《生物》第一章就是“细胞”,其内容基本上是比较枯燥的,为此我从教“活”、
教“生动”着手,每节课在时间上留有余地,以“活”细胞为对象,把观察、 实验同步组织进讲课过程中,逐步诱导、激发起学生的求知欲望和学习兴趣, 从而调动了他们学习的积极性。一次,正要上“观察植物细胞有丝分裂”的 实验课,我因公出差,课准备延期进行。当同学们得知后,一致要求老师利 用晚自修时间上完课再走。同学们的要求使我深受感动,于是我认真作好准 备,晚上利用人工光照,让学生进行独立实验。由于学生积极自觉,做洋葱 根尖的压片和观察细胞有丝分裂的分裂相,基本上人人取得成功,课堂气氛 十分热烈。一位随堂听课的新教师,对同学们的实验结果一一镜检,认为达 到这样高的成功率难能可贵,他说在大学里他们用整整半天时间进行这一实 验,也有较多的人不能取得良好的效果。更重要的是通过这样一节课,我们 师生间的感情进一步接近,学生学习生物学的兴趣和积极性进一步得到了提 高。由此使我加深领悟了心理学上所说的:学生进行学习,是受一定的学习 动机所支配的。兴趣、情感等都可成为动机。良好的动机、强烈的兴趣,是 学生学习的最佳动力。兴趣是在实践活动中不断地扩大、不断地丰富、不断 地形成和发展的,同时它又成为促进学习的手段,形成学习的积极性、主动 性。使教与学的双边活动在教学中得到和谐的发展。
(二)认真分析教材,使“基础”、“灵活”相结合 经验告诉我们:万丈高楼平地起,涓涓细流归大海。凡事基础要扎实,
学生学习也不例外。学习质量高、学习素质好,也靠基础扎实。而扎实的关 键在于“概念清楚”。
分析目前学生学习生物学的情况,由于种种复杂原因的影响,学习质量 很不理想,与大纲的要求、与升学、就业的需要距离还较大,其中“概念模 糊”是学习质量较低的明显标志之一,是知识基础不扎实的薄弱环节。“概 念模糊”具体表现在学习中抓不住所学知识的重点和本质,在掌握概念时往 往只抓些非本质和次要的特征,所以获得的知识就零乱、不完整、不系统, 以此为基础,知识水平就提不高。所以要把生物学基础知识学懂、弄通、记 牢、会用,学懂概念是基础、是根本,然后才谈得上学“活”。
教育学认为:自然学科的成果是概念。一切科学的理性认识都必需借助 于概念才能进行。一门学科的许多重要的名词、概念就是本学科的一些重要 的、基本的事实、基本的规律,是定理、原理的高度概括和精炼的总结。所 以概念是生物学知识体系的基本单元,也是思维活动的最根本的形式之一。 分析现行中学生物课程的基础知识,它的独特之处,就在于几乎每个概 念、定律都出自生命自然界,与生命物质、生物体、生态环境等血肉相联、
息息相通。 例如,有的概念从分子水平表达了生命的物质基础,如蛋白质、酶、核
酸、ATP、激素、脂类、糖类等;有的从细胞水平表达了生物微细活体的结构, 如细胞膜、细胞器、细胞核、染色体等;有的动态地表达了各种活的、微妙 的生理过程或生活史,如光合作用、呼吸作用、有丝分裂、减数分裂、受精 作用、胚胎发育、世代交替等;有的表述了生命的基本特征,如新陈代谢、 同化作用、异化作用、生殖、发育、遗传和变异等;有的又高度概括了自然 界生命物质运动的种种变化发展的规律性,如碱基配对原则、中心法则、分 离规律、人工选择、自然选择等;有的还反映了生物之间、生物与环境之间 的种种相互依存、相互制约的辩证关系,如寄生、共生、共栖、适应、生存 斗争等;还有的则反映出宏观世界的锦绣景观,如种群、群落、生态系统、 生态平衡、生物圈等等。
就是这一系列的基本概念,组成了生物学科基础知识和基本理论的主线
骨干。 综上所述,概念的基本特征之一是具有抽象性,感性经验的积累是形成
理性概念的基础。
在教学过程中,学生掌握任何一个概念,往往不是一次就能完成的,即 感知了的概念需要深化、理解,理解了的概念还要理清它们之间种种辩证的 关系,从而形成概念的体系——教材的知识体系。知识体系是属于理性知识, 它不是感性知识简单的积累,而是感性知识的质变,理性知识都是看不见的、 抽象的,只有学生真正理解了,才能牢固掌握。
理解,简单地说就是“弄通”,即对学习的东西既知道是什么,又知道 为什么。理解是掌握知识的中心环节。教会学生理解知识,要通过积极思维。 思维是智力的核心,让学生学会思维,就能够使他们凡事想得深、懂得透、 学得活。
(三)把大自然的蓬勃生机引入课堂,让教学过程体现生命的活力 生物学是一门研究生命现象和本质的科学,中学生物教学要从分子、亚
细胞、细胞、组织、器官、个体、群体和生态水平出发,使学生获得植物、 动物和微生物(包括人体)的形态结构、生理、生殖、遗传和变异,以及分 类、生命的起源和进化、生态学等多方面的基础知识。多样化的教材内容要 求用丰富多采的教学方式和手段进行教学,特别是活的生物和生命现象则更
要求用鲜活的、生动的材料来表达,我经常在课堂上开展实验教学、电化教 学,还把课堂延伸出去,进行园地观察教学、野外实践教学 使师生之间 教得比较“活”、学得比较生动,这样课堂上气氛就比较活跃。例如,让初 中学生观察活的细胞,培养活的微生物,解剖鲜花和小动物,饲养活的昆虫、 蝌蚪等等。在学习《生理卫生》时,则让学生以自我为对象,通过自我感觉 和一些检测,对照人体八大系统,知道一些自身相应的主要结构和生理活动。 例如,一些主要的肌肉、骨骼的位置和功能;联系血液知识知道自己的血型、 血常规;再如,了解自己的心率、血压、呼吸的频率和肺活量;知道内分泌 的作用机制;在学习了眼的结构和功能,了解了近视眼的发病和预防原理, 可以在班上开展调查,检测每人的视力并订预防措施;请校医协助,让每个 同学联系自己,懂得青春期卫生的要求。如此一章章学习、一项项记录,最 后每人都有一张自我的健康记录卡,这样的学习不但加深了对知识的理解、 记忆,而且学得亲切,从而增强了保持健康、增强体质的自觉性。
高中生物教材的内容,主要是阐明生命本质的基础知识,是在介绍生物 多样性的基础上,讲述生命的统一性及其基本特征。分析教材的特点,它包 含着一些现代生物学的基础知识,并从微观的角度深入到细胞和分子水平, 知识偏重于理性,比较抽象、深奥、难懂。因此就要尽可能地利用真实的、 具体的材料,让学生进行观察、实验、分析、对比 或由此再发挥空间想 象力去探索知识。例如,教材中说“原生质是细胞内的生命物质。”同学们 对这里的“生命物质”既感兴趣,又觉困惑,于是我组织他们“观察细胞原 生质的流动”;又如,学到细胞分裂期时讲“细胞核内长丝状的染色质高度 螺旋化,并缩短变粗,就形成了在光学显微镜下可见的染色体。”其中“高 度螺旋化”、“缩短变粗”这一概念很抽象,不易理解。我让同学们手取细 铅丝、铜丝各一段(也可取两色细绳),代表已复制的染色丝,沿细棒进行 缠绕,随绕随缩短变粗,概念也随着形成;再如,演示酶的高效性、演示离 体叶绿体进行光合作用放出氧等等。每当同学们在观察、实验中捕捉到一瞬 间的活的生命现象就会由衷地高兴,体会到生命的奇妙。由此可见,活的、 感性的认识,对形成概念、理解知识确能起到“转化”的作用——化繁为简、 化难为易、化死为活。这样从感知入手,把抽象概念具体化,化为一个个活 的、真实存在的生命现象片断,逐渐积累贮存在记忆中,就能为学“好”、 学“活”打下扎实的基础,提高教学质量。
进一步发展探索,我还把课内外相结合,形成系列活动,由课内引向课
外,再由课外反馈至课内,使学习更生动活泼。例如,1984 年初夏,华东师 大生物系应届毕业生来我校进行教学实习,我和带教老师共同研讨,决定以 动物学“昆虫”为实习教材,我建议实习老师到校,和学生第一次见面,就 开展活动。由他们带领学生到附近农田,在甘蓝地里观察虫害情况,采集粉 蝶的卵块和幼虫——菜青虫,教会学生饲养的方法及观察(变态发育)的要 领,指导他们进行记录、分析等等,这一开头,首先使师生双方有了共同的 语言、亲切的感情。在学生的寝室里,窗台上都放上了一组组饲养瓶。每天 课后、夜晚,实习老师总要来探望学生,师生双方都感到新鲜、有趣,既严 肃又认真地积极观察、记录,密切注意菜青虫发育的动态变化,从蜕皮、化 蛹、羽化 同学们都能按自己观察所得,详细记录。如一位同学在描述即 将羽化的蛹时写道:“今天,蛹已经由昨天的淡黄色变成深黄色,细看上去, 已能看见里面隐隐约约一个菜粉蝶的雏形,可能马上就要突出‘重围’羽化
了。要知道这是我们自己捉的菜青虫结成的蛹。可不是老师给的,自然就特 别珍贵。”就因为感到珍贵,除了平日精心饲养管理,有的同学周末不愿离 校,有位同学周六把即将羽化的蛹带回家,晚上从 18:05 一直观察到 22:
10。细致地观察了蛹化蝶的全过程,并作了详尽的记录。当实习进入最后阶 段,华东师大为实习老师(全体)组织了一节观摩课,课题是“昆虫的变态 发育”,由实习老师执教。采用的实例就是“菜粉蝶”。课堂上,同学们纷 纷捧出自制的标本、亲自的记录,用自己的实践、自己的语言,在老师的引 导下阐明了菜粉蝶(昆虫)的变态发育,真实有趣、生动活泼,华东师大听 课的指导老师和实习生们听到学生们描述羽化的情景,连连赞叹,称道:“我 们也没有如此清楚地观察过。”后来这节课的录像得到华东师大教务长的肯 定和赞许,并向全校各教学法教研室老师推荐。像这样的学习,师生双方都 深感“珍贵”,因为面对活生生的生物学习生物知识,既融洽了师生的感情, 又教“活”学“活”。使学生既学会了本领又锻炼了思维,较全面地提高了 教学质量。
(四)在教学中渗入新的时代感和丰富的信息量
经过十年动乱,到 80 年代初,中学生物课程又逐渐恢复,新编的教材体 现了时代的特征,学科的发展,其中高中教材编入了生物科学发展的一些新 内容,涉及到细胞生物学、分子生物学、遗传学、生态学等的一些基础知识, 同时我们面对的任务是为 90 年代乃至下个世纪培养人才。学校要求教师能通 过本门学科揭示今日和明日科学的新成就,以配合今后经济、科技和社会发 展的需要,有利于学生适应将来参加不同生产、不同工作的需要,适应现代 化生活的需要。但教材毕竟是固定的,而教学则是灵活,是可以紧扣教材渗 透新的时代感和充实信息量的。“教育者先受教育”,为此我先从提高自己 着手:凡报章、杂志、书籍、广播、电视等传播的有关新知识、新资料,我 都刻意收集。同时积极参与市内组织的各种教师培训、实践活动,如参观、 访问、考察 足迹遍及到中科院的有关研究室、自然博物馆、大专院校的 生物系,以及庐山植物园、九华山等,内容涉及“细胞”、“光合作用”、 “遗传”、“生态”等等。教师通过这些学习活动,拓宽了思路,提高了认 识,学到了一些新知识、新技术,也收集到了一些新资料、新信息。由于教 师的学习提高是有针对性的,针对教改的需要、针对教材和学生实际,因此 就有可能有选择地为我所用,有机地结合到教学中去。如在讲“生殖与发育” 一章时,上海牛奶场为我们提供牛的精子、卵细胞、受精卵、卵裂(二细胞、 四细胞、八细胞等)的照片;在讲“性状与遗传”时,医学院为我们提供了 “先天愚型患儿”个体与集体的照片;在讲“染色体数目变异”时,有农学 院、农科院送的珍贵材料——单倍体水稻植株和多倍体油菜种子(都有对 照)。特别是高中生物“绿色植物光合作用”这一教学内容,是生物科学的 经典课题,也是当今世界科研领域的尖端项目,在中学生物课本中历来作为 重点和难点,实验也只有经典的几个。为了把“三个面向”的精神渗入这一 教学过程,让学生在掌握知识的同时,感受到新时代的气息,学到一点新知 识、新技术,我请教了中科院植生所光合作用研究室的专家们,经他们热情 帮助和指点,使我能把我国光合作用新成就的信息引入教材,再把光合科研 的新技术化简,设计了“观察植物活细胞内的叶绿体”、进行“叶绿体的分 离和提纯”、进行“离体叶绿体的光合作用”等观察实验,更新、充实了原 有的课题。所有这一系列的信息、材料、观察、实验都比较新鲜、生动、深
入浅出、易学易懂、时代气息浓、思想性强。学生学习时兴趣浓、积极性高, 使知识、思想都受益。这体现了提高学生素质的需要、培养人才的需要。对 他们今后进一步探索生命科学起到了良好的作用。对他们树立辩证唯物主义 的世界观也有着“潜移默化”的教育意义。
(五)教学媒体的更替与创新
80 年代,科学技术的进步,课程教材的改革,相应地要求教学方法的变 化和教学媒体的更新。心理学的实验表明:人们从视觉获得的知识一般能记 住约 25%,而从听觉获得的知识只能记住约 15%。假如把视觉和听觉结合起 来,则能记住的是约 65%,而不是 40%,这就是说直观性原则的贯彻,对提 高教学质量具有的积极作用。在教学中我一贯重视直观教学,除了采用活的 有生命的材料,我十分注意选择、创制、运用各种教学媒体。何奈经历了十 年动乱,数十载心血所积累的资料被全毁,只得再白手起家,从零开始。当 然我仍十分重视一些常规的媒体,如挂图、模型、标本的作用,它们售价低 廉、使用和保存都比较方便,有时一张好的挂图也确实能以它的科学内容、 教学特性和艺术画面在教学过程中发挥其特定作用,保证了学生在课堂学习 中,由于视觉和听觉的协同作用而对知识获得较好的理解和记忆效果。
但毕竟时代不同了,改革开放以来,科学技术的发展,为我们采用现代 化的教学媒体——幻灯片、投影片、电影、电视、录像等等,提出了迫切的 要求,也提供了有利条件。以视听为主的电教媒体,具有生动、形象、鲜明、 直观的特点,它可以突破传统教学手段在时间、空间和地域上的限制,在短 时间内,呈现大量的形声材料,丰富教学内容,小自细胞分裂,大到生态系 统,也可以包括人体生理如“消化吸收”、“血液循环”都可借助电教媒体 来加以表达;还可使古老的动、植物在今天“重现”,远方的生物展示在眼 前,进化的漫长过程可以在一个较短的时间内使学生系统地了解,而自制的 一些录像、幻灯片、投影片更可大小由之、灵活多样,为教学服务。为了探 索电化教学的深入开展,我应聘参加了上海市教育局电化教育研究中心任副 组长,促使电化教学在全市逐步推广。但事物都得“一分为二”,电化教学 体现了现代化的精神,只是在当前中等学校要广泛应用还有一定的局限性。
事物总是不断发展着、前进着的,在综合运用上述多种媒体的过程中,
我发现由于教材更新,进入了一个新的水平,其中特别是高中《生物》,编 入了一些现代生物学的基础知识,例如:“蛋白质”、“DNA”、“染色体”、 “遗传规律”等等,一系列的名词、概念、理论都比较抽象、深奥、难懂, 单凭视、听结合,仍难达到理想的效果。为此我曾感到十分困惑,竭力寻求 其中的突破点。结果“灵感”还来自学生掌握知识的各种反馈。“百闻不如 一见”,可以采用视听教学,那么用“百看不如动手”来促进学生手脑并用 如何呢?基于这样一种思路,最初,我用细铜丝、细铅丝在细棒上缠绕,让 他们理解“细胞核内已经复制的长丝状的染色质高度螺旋化,缩短变粗,形 成染色体。”同学们的反馈十分活跃。由此我受到启发,逐步自制了一系列 的“微型模型”(我们自称)。它的特点是小而多,可以纳入学生手掌之中, 由他们亲自来摆弄,拆拆装装,自由组合,从而展开抽象思维,进行分析、 对比、综合、推理,掌握知识,理解理论,也培养了兴趣和爱好。例如,教 材上提到“由于组成每种蛋白质分子的氨基酸种类不同,数目成千上百,排 列的次序变化多端,空间结构也千差万别,因此,蛋白质分子的结构极其多 样。”这对初学者是难以理解的,而教师也只能意会,难以言传,我试用十
多种五彩小球,分发给每位学生,让他们用细铅丝随机串成长链,代表肽链, 再随意折叠形成空间结构,串成后的球链,同学们相互比较交流,及至全班, 从而发现没有二串球链是相同的,上述知识的理解也就迎刃而解,并牢固地 记忆,同学们学习的兴趣高涨,证明这样的教学媒体行之有效。
这些微型模具,所需的材料,有的信手捻来,有的精心收集,如彩色塑 绳、五彩小球、电线段、小木块、跳棋子等等,制作的特点是小而繁、小而 多,而作用效果特别显著。为此我在家动员了老母亲、爱人、孩子,在组内 则请老师、工友一起帮忙,大家都付出了很多心血。特别是其中“DNA 分子 微模”,结构虽简陋,但小巧玲珑,在课堂可让每一学生亲自动手,摆弄模 拟,效果显著。它是以核苷酸为基本单位,可以自由“连接”、“配对”、 形成“梯形长链”,可以组成“双螺旋结构”,可以模拟“半保留复制”, 以“U”替换“T”,还可以形成“RNA 分子长链”。教室里同学们一组组、 一排排,乃至整个班互相交流,体现了 DNA 分子的多样性。这一微型模具, 由于它独特的效果,当时已被一些兄弟学校和上海师大的老师们仿制采用, 并被介绍到外省市。1984 年,华东师大生物系应届毕业生柏伟国同学,在做 毕业论文时,为了分析这一 DNA 分子微观模型的教学效果,他进行了调查研 究和教学实验,他们在上海市北中学高二年级采用对比法进行了实验。实验 班与对照班程度基本相同,实验班 49 人,教学方法是老师讲解,学生自己动 手,使用 DNA 分子模型;对照班共 81 人,教学方法是口授,学生不动手使用 模型,其他条件相同,课后当堂测验,采用笔试,闭卷,题目包括三个方面: DNA 分子的化学组成;碱基互补配对原则;DNA 的复制过程。成绩经过统计学 分析,实验班与对照班的成绩有显著的差异,如下表所示:
/n(人数)/■(平均成绩)/s 标准差)/结果
实验班/49/87.80/7.17/d=4.48 对照班/81/79.42/14.12/P<0.01 从测验答卷分析看,对于(1)、(2)两题的回答,两班比较,成绩差
异不大,但其中碱基配对原则对照班出的差错明显多于实验班,特别是在回
答第五题时,实验班的 63%学生能完整答出,而对照班能完整答出的只有 23
%,大多数学生只能答出内容的 1/3~2/3,这说明运用这种 DNA 教具学习 DNA 的复制过程,特别是讲解解旋过程,效果较好,给学生留下深刻的印象。原 因主要是由于学生自己使用教具,有了感性的认识加深刺激,“配对”的过 程经过学生手脑并用,印象就大大加深了。(华东师大:《生物学教学》1984<4> 柏伟国同学当时的这一教学实验,深化了我对创新这类“微型模具”的认识, 进一步证实了它对“以学生为主体”的意义和作用。按教育心理学的观点来 看,也是值得深化探究的。我深信生物教改的不断深化、出新,需要更替、 创新出更多、更好的教学媒体。
二、提高学生的观察、实验能力
生物学是以实验为基础的科学,它的建立和发展,就是通过无数科学家 长期不懈的努力,以生命大自然为对象进行探索、研究,通过观察、实验, 得出概念、定理、规律或法则等等,从而升华为一门严整而不断发展的科学。
实践是知识的源泉,这就决定了在教学中必须理论与实践相结合,深入 感知事物,增强观察、实验的训练,促使学生发展思维,培养智能和提高素 质,特别是从 80 年代以来,随着科学技术知识的积累和剧增,知识更新的速 度加快,社会和时代对人的能力要求更为迫切。例如,观察事物的能力,分
析和解决问题的能力,熟练的实验动手操作能力,实事求是的严格的科学态 度,一丝不苟的严谨作风等科学素质,都要通过观察、实验的从严训练逐步 培养起来。
在中学生物课程的教学中,从初中到高中,按大纲的规定,实践活动有 着比较丰富的内容,可惜的是由于种种原因的干扰和物质条件的限制,当前 生物学科的实践活动(包括演示、观察、实验、实习、参观、考察 ), 仍是学生学习过程中的薄弱环节。普遍的弊端是场地被占、经费短缺、仪器 陈旧、材料枯竭、内容老套,更因课时偏紧(实验不问繁简是一课时),使 一些常规实践活动也落得个“少做”或“不做”,即使做也往往容易形成“走 马看花”、“草草了事”,面对这一现状,我深感必须变革。生命自然界天 地广阔,潜力丰富,有利于我们走出困境,于是我们因地制宜,利用学校的 环境优势,在教室、实验室、校园,在池塘、小河边、周围农田、饲养场, 还有附近的植物园等,开展多种类型的实践活动,因为这里提供了许多活的 材料和种种生态情景,可以保证规定的实验优化完成,更新的实验顺利做好。 问题的关键是如何让学生进入身临其境的境界,把观察、实验的主动权交给 他们,让他们成为实践的主体,指导他们积极、自觉、独立地开展活动,从 多方面得到观察、实验的训练和培养。
(一)激发观察兴趣,培养观察能力
按学生的认识规律:观察力不是单纯的感知,其中“观”是感觉、知觉
(主要是视觉);“察”是分析、综合。所以观察不仅止于看见事物,还包 括思维因素在内,这就是说观察一个对象,学生必须不断思维,进行分析、 综合、判断、推理,从而或理解知识,或形成概念,或得出结论。然后对所 展示的对象从感性认识上升到理性认识。
各种自然科学都有各自的观察对象。生物学观察的是生命现象和生命物
质。在空间上它从生物个体着手,纵向深入到微观层次,研究生物的微细结 构和分子组成,进入到细胞、亚细胞、分子水平;横向开拓到宏观境界,由 种群、群落、生态系统到生物圈进入到宇宙;按时间说,从现在活着的生物, 再通过化石、复原材料等可以延伸到古代、远古代 而放眼未来,则可运 用生物工程等新技术,期望创造生物新类型,所以生物学的观察是以“活” 材料为对象的。尽管中学生物学习的只是“双基”,但上述方方面面也都涉 及到了一些,可谓丰富多采。而培养、锻炼学生的观察力方法也是多种多样 的。总的说来是展示种种观察材料(包括活的材料、实物、标本、模型、图 象,或典型的自然区域、电教媒体等等)来进行的。观察得法,就很自然能 引起、激发学生的观察兴趣,而兴趣又正是观察事物的感情基础,是创造精 神的源泉。在培养兴趣的基础上,要认真做到“以学为主”,进行科学方法 的指导:教导学生学会观察的方法;对学生由易到难培养观察能力;培养学 生养成良好的观察习惯。在日常的生物教学中,基本上事事处处都在进行着 观察活动,例如,以水王荪(一种黑藻)为材料观察“细胞原生质的流动”, 同学们观察到绿色细胞内原生质带动叶绿体流动,生动地比作像一列列绿色 小汽车、沿细胞壁缓缓行驶。因而从“生命物质”正在“运动”领悟到细胞 是“活”的;又如,在观察“根与周围溶液进行离子交换吸附现象”时,先 是选取健壮的活根,以 0.01%的亚甲基蓝溶液活体染色,由于根细胞表面的
■H+与溶液中亚甲基蓝的阳离子(呈蓝色)发生交换吸附,根被染成蓝色, 再以蒸馏水洗尽浮色,然后浸入■CaCl2 溶液之中(另一份浸入蒸馏水中对
比)。由于■CaCl2 在水中离解成■Ca2+和■Cl-,■Ca2+就与吸附在根细胞 表面的亚甲基蓝的阳离子发生交换吸附,按教材的指导,指出交换下来的亚 甲基蓝的阳离子使溶液变为蓝色(对照仍然无色)。到此为止,同学们看到 的只是溶液的蓝色与无色。我们稍作修改,让同学们把■CaCl2 溶液缓缓滴 入放在已经活体染色呈蓝色的活根上,然后仔细观察,这时可以明显地观察 到经交换的亚甲基蓝的阳离子(蓝色)先是集中在根的表面处,再逐渐扩散, 使溶液变成蓝色。从而看到了活根的这一生理现象。所以指导学生进行观察, 对实验现象要从看见到看清、再从看清到看懂,即从直觉到感知,再从感知 到理解,都需要认真的观察和具有观察的能力。一个学生如果能掌握观察这 一学习方法,就会有较强的观察力,就能在看演示、做实验、野外考察或日 常生活中,时时处处易于发现直观材料的本质特征,并通过思维对所展示的 对象从感性认识上升到理性认识。总之让学生主动积极地获得较坚实的观察 训练,这是学习的好品质,也是成才的好基础。
(二)指导独立实验,提高科学素质 在培养观察能力的同时,我在教改中十分注意加强实验教学。因为生物
学是以实验为基础的,因此在教学过程中必须通过实验这一手段培养学生实 践的动手操作能力。从理论上讲,要把精神的东西转化为物质的,总是要通 过“动手”才能实现,现代科学技术的发展,要求动手操作的能力更高更复 杂了。动手能力差,就做不好实验,更不用说搞清科学实验了。基于这样的 认识,每当新学年开始,我在制定教学计划时,总要统筹兼顾,精心安排, 保证在有限的课时里,增加实践的容量、更新实验的质量,使大纲规定的实 验优化完成,教学需要的实验创新增添,让各种类型的实验,或有机地结合 到教学过程中,或组织学生上好实验课,使学生在学习中学会独立进行实验, 获得多种实验基本功的训练,提高学生的科学素质。
组织学生上好实验课,关键是能否真正做到“人人动手”、“独立操作”、
“准确完成”。多年的实践探索,我深感关键在于要求教师“先行”,把“主 导作用”发挥在课前、课后,从而保证学生的“主体作用”充分发挥在课堂 上。我一直认为中学的生物实验,不必高深、复杂,应该利用普通的条件、 巧妙的设计、简单的做法,启发学生周密观察、用脑思维、动手操作,把实 验搞“活”。其要点是:
1.目标明确提要求
组织实验教学,每次实验的教学目标有共性也有个性。其共性是要进行 严格的常规训练,培养科学的态度、严谨的学习作风、规范化的操作。每次 实验要求学生做到:明确要求、准确操作、周密观察、求实记录、细致分析、 完成实验、得出成果(包括做好标本、绘图,或测算、报告等等)。而其个 性则按不同课题定具体的教学目标。如上述“观察根对矿质元素离子的交换 吸附现象”,要求仔细观察到活根表面处交换下来的亚甲基蓝的阳离子如何 逐步使■CaCl2 溶液变成蓝色的过程。
2.材料典型打基础 生物实验的材料,基本都是生命物质,从个体到其组成部分,包括细胞、
组织、器官或某些活性物质如酶、激素等。每次规定实验,其材料贵在“活”, 重在“典型”,同时要求取材方便、能见度高、见效迅速等等,只有这样才 能保证学生顺利完成实验任务。所以要求教师必须事先心中有数、手中有物。 活体材料得来不易,有时有钱难买,非得亲自动手;有的要候时令、抢季节;
有的有地域环境的特殊性;有的则要不断地精心筛选;还有的要发挥集体力 量进行收集 例如,进行“绿色植物光合作用——制造有机物”实验,经 典的材料是天竹葵,材料来得不容易,事先还要暗处理、光照,学生难以人 人动手。我们几经筛选改用小白菜,盆栽、大田的都行,只要隔天傍晚选好 叶片,夹上叶夹,经过一夜(或几夜)。第二天清晨在自然条件下经光照一 定的时间,就可以用来做实验了,效果良好,优点是学生人人都可亲自事先 处理,自采自做就感到亲切实在。又如,初中“人体生理”实验,需要完整 的猪心、猪眼、猪蛔虫等,有钱难买,实验员老师热心为教学服务,亲自到 屠宰现场,得到允许,耐心等候上百头猪宰杀完毕,然后到猪体上取,到猪 粪中掏。再如,观察“洋葱根尖细胞有丝分裂”的实验年年做,但每年洋葱 的来源、气温的高低,安排课时的时间都不尽相同,每年总是做到教师先行, 用二至三周时间反复试验,摸准有丝分裂相最多时洋葱根尖的生长长度和取 材时间,保证了学生在实验课内能从“活根”取材,当场处理,同时解离和 染色的药剂见效要快、要好。上述种种活材料,对教活一堂课,做好一次实 验,都能起到积极作用,不但保证了实验的科学性,更使学生深受辩证唯物 主义教育。可见,教师的点点心血,都为同学们“学有成效”打好基础。
3.组织保证促钻研 加强实验教学,上好实验课,学生的组织形式十分重要。传统的做法,
一般采用分组实验,往往按学校条件,有两人一组、多人一组或单人独做。
教师指导的方式多种多样:如边讲边实验、分段实验、独立实验或探索实验 等等。但在长期的教学实践中,我深感按此常规做法,要师生双方配合默契, 把实验搞活,特别是如何使学生充分发挥主动性、落实到“人人”动手、“独 立”操作是很难的。这曾使我感到困惑,于是我从自己的和观摩别人的实验 课中总结经验教训,悟出一点道理,在实验指导和学生实验的组织形式上下 了一点功夫。例如,对一些难度较大的实验,我采用双人组织、三份材料, 具体做法是:完成了必要的实验指导后,学生立即进行独立活动,先是两人 “合”做一份,共同研讨、切磋,明确要求、要领、方法、顺序、关键 在有所领悟后,再各人迅速独立完成自己的一份,并相互检查,取长补短。 如“观察洋葱根尖细胞有丝分裂”、“小麦(或水稻)的杂交实验”(增添) 等等,都取得了令人满意的效果。这样组织的实验课,当学生一开始自己活 动,教室里(田间或现场),就形成一种严肃、紧张而又活跃的气氛,同学 们先是交头接耳轻声探讨,继后则静静地认真“埋头苦干”,因为我提出的 要求是:实验操作要准、速度要快、观察要细、质量要好,总的说来基本都 能达到要求。
4.画龙点睛指关键 实验课上,要使学生积极主动投入活动,还得教师在“点拨”上下点功
夫。因每一个实验的成功与否,都有其特定的成功诀窍,诀窍要得心应手, 必须亲自去“摸”,指导实验课,教师“先行”,就在于此。例如,上述“洋 葱根尖有丝分裂”压片的制作,有了好的材料,根尖取材部位要准,解离处 理组织要酥(细胞离散),染色要透(透入组织,着色均匀),压片用力要 得法(组织细胞压散,染色体保留完整),成片要均(厚薄均匀)、薄(展 成一层细胞,染色体展现在同一平面)、透明(肉眼观察呈雾状);又如, 进行“小麦杂交实验”,去雄、授粉的最佳时间,要掌握好不同品种麦穗抽 出剑叶的长度,如果进行水稻杂交,掌握开花时间要观察雄蕊伸展的长度(在
颍壳内)。经这样的点拨指导,往往能起画龙点睛的作用,有利于学生操作 探索中的准确性。这样的点拨,事先要求教师花出辛勤的劳动,但也靠学生 自身的努力,才能成功。
5.认真考核促反复 学习规律表明:学习要取得良好的效果,使知识能为我所有,为我所用。
一靠理解,二靠反复,即理解了的知识要经过不断反复,才能巩固,并在运 用时能及时再现出来,达到灵活应用的目的。学习知识是如此,培养能力、 掌握技能也一样。在实验教学中,学生进行独立实验,能否达到教育目标规 定的要求,必须认真地进行考核、评定。学生实验要当场进行考核,这是个 难题,特别是课时紧、难度大的实验,要学生独立操作,并达到科学、准确 的目标则更难。经过不断摸索,我采取对实验过程或成果,如制作的玻片标 本、叶绿素纸上层析的色谱、或观察的记录、描绘的草图、或实验报告等等, 及时进行分段或分层次考核、测量或评定,如做压片标本,事先定好目标, 制作过程包括:取材、处理、染色、压片、效果等,成片则要求整洁、科学、 效果良好,还包括贴上规定要求的标签,都一一按等定分,或以分数计,或 按等级评。成绩可分优良、中等、及格、或个别不及格。考核完毕,我在课 后开放实验室,按自愿的原则,鼓励失败的同学重做,中等的同学争上游。 这时,同学们便会在课后三、五成群地来到实验室,自觉参加、主动研讨、 独立操作,来个“反复”,以纠正错误、弥补缺点,争取去掉一个低分,重 得一个优等。主要是完成预定的教学要求,开始时只是做得较差的同学参加, 后来获得优良成绩的同学也兴冲冲赶来,实验室里经常是满满的,有的还创 造性地做得更出色,有的还带来自找的材料,进行探索、创造性的实践,这 时他们不再是为了“分数”,而是为了获得再一次实践的机会,为了“兴趣”。 这时教师无需多作指导。这样学生的积极性、自觉性、主动性和独立钻研精 神不知不觉中得到表现和增长,学生的主体作用充分体现。每当他们重新实 验,再做成一个好标本、看到一次好结果、获得一份好成绩,就从心理上感 到一种自我的欣慰和满足,从而使我体会到:“教师主导作用”与“学生主 体作用”之间的相辅相成、相互影响,才能教“活”、学“活”。使学生成 为主体,让学生反复自我实践,手脑并用,才能使学生从学得“被动”,有 序地逐步深化为学得“积极、主动、独立、创新”,使智能的发展取得“扎 实、灵活、正确、敏锐”的效果。
三、积极开展生物课外活动
80~90 年代的教改,着眼于跨世纪人才的培养。21 世纪的生物科学将欣 欣向荣,成为自然科学中的领先学科之一。这是当前人们的共识。为此,要 求十分重视生物科学的研究和生物学知识的普及,也要求十分注意生物学科 技人才的培养,特别是对青少年进行生命科学的启蒙教育。科学技术的未来 在于青少年,因为一代又一代新人的成长,是我们科学事业和社会主义四化 建设的希望所在。当前,教育改革已深化到从升学教育转轨到素质教育。上 海市的课程教材改革,为此建立了以全面提高素质为核心,注重发展个性的 新课程教材体制;设计了由“必修课”、“选修课”、“课外活动”三个板 块组成的课程结构,其中课外活动这一板块对学生的个性、兴趣、爱好、特 长等方面的培养和发展具有特定的作用。
课外活动这一教学形式,属开放式,因而它有很多优点。它源于课堂教 学,但比之更为机动灵活、更为广泛多样,可以不受大纲和教材的约束,传
递信息快而新。凡学生感兴趣的课题,都可以由学生自选,都可以接触,从 而扩大知识面,增加知识的横向联系,这有利于学生提高创造才能和应变能 力;课外活动又是一种理论与实际相结合,在实践中学习的方式,可以联系 身边的生活、生产劳动和社会实践开展活动,有利于科学态度和实践应用能 力的提高。所以积极开展课外活动,能使学生的主体作用得到充分体现。可 以说这是按“三个面向”改革教学的需要,也是培养跨世纪人才的需要。目 前在这方面新的路怎样走,还有待深化实践、深化探索。我从自己长期的教 改实践,略谈以下体会:
(一)积极开展生物课外活动,要因校、因时、因地制宜,要有丰富多 采、生动活泼的科学内容和活动项目,并使之适应社会的变革和时代的进步 积极开展各种类型的青少年课外活动,是我们上海中学的优良传统之 一。早在 50 年代初期,我们生物教研组就为贯彻理论联系实际开辟了上海中 学第一块教学实验园地;为实施因材施教,成立了一个个少年米丘林小组、 生物科研小组。当时采用较多是一些经典的生物学方法,如作物栽培、动物 饲养、野外采集、标本制作或一些生物科技实验性的项目。1954 年,课外小 组的小科研成果“大马铃薯”和“丰收小麦”参加了全国第一届青少年科技
展览会,并荣获了一等奖。
进入 60 年代初期,为贯彻“教育与生产劳动相结合”的方针,生物课外 活动较多地与农业生产、绿化劳动相结合,内容更充实,形式更多样,收获 也更丰富。由于我们师生在课外活动中对自己亲手栽培的作物、饲养的动物、 管理的苗木和收获的产品,都有深厚的感情,所以处处精心、事事钻研,因 而培育的作物良种、收获的种蛋、仔猪受到周围农村的青睐,引作种用。我 们育成的行道树苗木,曾供应当时新建的沪闵公路,成为第一批绿化、美化 的树材,同学们参加移植、栽种,成活率达到 100%,在整条公路上居首位, 受到县、市二级通报表扬。与此同时我们课外小组又接受上海市园林处办公 室的委托,以上海中学园地为对照为新建设的吴泾化工区,进行了绿化、美 化、植物抗污染等多种对比试验,测得一系列的数据,还进行了绘图、制表、 照相,提供了较多的资料,受到了奖励与好评。参与的学生,普遍受到了知 识、技能、思想、品德多方面的锻炼与培养。
经历了十年动乱,学校受到毁灭性的破坏。 1978 年复校后,学校以教
学为主,统筹兼顾,全面安排,我们立刻白手起家,从零开始,结合新的教 改,生物课外活动又进入一个新的阶段,经过几年不懈的努力,我们又建立 起各种类型、不同层次的生物课外小组,一些传统的活动项目推陈出新,更 因受到生物科学新浪潮的影响,活动内容涉及到一些高科技、新技术的基础, 如生物防治、无土栽培、组织培养、试管育苗、开发食用菌和花卉新品种等 等。开展这些活动,既适应上海中学复校、建校的需要,更体现在教改中对 “三个面向”指示的积极贯彻,因此也得到了上海市教育局领导的鼓励和支 持,拨款让我们与计算机房同步组建了整套组织培养室。一些外国友人,包 括美国、欧洲等先进国家的教师团体来校参观后,都认为在中学里能有这样 的设备,开展这些生物课外活动,十分可贵,目前在他们的国家里还做不到。
开展这些活动,使我们的生物教改自课内引到了课外,向纵深发展,吸 引着从初中到高中较多爱好生物的学生积极参加,他们一般都是自愿参加、 自由结合,在教师指导下自选课题、自学自助、自我探索。在学习活动中, 我们引导的目的性比较明确,充分发挥学生的主体作用,充分注意培养学生