在当代科学和技术领域,生物科学和技术的发展异常迅猛,成果显著,影响广泛而深远。生物学的高新技术就好像发生在我们身边,影响着人们的生活方式和生活观念。在这种科技发展的背景下,生物课程的内容更新速度不断加快,相应的生物学实验和实践性活动,也发生了很大变化。
《标准》所列举的实验和其他实践活动,内容广泛,形式多样。既有基础性生物学实验,如叶绿体色素的提取和分离,观察细胞的减数分裂等;也有现代生物技术方面的实验,如低温诱导染色体加倍的实验。既有形态学观察实验,如观察叶绿体和线粒体;也有现代生物化学实验,如蛋白质的提取和分离,DNA的粗提取和鉴定等。既有用简单设备就能开展的实验,如观察植物细胞的质壁分离和复原;也有采用高新技术和设备才能完成的实验,如用某一DNA片段进行扩增。既有验证性实验,如检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质;也有探究性实验,如模拟探究细胞表面积与体积的关系,探究酵母菌的呼吸方式等。既有定性实验,如模拟尿糖的检测;也有数量分析实验,如用数学方法讨论基因频率的变化。既有实验观察活动,也有资料搜集、分析、讨论活动,还有制作、种植、养殖活动等等。《标准》列举这些丰富多彩的实验和实践性活动,除了考虑学科发展和高中学生心智发展需要之外,还考虑到我国地大物博,幅员辽阔,各地各校生物资源、教学条件相差很大。只有提供多样化的建议,才能使各地各校根据自身的条件进行选择。同时,《标准》所倡导的课程理念要转变为教学行动,也需要多样化的实验和其他实践活动来支撑。
教师在落实《标准》的过程中,一定要根据学校自身条件和学生特点创造性地开展实验和其他实践活动。在生物实验和实践活动中要充分利用现代信息技术,但在同时拥有现实环境的实验条件和虚拟环境的模拟条件时,教师应该首选现实环境,使学生身临其境,亲自动手。决不能用课件演示等虚拟方式来代替真实实验。在不便利用生物材料的情况下,也可以设计模拟实验,如《标准》中模拟尿糖的检测,就是以不同化学药品代替尿样。模拟的方法也是科学实验中常用的方法。积极鼓励教师和学生自行设计或者改进实验,有条件的学校,还可以开展创新性实验活动,让学生直接参与科学研究。要加强关于实验和其他实践活动的教学研究,使实践性教学更加富有成效。实验和其他实践活动包含着丰富的技能训练和情意教育。这里的技能,不仅包括操作技能,如显微镜的操作等,而且包括科学探究的方法和技能,如观察、分类、测量、推论、预测、交流、识别数量关系、识别时空关系、构建假设、辨别控制变量、解释数据、实验设计等。访谈调查、参观等实践活动还可以培养学生社会交往方面的方法和技能。实验和其他实践活动的情意教育因素也十分丰富,如在科学实验的过程中理解科学的内涵,保持和养成好奇、质疑、诚实、合作、创造的科学态度等等。所有这些方法、技能和情感态度都要纳入实验和实践性教学目标的范围,成为学生科学素养的有机组成。(www.xing528.com)
最后,开展实验和其他实践活动,要十分重视安全问题。首先是实验环境的安全问题,如实验室中药品的安全存放,实验室的用电安全、消防安全,以及良好的通风设施等。其二是实验过程中的安全,避免实验过程中的物理性伤害,化学药品、实验动植物伤害等,如接触药品后要进行冲洗。其三是户外工作的安全,如交通安全,防止意外事件的发生。教师应强化安全教育,增强学生自我保护意识。如采用签订实验室安全协议书的方式,开展实验室规则和安全教育。
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