改进生物演示实验，提高课堂教学效率，本文主要内容关键词为：演示论文,效率论文,生物论文,提高课堂教学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
生物学是一门以观察和实验为基本研究方法的实验科学，实验是学生获取生物学知识和能力的重要手段。在教学过程中，要做的实验很多，但因实验难度、学生基础、实验设备及课时所限，有些实验就要教师进行演示。生物演示实验作为一种直观教学手段，是教师帮助学生理解抽象的生物学概念、规律的基础，也是培养学生观察力、注意力和思维能力等科学素质的重要途径。
演示实验的课堂教学通常是由教师演示实验过程，并引导学生观察、思考和分析实验现象，得出结论。[1]换言之，演示实验的目的在于先使学生对于实验现象有清楚的了解，再启发思维活动，培养科学素质。因此，教师要提高含有演示实验的课堂教学效率，首先要保证演示实验的成功。成功的演示实验应该是实验现象正确、可信、明显，并将全体学生的注意力吸引到观察实验现象上。
在实际教学中，我们发现教材上呈现的某些演示实验，由于种种原因实验效果不佳，以致难以达成良好的教学效率。例如，人教版生物学七年级上册“种子萌发过程释放二氧化碳”和“光合作用产生氧气”两个实验就属于这种情况。为了简化实验操作，提高实验成功率，使实验现象更加明显，我们对这两个实验进行了改良。
一、“种子萌发过程释放二氧化碳”实验分析与改良
人教版生物学七年级上册“植物对有机物的利用”一节中，教材设置了三个演示实验帮助学生理解呼吸作用这一抽象的概念。“种子萌发过程释放二氧化碳”是其中一项。决定该实验演示效果的关键因素是教师要准确控制通入试管中的气体的速度，使学生能细致观察到石灰水变浑浊的过程。但是在实际教学中，按课本中的实验设计，往往不容易做到。一是实验操作较复杂。课堂上，教师既要拿着装有澄清石灰水的试管，又要控制玻璃管上的阀门，还要取出漏斗中的棉花，再向漏斗里注入清水（如图1）。整个过程非常繁琐，教师一个人难以同时完成这么多项工作，所以通常都需要一两个学生帮忙。二是不好控制通入试管的气量，比较容易发生气量过大导致石灰水外喷的事故，或者气体逃逸的情况。以上状况会导致学生的注意力分散，不能集中精力去观察试管中的变化，而把部分注意力放在教师和学生的操作上；会导致排放的二氧化碳气体不是过多就是过少，实验效果不明显；会导致实验操作时间过长，浪费课堂教学时间，降低教学效率。
为解决上述问题，可以对实验进行以下改进（如图2所示）。
1.实验装置的改进
将漏斗改为长颈漏斗，用水取代棉花直接封住漏斗口。
2.实验原理及方法
（1）在广口瓶中装入适量的萌发种子。
（2）盖紧带孔的橡皮塞。
（3）将两条弯导管用橡皮管链接，夹上橡皮夹备用。
（4）将连接好的导管一端插入橡皮塞上的其中一个小孔里。
（5）在橡皮塞的另一个小孔中装入长颈漏斗，长颈漏斗颈口必须贴着广口瓶底部。
（6）在长颈漏斗里注入清水。由于广口瓶里的空气压力作用，使得长颈漏斗里的水不能流入瓶内，从而起到了密封的作用。
（7）过一段时间之后，将导管的而另一端通入装有澄清石灰水的试管里，打开橡皮夹，长颈漏斗内的水流入广口瓶，广口瓶中的气体通过导管进入试管内的澄清石灰水中。
二、“光合作用产生氧气”实验分析与改良
“光合作用产生氧气”实验是另一个较容易失败的演示实验。该实验成功的关键因素是要保证光合作用的强度，收集到纯度较高的氧气。但实际上，在大多数情况下，学生根本看不到快要熄灭的卫生香（小竹签）复燃的现象。观察力强、而且坐在前面的学生只能看到卫生香（小竹签）上的火苗稍微亮了一下就恢复原样了。这是由于收集的氧气量不够或纯度不高所致。该实验演示失败的主要原因：一是实验装置接缝多容易漏气（如图3），不能将光合作用产生的氧气尽数收集到小试管中，而且将装置从阳光充沛的地方搬到教室的过程中容易装置分离，导致氧气逃逸或混入其他的气体。二是试管的操作麻烦，在水中一进一出，容易漏气。三是因为教材编排的原因，该实验往往在冬天进行，气温较低，影响了光合作用的效率。
为解决以上问题，可以对该实验进行相应的改进（如图4所示）。
1.实验装置及用品改进
主要变化：一是用带盖的空矿泉水瓶（透明无色的）取代大烧杯、短颈漏斗及试管来收集氧气；二是用0.1%的碳酸氢钠溶液代替清水，用以增加水中的二氧化碳量，以提高光合作用的效率。
2.实验原理及方法
（1）取一个透明无色的矿泉水瓶，将生长旺盛的金鱼藻放进瓶中，注入约4/5的0.1%的碳酸氢钠溶液。
（2）挤压矿泉水瓶，排空瓶中的空气，扭紧瓶盖。
（3）将该装置放于阳光下照射一段时间后，可以看见瓶壁和金鱼藻的叶面上有许多气泡，压扁的矿泉水瓶由于氧气的排挤逐渐恢复原形。气体聚集在瓶口处，当气体使矿泉水瓶完全复原（四、五小时）后就可以进行实验了。如果天气寒冷，可以将该装置放到30度左右的温水中，用以提高光合作用的效率。
（4）实验时拧开矿泉水瓶盖，将快要熄灭的卫生香（或小竹签）伸入矿泉水瓶，即可观察到卫生香重新燃烧的现象。
三、演示实验改良的意义与相关反思
（一）演示实验改良的意义
实践证明，改良后的实验对于提高教学效率起到了积极的作用。
首先，改进实验装置降低了实验操作的难度，简化了实验操作的程序，排除了次要因素的干扰，使学生的注意力更容易集中到观察实验现象上。例如，改进实验装置之后，在课堂上演示“种子萌发过程释放二氧化碳”实验时，教师不再需要助手，只需要操控橡皮夹，动作干净利索。稍加引导，学生的好奇心就全部集中到对澄清石灰水变化的观察点上，节约了组织教学的时间。同样，用矿泉水瓶替代“光合作用产生氧气”的实验装置，不仅解决了氧气的收集、运输等问题，而且取消了复杂的试管操作环节，减少了意外事故的发生几率。这样一方面使课堂上看热闹的学生明显减少；另一方面教师可以把主要精力放在引导学生进行核心内容的探究上，对于教学目标的达成起到事半功倍的作用。
其次，改进实验装置后演示实验的现象更加明显，可见度和成功率都明显提高。例如，“光合作用产生氧气”实验，原装置实验时，只有观察力强的学生才能看到卫生香的火苗亮了一下，效果很不明显；使用新方法则可以清晰地看到卫生香复燃的现象。成功的演示实验能激发学生的探究热情。学生观察到实验现象之后，往往都会提出“是什么”、“为什么”等问题。
（二）相关反思
追求课堂教学效益是每一位生物教师的共同愿望，而衡量课堂是否有效的唯一标准就是学生的进步和发展。从教师组织教学的角度来说，有效的生物课应该教学目标非常明确，课堂活动面向全体学生，重点突出，而且能激发他们学习新知的热情和愿望。课堂教学中学生参与学习的兴趣和热情越高，在单位时间内完成的任务越好，浪费的时间越少，课的密度越大，教学质量就越高。
观察改进演示实验方法前后截然不同的课堂教学效果，笔者认为演示实验作为教师帮助学生理解抽象的生物学概念、规律的一种直观的教学手段，它是为学生学习重点知识服务的，因此学生能否清晰地观察到正确的实验现象是衡量演示实验教学是否有效的基本前提。例如，学习光合作用这一抽象的生理过程时，学生只有清晰地看到实验装置从没有气体到充盈气体，并且成功地检验出这种气体就是氧气，才能进一步的思考“氧气从哪里来”，才能深入思辨，得出“氧气是黑藻进行光合作用产生的”结论，进而理解光合作用的实质。所以，演示实验的设计与安排要突出实验现象，简化其他环节。我们教师要开动脑筋，合理地改造书本材料，在实验的成功率、可视度和可信度等方面多下工夫。