生物实验技能在新课程中的培养

生物实验技能可以提高学生的学习兴趣、改善学生的学习方法,能大幅度提高观察和实验能力。在素质教育中求培养学生能力,探索世界的积极态度。
关键词生物实验技能;定向;模仿;整合;熟练
中图分类号G633.91文献标识码A文章编号1002-7661(2011)05-154-02

生物实验技能的形成可以提高学生的学习兴趣,促进学生对知识的记忆、理解和应用水平。同时可以改善学生的学习方法,学生通过技能的学习过程,能大幅度提高观察和实验能力,使书本知识向实践扩展,特别是在应试教育向素质教育转轨的今天,求在生物实验中通过操作过程培养学生与之相关的多种能力,以及探索世界的积极态度。根据教育心理学研究,生物实验技能的形成可以分为动作的定向、模仿、整合、熟练4个阶段。
一、动作的定向阶段
动作的定向是在了解动作活动结构的基础上,在头脑中建立起活动的定向映象过程。这是动作技能形成的重起点。在这一阶段,学生必须做好心理和知识两方面的准备。通常,学生对做生物实验是非常感兴趣的,但往往停留在较低的层次上。教师应该努力创设问题情境,激发学生的求知欲望和较高水平的动机,调动学生的主体作用,使每一位学生都产生积极主动参与实验过程的愿望,在这样的心理基础和动机水平上开始实验,可以促进动作技能的形成。如在学习显微镜的使用之前,教师可以向学生讲解这一实验的意义。经过教师的引导,学生理解了实验的意义,产生了学习使用显微镜,观察细胞的迫切愿望,内在动机被调动起来。通常心理准备是技能学习前的重环节,但容易被忽视。
只做好心理准备还不够,教师还帮助学生理解操作过程,即理解做什么和如何去做。了解动作活动的结构包含活动的构成素和各个动作之间的关联及顺序两层意思。比如制作植物细胞临时装片的实验,由6个动作素连结而成;擦载片→滴清水→取材→展平→盖盖片→染色。课前教师应求学生进行预习,并在课堂上还进行示范和讲解,使学生获得每个动作在空间上的正确视觉形象,包括动作的幅度、速度、停顿、连续变化等,通过分析点、难点,帮助学生形成清晰的动作映象。
教师的示范和讲解注意以下几点
(1)注意自身的操作准确性和速度。示范操作是学生模仿的范例,如果示范不正确,学生形成错误的表象,将不易改变。此外学生在观察不熟悉的事物时,心理上觉得很难,注意的范围和知觉的广度一般较低,示范速度太快会影响学生的观察。
(2)示范与讲解相结合。讲解的任务是提示点和容易出错的细节,尤其应当提醒学生防止事故的发生。比如提示学生取的是洋葱内表皮,放在水滴中平滑面朝上;滴清水和染液适量,水过多盖片容易浮动或污染载物台,水过少易产生气泡;不能用酒精灯直接加热,用水浴加热,并加石棉网。根据教学内容不同可以边讲解边示范或先讲解后示范。通过示范与讲解相结合,视听两种信号同时刺激学生的感观,可以促进学生动作映象的形成。
(3)注意整体示范与分解示范相结合。整体示范有助于学生了解活动的全貌,而分解示范有助于学生了解各个动作的幅度、力量、顺序等方面的特点。比如盖盖玻片是一个难点,如何用镊子夹住盖片,接触载片,轻轻放下,动作的力量、顺序需进行分解示范。在进行整体示范时,教师同时讲解操作顺序的合理性和必性,也可以提出问题让学生思考。比如为什么先盖盖玻片再滴染液;调焦时为什么先粗调再细调。动作原理原则的掌握是动作技能形成与迁移的一个重条件。
二、动作的模仿阶段
模仿是由动作映象到实际动作的过渡,是动作技能掌握的开端,通过模仿可以使动作映象得以检验、巩固、校正、进一步地充实和完善。在模仿阶段,师生之间的反馈发挥着重作用,这是一种双向的反馈调节。一方面学生把信息传递给教师,教师通过学生操作模仿来反馈自己的教学情况,另一方面教师随时指出学生优点和不足,学生根据教师的评价使正确的动作得到强化,错误的动作得以改进。有些学生做成功一步之后,总爱举手示意,等待教师的检查,希望从教师那里得到评价,教师应及时表扬;有些学生在实验中碰到困难或出了差错,教师应容忍他的错误,给他重复的机会。通过这种双向反馈调节,使教师和学生双方能及时地调节自己的行动,有利于建立和谐的课堂气氛和师生关系,更有利于调动学生的积极性,促进动作技能的形成。
三、动作的整合阶段
这是掌握复杂动作技能的阶段,即把构成整体的各素按其内在联系联结成为整体。动作的整合并不是一蹴而就的,复杂的技能可以划分成局部、分段、整体3个层次。如镜筒的升降是一个局部动作,完成这一动作养成一个习惯,下降镜筒必须眼睛从一侧注视物镜和载片之间的间隙,而向目镜内观察时,镜筒只能上升。这种局部动作的定型,是正确掌握分段动作的基础。而从转换物镜、下降镜筒、反向转动粗准焦螺旋,直到对准焦点,是一个分段动作,分段动作的联系与协调,又有利于整体动作的形成,即显微镜从使用到观察的过程。在动作的整合阶段,起调节作用的反馈方式主是内反馈,即肌肉或关节提供的动作控制作用的练习,使学生形成一种反射,一个动作的完成就能成为下个动作开始的信号,中间没有过多的间隔和停顿,整个操作活动趋于协调,最终形成动力定型。
四、动作的熟练阶段
合理地组织和指导学生练习是这一阶段教师的主任务。教师应该注意不能让学生盲目地机械地反复练习,而是不断地提高目的求,比如训练学生画生物简图的技能,学生不可能在一次作业中就做到布局合理,线条均匀,无分叉,点圆而无尾,疏密得当,教师可以在几次作业中不断地提高求,通过三四次的练习使学生逐步熟练掌握这一技能。通常学生在练习的初期兴趣浓厚,情绪饱满,练习比较认真,但经过长时间的练习后,兴趣降低,出现疲劳。为了不使学生产生厌烦情绪,教师可以开展竞赛,比一比哪位学生能在最短的时间里在显微镜下找到观察的物体,还可以让学生使用不同的染色液看哪种效果好。这时学生的追求动机、成功的喜悦会接踵而来,练习的质量随之提高。
在动作熟练阶段,学生智力和非智力因素都发挥着很重作用,由于学生的知识经验,个性等存在较大差异,学习同一种技能的进度常常因人而异,教师注意帮助差生克服困难,不能一味地追求速度。
熟练阶段是技能形成的高级阶段,这时学生动作的连贯性、整体性加强了,知觉的广度、精确性及判断力、迁移能力也大为提高。比如,显微镜的使用达到熟练后,学生可以用更多的注意来观察生物体的结构。当学生学会了“观察种子结构”后,“观察花的结构”也就不难了。
一次实验的成功和满足可以为学生下一次的实验奠定良好的基础,使学生在每次实验前自主地产生强烈的参与实验的愿望和动机。在技能的不断熟练的过程中,学生的实验能力、观察能力、思维能力也不断地发展起来。
生物学实验基本技能按其本身的性质和特点看,应属于动作技能。实验是条件控制下的操作,任何实验都依靠一定的动作技能来完成,否则,将会“巧妇难为无米之炊”,所以不能忽视动作技能的训练。动作技能包括操作认知和操作技能,训练中分初级和高级两个阶段,前者是通过模仿初步学会阶段,后者是动作技能形成阶段,即能独立操作并形成熟练技巧的阶段。在教学过程中,注意引导学生手脑并用,也就是说,不仅求学生在实验操作的基本功、技术上做到学会乃至达到灵活、准确、协调的程度,还让学生动脑思考问题,明了操作应该怎样做,为什么这样做的道理,使积极的思维渗透到基本技能训练的全过程中去,这才是主动的训练,才有利于动作技能的形成。
学生生物学实验技能和科学素养的提升,是一个日积月累、循序渐进的过程,充分创造条件,开足各级实验,让学生在游泳池里学会游泳。通常技能的形成是不能在一堂课上完成的,需多次练习才能达到熟练。而且许多生物实验技能不能只靠课堂上的培训,如标本的采集和制作,动物的饲养等,课堂与课外相结合,会收到更好的效果。