随着新课程改革的进行,生物实验的地位得到了提高,实验室的功能、实验的内容及教学方式也得到了大大的加强。这种变化不仅要求我们要改革实验教学的方法与模式,同时还要加强实验室的建设与管理,以适应新课程改革的需要。
为了适应新课程改革对生物实验教学的要求,我们对本校及我县部分学校生物实验室进行了调研,从调研结果看,主要有以下几个方面的不足:一是实验室功能单一,实验室的建设模式和仪器设备基本上是按照新课程改革前的要求配备,学生实验主要是按实验步骤被动地进行的验证性实验,一些新增加的探究性实验没有相应的器材或替代品,导致一些实验不能开设。其结果一方面学生做实验时既无选择权也无自主权;另一方面,现有的实验室各种仪器、设备、模型等宝贵资源没得到充分的开发和利用。二是封闭式的管理模式,只重视生物学科的学术性,且教与学的方式陈旧,学生只能在开设实验课时间内进入实验室,实验过程简单且时间也少,进行探究性的实验时间就更少,不能激发学生的创新思维与实践能力。三是缺少专职的实验员,很多学校由任课教师兼任实验员,只由一个年龄较大的教师来管理理、化、生实验室。这不仅导致实验员素质低下,而且实验室管理混乱。四是实验室的配备还没有与现代信息技术整合。
实行新课程改革,要求实验教师不仅是一个生物实验的准备员、管理员,而且是一个实验的研究员和新实验的开发者。实验员要熟悉新课程的教育理念,掌握新教材的内容,要努力学习现代信息技术,能运用计算机及其他的新设备开展创新性的实验研究,还要建立一套完整的生物实验仪器、材料的发放、使用和管理制度。而我校现实的情况是,一个生物实验员为农林院校毕业生,另一个实验员是物理教师兼任的。因此加强实验教师队伍建设,提高生物实验员的学历层次和整体素质,就显得尤为重要。首先学校要按新课改的要求,尽量配备足量、专业的实验教师;其次对非生物专业毕业的实验员,可以通过校本培训的方式,如生物专业知识培训,生物实验技术培训等,提高他们的专业水平,使其能够胜任生物实验教学。在此基础上强化和完善实验员的工作职责,使其由单纯的管理者变为服务者、指导者和管理者,达到以生物实验教学促进生物课堂教学以及提高学生生物科学素养的目的。
随着新课程改革的不断深入,开放性实验的增加,与之配套的实验仪器、药品及实验室也将随之完善和规范。首先,增加实验室数量及实验仪器、药品的数目,以满足不同年级、不同类型实验的顺利进行,就成了实验室建设的一项重要内容。我校的生物实验室有生物实验教室、生物解剖室、生物观察室、生物标本室等。但尚缺生物培养室、xx室、陈列室及用于学生开放性实验的教室。从长远看,实验室建设只有满足了各类学生的学习需求,才能促进生物实验教学目标的实现,才能促使学生在知识、技能、探究能力及价值观等方面有长足发展。
建立 “虚拟生物实验室”,是指将网络信息技术与生物实验教学合理整合,再利用学校“心”专题学习网站或其它学习网站上的实验课件设计一个开放的虚拟实验室环境,学生可在“实验室”中自由地选择实验所需的仪器和药品进行“实验”。“虚拟实验”可变性大,可控性强,学生操作时,一旦发生错误计算机将给出警告,学生既可以改正错误也可以在虚拟“实验室”里错误地操作下去,然后对正确操作的结果和不正确操作引起的后果进行比较。通过比较,学生对实验原理、目的、操作步骤等的理解就更深刻了。在此基础上组织的生物实验教学,教学效果高,学生的实践能力、创新能力都可得到加强。
植物园作为生物实验室建设的附属设施之一,既可以解决实验材料的来源及经费问题,又可以丰富学生的生活,陶冶学生的情操。我校的植物建设已有一定规模,基本可以成为我校学生学习生物学、开展生物学创新实验、学习植物栽培技术等的实践场地。随着综合实践课程的开展,还可以利用植物园建立蔬菜区、果树区、水生生物区、动物饲养区等功能区,引导学生进一步开展生态农业的模拟实验,利用植物园里种植的植物,制作常见植物腊叶标本,还可以发动学生开展 “xxx资源调查” 为课题的研究性学习活动。
新课程要求学生自己设计实验,选择仪器,通过探究实验,收集数据,归纳总结规律。因此实验室摆放的模型、标本、仪器等尽量配上说明书,便于学生选择和运用相关仪器设备,也有利于学生在观察时就能了解有关模型的形态、结构,分类、用途等生物学知识。还可以设置问题专栏,让学生将学习和实验过程中或日常生活中遇到的生物学疑难问题,写在问题栏上,向同学或教师征集答案。问题栏的设置为学生提供质疑,析疑,解疑的机会,激发学生不断发现问题,不断探索生命科学的兴趣。
开放实验室既充分利用了实验室的宝贵资源,又促进了学生的自主探究活动的开展。实验室的座位可以布置成 “讨论式”,几个学生一组围着一张多边形的桌子,有利于学生的合作与交流。例如,我们把高中生物中“生物组织中还原性糖、脂肪、蛋白质的鉴定”实验改成了探究性实验,要求学生事先根据自己已知的生物学知识,自行设计实验方案,自行决定所用材料,然后将学生所有的实验方案收集起来,教师进行归类后,师生一起进行评价,择优选出部分设计合理、所用材料本地易找、方法科学而简便的设计方案,分成若干个小组进行实验,{zh1}将实验结果及结论在全班展示。这样的开放性实验,充分发挥了实验室课程资源的作用,培养了学生的思维能力和创新能力,以及对知识的应用能力。需要注意的是,学生进入开放实验室应严格遵守实验室的各项规章制度,在实验指导教师的指导下,进行实验活动,并认真撰写实验报告,对实验项目的创新点、实验数据采集记录、实验操作过程、实验结果、收获与体会等进行认真总结。实验报告应由实验指导教师或实验技术人员签字,作为对开放实验室进行考核的依据。
此外,为培养学生的参与意识,学会关心学校、关心实验室建设,可开展“我为实验室进一言”、“我为实验室出点力”等活动。也可以让学生直接参与实验室的管理,如负责清洁、整理标本模型,定期更换图片资料,护花护草,饲养动物等。还可以让学生参与实验仪器摆放和药品的储存管理,让他们有机会了解常见生物仪器、药品、动植物标本的名称、使用及储存方法,从而培养学生自我管理和自我约束的能力,并养成良好的生活习惯。