就绪。由于实验室距离教室很远,学生需要穿过大操场、办公楼,到达前面教学楼,至少需要七八分钟,学生又是第一次进实验室,不知道位置,我就在学生前一节还没下课时就到达教室门外等,学生下课后,让他们赶紧上厕所回来带上课本、笔记本和鼠妇、小鱼,排好队跟着我走。
虽然有点小雨,但挡不住学生的热情和渴望。回头看学生拿着东西兴奋的跟在我后面,也被他们的情绪感染。
一堂课,我设计让学生完成两个实验,一是探究光对鼠妇生活的影响,二是探究温度对小鱼呼吸的影响。当时计划两个实验主要考虑可能有的学生找不到鼠妇,那就做小鱼的实验,至少能完成一个任务,在完成中体验探究的过程,学会探究实验的方法,以后可以据此设计更多的探究实验。没想到学生几乎都带来了鼠妇和小鱼,很认真的用小盒子装着鼠妇,用小瓶子或小鱼缸装着小鱼。既然材料都带来,那就都尝试一下。即便个别学生没找到鼠妇,两人一组实验还是可以保障的。
先完成鼠妇的实验。让学生根据设计的方案进行,并安照统计表进行计数(鼠妇在阴暗和明亮处的数量);小鱼的实验由于条件所限,就统一做好准备,在常温状态下(每组一个温度计测出水温),我用手机计时一分钟,学生安静数出小鱼呼吸(鳃盖张合)次数,记录数据;再给每个小组的烧杯中加一小块冰块,测量加了冰块的水温并记录下来,我在统一要求计时一分钟,数出小鱼呼吸次数。学生很惊讶,大部分学生都说降低水温,小鱼的呼吸变慢了。
时间关系不能做重复实验,就让学生回家可以继续尝试了。
针对学生实验课中出现的问题,下次上课前,我专门设计了几个问题让学生讨论:
1.假如实验中只用一只鼠妇、做一次实验,能否得到科学的结论?
2.在探究光对鼠妇影响的实验中,我们要控制的是光,一面遮光、一面透光。推盘中的泥土,是否可以一半是湿土、一半是干土?为什么?
3.探究光对鼠妇的影响,要是一半遮光(盖不透光木板,另一半不盖玻璃板、直接敞开行不行?
4.探究温度对小鱼呼吸的影响,为什么先在常温下计数,后在加冰后计数,要是同一条小鱼先在低温下对呼吸计数、后放常温下行不行?先加热水在高温下计数、后在常温下计数可以吗?
5.实验课上大家只对小鱼的呼吸进行了一次常温和低温下的呼吸计数,你认为这样测出来的实验结果是否准确?
几个思考问题,经过学生的讨论、老师的讲解,最终让学生初步理解科学实验中的严谨科学、控制变量的道理。
实验取得了预期的效果——不是学生的实验现象明显、结论准确,甚至也有学生的实验结果完全不符合实际,但最关键的是让学生通过实验课一下子爱上了生物课,原来生物还有那么多的秘密,需要我们去学习、去发现,原来生物课是这么好玩的课!