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北京市初中生物学教师实验基本功展示大赛随记  

2013-11-11 16:38:06|  分类: 杂感随想 |  标签: |举报 |字号 订阅

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   提高初中生物学教师实验基本功的必要性和重要性

         ——北京市初中生物学教师实验基本功展示大赛随记

 

11月9日至10日,北京市举办了首届初中生物学教师实验基本功展示大赛。赛程一共为两天,第一天为初赛,通过规定的实验基本操作技能考察后的教师,进入第二天的复赛展示。本人作为这次展示大赛的评委,既看到了部分生物老师的创新能力,也看到了大部分教师的实验基本功亟待提高的事实和现状。

                                   赛程紧凑,考题灵活

展示比赛共分两天进行,第一天是规定实验考查。即对区县报名教师进行实验基本功考查展示,考察范围为课程标准中规定的21个基本实验,而当天实际考查展示的是两个最为重要的实验,一是显微镜的使用。包括制作临时装片找到叶绿体、导管和气孔;通过质壁分离观察到细胞膜;观看小肠上皮细胞永久切片并画一个简图。其二是光合作用实验。提供A、B两叶片子,要求教师通过实验进行检验,找出哪片叶子经过了暗处理;桌上放有两个相同大小的瓶子,一瓶装有水藻和清水,另一瓶全为清水,要求教师通过实验检验两个瓶中的气体有何不同?两瓶中的水质有何不同;现场动手设计一个实验,研究白瓷盘内小型盆栽植物的光合作用。上述实验都提供了材料和所有的实验仪器,与平时实验不同的是,制作临时装片实验提供了多种材料供参赛教师选用,如油菜、菠菜、茼蒿、洋葱等材料。第二天为自选实验展示,主要考查通过初赛展示教师的实验创新能力,即教师根据自己平时的经验积累,对教材中的实验进行一些创造性改造,使该实验操作简便、效果明显。

第一天的规定展示分两次进行,每次15分钟。要求教师在两个15分种内分别完成两套题的基本操作展示。第二天的展示时间为20分钟,前15分种为老师讲解和操作时间,后5分钟为评委提问时间。

初赛和复赛展示均为过程性评价,重要的步骤都有分值。第一天的考试中既有常规的实验操作技能的展示考核,也有少量的技巧性考试展示,分值为100分;第二天的复试展示则从选题、操作和创新三个角度对老师的自选实验进行打分。选题主要从符合教学内容要求、有助于构建重要概念、有助于探究性学习、有助于突破难点等方面进行评分;操作则从材料、操作规范、实验现象和结果等方面进行评分;创新则从选材、装置改进、设计方案的新意、教学效果等几个方面进行评分。

总体来看,展示考题既能考查教师的实验操作的基本功,又具有一定的灵活性;自选实验展示更能体现出教师的创新能力。

                                     规定操作显真功

     规定考题是基本功考核展示。由于事先没有公布考题,加上考题相对较多,因此,大多数教师没有在规定的时间完成所有的实验,一方面反映了部分教师对基本实验不是十分熟悉和熟练,另一方面,一些教师也缺乏灵活处理实验顺序、进行统筹安排的能力。

    从展示过程来看,很多老师出现各种各样的失误或不规范的操作,反映了实验操作的基本功还需要提高的现状。

     以光合作用的考题为例,出现了许多不该出现的失误,甚至是一些“奇葩”的操作。下面的一些事例可以看出问题所在。

     考题准备了两片叶子,要检测哪片叶子进行了暗处理,从科学实验的角度看,都应该将两片叶子进行酒精脱色处理,但从现场展示的情况看,大多数教师只用一片叶子进行实验,一片叶子得出的结论显然具有推测的成份,缺乏严谨和科学;

两片同样的叶子,分别放在有标记的培养皿中,进行脱色处理前应该进行标记才行,这样才好辨别。但有相当部分的老师根本不考虑进行标记,夹起来就放在酒精中进行脱色处理,出结论时也只能胡乱猜测;

两片叶子比较大,完全浸入适量的酒精中脱色非常困难,一些老师要不就是多用酒精,或者反复不断地用镊子夹压叶片,很少老师想到用剪刀剪去部分叶片,这样可以少用酒精,同时也可以加快脱色进程;

从液体的使用量来看,一些老师用的热水太多,酒精量太大,一是费时,二是浪费酒精,同时还存在安全隐患。用适量的酒精和热水是正常而规范的操作技能;

有些老师不知是不是由于紧张,用自来水进行水浴加热。有多位老师直接在叶片上滴加碘液,有老师用水进行脱色,更有甚者,一位老师还直接加热酒精进行脱色,而且酒精的量还超过了烧杯的三分之二;

至于空置燃烧的酒精灯,一次盖灭酒精灯,用手直接取出小烧杯等不规范的操作比比皆是。

有些老师检验瓶中的气体时不用卫生香,偏偏用短短的火柴头,打开瓶盖时,也不注意只开一条小缝或者用大拇指盖住瓶口;

取瓶中液体时只用一只橡皮滴管而不进行清洗;

组装光合作用装置时将玻璃瓶开口向上,而不知倒放,瓶口用培养皿盖住而不用毛玻璃片,涂凡士林时涂满整个玻璃片而不知只涂玻璃瓶口;

还有一位“奇葩”老师,为了让玻璃瓶保持密闭状态,竟然用桌子上的抹布塞住瓶口。也不知他做没做过实验。

从上面列举的事例来看,规定考题反映了老师们真正的实验基本操作能力,让那些不做实验或少做实验的部分老师显出了原形。

                                           自选实验在创意

自选实验由于老师们展示前都做了精心的准备,还有教研员花费大量的精力进行指导和备课,因此,有很多颇具创意的改进实验案例。

                                  案例一:牛眼解剖观结构

陈经伦中学的刘黎黎老师用牛眼进行解剖实验,用于说明眼球的结构及其功能,吸引了评委的眼球。牛眼本身就很大,还真让人惊奇。当牛眼在实物投影仪下被分别剥离出角膜、玻璃体、晶状体时,让人印象十分深刻,真可谓过目不忘。刘老师还用激光照射晶状体,可以明显地看到晶状体对光线的折射作用;在晶状体的一侧放置电子牌“上”字,在晶状体另一侧可以清晰地看到倒立的“上”字,如果拨动晶状体,还可以看到倒立 “上”字的清晰度发生改变。这个实验很好地说明了晶状体的折射和成像作用。

生物学课标中没有活体动物解剖实验,但从该实验的效果来看,活体器官的解剖和观察的确起到了“醒目”的作用。现行的生物学教科书遵循课标的要求全部去掉了动植物的活体实验,不知道是不是一种“极右”的做法?当人们一边吃着山珍海味,一边教育自己的子女要爱护野生动物,岂不是滑稽?这个问题可以讨论。

                                   案例二:巧用鸡蛋制薄膜

北师大实验中学的文璐老师将鸡蛋的一端打破,倒出蛋液,另一端浸泡在一定浓度的盐酸中,当蛋壳溶化时,就会留下一个相当于半透膜的带壳空鸡蛋,用这个装置可以模拟物质进出细胞膜的情况,也可模拟肾小球的滤过作用。可谓是奇思妙想,这种装置效果明显,不仅易得,而且操作容易。更为可贵的是,老师们通过大量的实验得出将蛋壳放入15~20%的盐酸中2小时,效果最好的结论,为其他教师的实验提供了重要的参考数据。

                                   案例三:逆向检测出结果

观察鱼呼吸时呼出的气体中含有较多的二氧化碳的实验是教学的难点。鱼的活动大,二氧化碳含量少,效果不明显。北京理工大学附属中学的卢群教师的做法是:将锂鱼放在托盘中,往托盘里倒入一些水,水位刚好没过鱼嘴,用厚的湿纱布盖住锂鱼的腹部和背部。在这种情况下,可以清楚地观察到水从鱼嘴里进入,从鳃盖后流出,如果在鱼嘴前滴一点红墨水,可以明显地看到墨水从鳃盖后流出,而此时的锂鱼非常安静,不会跳动而影响观察结果。

怎样观察水流通过鱼鳃后水中的气体成份发生了变化呢?这位老师将一定浓度的Ca(OH)2溶液替代清水,同时用橡皮滴管在鱼的嘴部进水处和鳃部出水处取样,进行pH试纸定性检测,此时可以明显地看到入水口处和出水口处的试纸颜色的差异,入水口处的pH为 8.4,鳃盖出水处的pH为7.0。据卢群老师介绍,她是经过上百次实验,才终于探索出Ca(OH)2溶液的浓度,即将饱和的Ca(OH)2溶液40mL倒入1200mL的清水中,形成Ca(OH)2溶液的浓度,这个浓度的pH为 8.4左右。实验的基本原理是,鱼呼吸后释放出的CO2与Ca(OH)2反应,得到呈中性的盐溶液,此时的pH为7.0,而原Ca(OH)2溶液的pH为 8.4,这样变测量溶液的酸性程度为测量溶液的碱性程度,效果十分明显,也十分具有创意!

                                  案例四:利用叶脉制书签

利用树叶制作书签,相信大多数生物老师曾经做过。但利用树叶制作叶脉书签,相信绝大多数老师没有做过。制作叶脉书签,最大的困难是如何在相对较短的时间内去掉叶肉而留下叶脉。育英学校的冯珊老师的做法是:将新鲜完整的树叶放入自制的枯草杆菌溶液中放置两周时间,然后将树叶放在硬纸板上用废弃的牙刷轻微处理,便可形成叶脉网络十分清晰,漂亮而又有观赏性的的叶脉书签。

枯草杆菌溶液的浓度十分重要,浓度过高,叶肉和叶脉都会很快腐败分解,浓度过低,不利于叶肉分解,也会泡坏叶脉。经过多次研究,冯老师给出了比较适宜的浓度和处理方法:在2升自来水中加入5克枯草杆菌,将树叶放入溶液中侵泡2周即可。枯草杆菌的价格十分便宜:一千克30元人民币。

制做叶脉书签不仅可以用于叶脉、植物在水循环的作用、微生物(分解者)在生态系统中的作用等方面内容的教学,而且可以激发学生动手动脑的兴趣,形成有特色的校园科技活动。

                                  案例五:巧用电子测温测氧仪

如何测量金鱼呼吸频率,用计数的方面固然能够做到,但由于金鱼游动的影响,数据的可靠性很难保证。如何梯度性地改变水温也是教学的一个难点。使用传感器的溶解氧探头,测量水中氧含量的实时变化,通过水中溶氧量的变化,反映小鱼的代谢耗氧,然后从表观上反映金鱼的呼吸频率,就可以解决金鱼呼吸频率计数的难题;使用加热棒或恒温水浴锅对水体进行加温和保温,可避免增加温度的波动对金鱼呼吸频率的影响。

依靠上述改变,北京二中分校的马洁老师成功地测出了水温对金鱼呼吸频率的影响的具体数据,并形成了图形数据,非常直观地说明了在一定的范围内,随着水温的逐渐升高,水中的溶解氧逐渐下降,金鱼的呼吸频率逐渐加大的结论。通过具体的事例和数据分析说明非生物因素对生物的影响,为重要概念的建构打下了基础。当然,这个实验也存在一些值得注意的问题,如水温的变化对溶解氧的影响需要单独测量;空气对水中溶解氧的影响;等等。但对于初中生物教学而言,这些问题都可以在教学和实验过程中得到解决。

                                   案例六:指甲油的妙用

指甲油能做什么?当然是美化指甲。首都师范大学附属实验中学的冯叶老师发现,用白色的指甲油来为气孔塑型,然后在显微镜下计数,可以比较方便地统计叶片表面的气孔数量。具体的做法是:将白色的指甲油融化后涂抹在叶片的不同部位,指甲油很快就会凝固,然后取下凝固的指甲油薄膜,放在显微镜下进行计数,不仅解决了叶片取样的问题,还能方便准确地统计和计算叶片表面的气孔数量。

借用指甲油的方便快捷,冯老师带领学生统计了水中、水上和陆地三个不同环境中生活的植物叶片上下表面的气孔数量,并分析三类植物与环境适应的关系,同时冯老师还针对一些常见的植物上下表面的气孔数量进行了统计,试图从中发现一些共同的规律。

除了以上列举的六个案例外,一些老师还在材料的选择、实验装装置的改进、实验方法的优化以及现代技术对实验教学的支持等方面进行了展示。例如,光合作用和呼吸作用实验是教学的重点和难点,对于学生形成重要的概念起着非常重要的作用。老师们在选择材料时,并不仅仅限于天竺葵、金鱼藻等教材所提供的材料,而是更多的是选取身边的一些常见植物和蔬菜进行实验,如黑藻、水芹、西芹、豌豆尖、鸡毛菜,并设置了0.5%、1%、1.5%、2%等不同浓度的NaHCO3溶液进行实验,找出在常规的实验条件下,选用何种材料和什么样的浓度的NaHCO3溶液,能使实验现象更加明显;设计更方便的光合作用产生氧气的实验装置;利用废弃的洗发液瓶进行种子萌发释放二氧化碳的实验,可以方便地排出并检测种子呼吸作用过种中产生的二氧化碳气体,等等。还有一些老师在利用显微镜成像技术及相关软件进行测量和统计微观细胞的大小等方面进行研究,提供了可供一些可供借鉴的真实案例。

                    以大赛展示促进教师基本功的提高和发展

这次基本功展示大赛是一次成功的促进教师学习的展示活动,同时为优秀教师提供了很好的展示平台。通过这样的比赛展示,一方面可以发现教师在实验操作技能上存在的普遍问题,了解老师的实验真实基本状况,便于以后有针对性地解决这些问题;另一方面可以发现那些平时重视实验教学,肯做实验、爱做实验、勇于创新的优秀教师,为他们的发展提供良好的展示平台。

北京市共涉14个区2个县,各个区县都派有老师参加比赛展示,参赛的老师是各个区县经过选拔出来的比较优秀的中青年教师。但就是这些经选拔而且比赛前经过培训的教师,在规定实验考查环节还是出现了各种各样的基本操作问题,一方面说明有部分教师的实验基本功的确需要加强和提高,另一方面也反映了一些教师平时不做实验,或者做实验时不规范的基本现状。

以北京的经济状况和对教育的重视程度,可以发现生物学实验存在的各种问题。可以推测在其他省份,特别是一些经济相对落后省份,实验重视的程度可想而知。本人在全国各地都有进行培训、交流和调研活动的经验,多次对实验教学进行过调查,发现有相当一部分教师不做实验,这与实验条件和器材的缺乏有一定的关系,但更多地反映了当地的教育及教研主管部门的重视程度不够。不仅如此,还有相当数量的生物学教师是非生物学专业毕业的,他们的生物学知识贮备不够,实验教学的基本功更加缺乏。

提高生物学教师的基本功特别是实验操作技能的基本功,任重道远!而北京的生物学实验基本功展示大赛是一个以赛促练的好的参考模式。

                             记于2013年11月11日星期一

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