發(fā)揮生物實驗室作用 落實生物新課程理念

王麗華

北京市房山中學(xué) 北京 102400

☆實驗室專用教室建設(shè)☆

發(fā)揮生物實驗室作用 落實生物新課程理念

王麗華

北京市房山中學(xué) 北京 102400

生物學(xué)科是自然科學(xué)中的一門基礎(chǔ)學(xué)科，同時也是一門實驗性學(xué)科，許多概念和原理的得出來源于嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實驗，開展好實驗教學(xué)，是學(xué)好生物的前提條件，所以說生物實驗室是實施生物學(xué)教育的重要陣地?！镀胀ǜ咧猩镎n程標(biāo)準(zhǔn)中》明確提出新課程的基本理念是提高生物科學(xué)素養(yǎng)、面向全體學(xué)生、倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)、注重與現(xiàn)實生活的聯(lián)系。而生物實驗室在落實新課程理念方面具有舉足輕重的地位。以下是筆者在實施新課程過程中對生物實驗室作用的幾點粗淺認(rèn)識，僅供探討。

一、做好基礎(chǔ)實驗,提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)

生物科學(xué)素養(yǎng)是指公民參加社會生活、經(jīng)濟活動、生產(chǎn)實踐和個人決策所需的生物科學(xué)知識、探究能力以及相關(guān)的情感態(tài)度與價值觀。它反映了一個人對生物科學(xué)領(lǐng)域中核心的基礎(chǔ)內(nèi)容的掌握和應(yīng)用水平，以及在已有基礎(chǔ)上不斷提高自身科學(xué)素養(yǎng)的能力。而生物學(xué)的核心基礎(chǔ)內(nèi)容往往都需要通過實驗加深學(xué)生對知識的理解。如《細(xì)胞的分子組成》這部分內(nèi)容，安排了檢測組織中的還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)，觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布等實驗，加深學(xué)生對生命的物質(zhì)性的理解；在《細(xì)胞的結(jié)構(gòu)》這部分內(nèi)容中，安排了觀察線粒體和葉綠體，通過模擬實驗探究膜的透性，觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原等實驗，加深學(xué)生對細(xì)胞膜特性的理解；在《細(xì)胞的代謝》這部分內(nèi)容中安排了探究影響酶活性的因素，葉綠體中色素的提取與分離，探究酵母菌的呼吸方式，加深學(xué)生對細(xì)胞代謝復(fù)雜性的理解；在《細(xì)胞的增殖》中安排了模擬探究細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系，用顯微鏡觀察多種多樣的細(xì)胞，觀察細(xì)胞的有絲分裂等實驗，加深學(xué)生對細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)的基本單位以及細(xì)胞增殖意義的理解；在《生態(tài)系統(tǒng)》一節(jié)中安排了設(shè)計并制作生態(tài)瓶等實驗，加深學(xué)生對生態(tài)系統(tǒng)各成分之間關(guān)系的理解?？梢哉f，以上實驗都屬于基礎(chǔ)實驗，這些實驗對于學(xué)生掌握生物學(xué)知識具有至關(guān)重要的作用。

既然如此，我們在教學(xué)過程中就一定不能偷懶、不能用講實驗代替做實驗。要將這些實驗開足開好。所謂開好即在實驗教學(xué)中，既要重視材料的選擇、試劑儀器的準(zhǔn)備，又要重視學(xué)生實驗過程的科學(xué)和實驗結(jié)果的嚴(yán)謹(jǐn)。例如，在準(zhǔn)備觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原實驗中，在市場上沒有買到紫色洋蔥，我們選用了紫色鴨趾草做實驗材料，通過預(yù)實驗找到了誘發(fā)其細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的適宜濃度，取得了很好的實驗效果。在做觀察細(xì)胞的有絲分裂實驗時，我們幾次預(yù)實驗結(jié)果都不理想，不是細(xì)胞沒有分散開，就是視野中找不到分裂期細(xì)胞，要不就是染色太深，針對這些問題，我們適當(dāng)調(diào)整洋蔥根的培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)時間以及取材時間，適當(dāng)調(diào)整了解離液和染色液的濃度，實驗結(jié)果明顯。當(dāng)然，做好基礎(chǔ)實驗說起來簡單，卻需要實驗教師和任課教師做大量工作，才能保證實驗順利開展。

二、做好實驗評價和實驗拓展，保證每個學(xué)生的個性都得到發(fā)展

在實驗過程中，教師會注意到每次實驗總會有個別學(xué)生心不在焉，裝模作樣，最后抄襲別人的實驗結(jié)果。如何解決這一問題呢？我想關(guān)鍵是讓學(xué)生實驗有章可循，有事可做。所以每次實驗我們都精心設(shè)計實驗檢核表，把檢核項目一一列出，在學(xué)生操作過程中，教師對學(xué)生的操作情況抽樣做出評價，這樣既讓學(xué)生明確了操作要點，又能規(guī)范學(xué)生的實驗過程，檢查學(xué)生的實驗效果，使每個學(xué)生都能專注于實驗過程，培養(yǎng)實驗?zāi)芰?。為了滿足學(xué)生的個性化需求，我們在第八節(jié)課開放生物實驗室，解決學(xué)生課上重新生成但沒時間完成的問題。例如在做完檢測組織中還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)的實驗后，學(xué)生很想知道除實驗材料以外的其他組織中是否也含有這些物質(zhì)，想知道不同奶粉中蛋白質(zhì)含量的高低；在學(xué)習(xí)了做臨時裝片和觀察多種多樣的細(xì)胞后，學(xué)生想進(jìn)一步了解其他生物組織的細(xì)胞形態(tài)和結(jié)構(gòu)。我們的做法無疑大大促進(jìn)了學(xué)生的個性化發(fā)展，為學(xué)生將來進(jìn)一步學(xué)習(xí)生物知識奠定了堅實的基礎(chǔ)。

三、創(chuàng)造實驗條件,培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究能力

生物科學(xué)作為由眾多生物學(xué)事實和理論組成的知識體系，是在人們不斷探究的過程中逐步發(fā)展起來的。探究也是學(xué)生認(rèn)識生命世界、學(xué)習(xí)生物課程的有效方法之一。生物新課程一大突出特點是幾乎每一個章節(jié)都滲透著探究思想，探究的類型也多種多樣。有些可以由教師提供文字材料，學(xué)生針對材料內(nèi)容展開探究，如對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探究就屬于此種類型；有些是通過探究再現(xiàn)科學(xué)家的研究過程，體會科學(xué)家的研究思路和解決問題的巧妙方法，如生長素的發(fā)現(xiàn)；而更多的是在實驗室完成的實驗探究，我們這里闡述的也正是這種探究類型。在生物新教材中，有許多探究性實驗，有些探究內(nèi)容比較簡單，如檢測生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)等。此類實驗教師只需準(zhǔn)備好實驗材料，給學(xué)生講清楚實驗原理和實驗方法，學(xué)生就可以自主探究，當(dāng)然，教師可以給學(xué)生多提供一些材料，學(xué)生也可自備材料，通過實驗最終弄清楚哪些材料更適合實驗，哪些材料各種成分的含量較高。學(xué)生在探究過程中，既培養(yǎng)了能力，又體驗到了滿足感和成功的喜悅。還有一種實驗本身屬于驗證性實驗，但教師可以將證明科學(xué)知識的活動轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄亢头治隹茖W(xué)問題的活動，如觀察洋蔥表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原可以改為“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”，這就變驗證性實驗為部分探究性實驗，增加了實驗難度，培養(yǎng)了學(xué)生能力。還有一種實驗屬于完全探究的類型，這類實驗對學(xué)生的能力要求較高，挑戰(zhàn)性較強，如探究洋蔥表皮細(xì)胞細(xì)胞液的濃度范圍，探究2，4—D促進(jìn)插條生根的最適濃度等。這些實驗占用時間較長，在教學(xué)中不宜過多，每個學(xué)段可以選擇一個內(nèi)容展開探究，具體的探究方案可以留作作業(yè)由學(xué)生在課下完成，實驗室只需為學(xué)生的探究準(zhǔn)備好相關(guān)的實驗材料、試劑以及儀器，實驗過程可以在課上進(jìn)行，也可以讓學(xué)生利用課余時間完成，教師可在一旁做必要的輔導(dǎo)。關(guān)鍵是讓學(xué)生體驗科學(xué)研究的過程，掌握科學(xué)研究的一般方法，即提出問題和作出假設(shè)，制定實驗方案，實施實驗計劃，闡述和交流實驗結(jié)果與得出實驗結(jié)論。在這一過程中，學(xué)生自始至終以科學(xué)家的身份實驗，既培養(yǎng)了動手動腦能力，搜集和處理科學(xué)信息的能力，又培養(yǎng)了分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力，自然也能體會到科學(xué)探究的嚴(yán)謹(jǐn)和艱辛。

四、利用好現(xiàn)有設(shè)備和學(xué)生資源，加強與現(xiàn)實生活的聯(lián)系

我校雖然是一所示范性高中，但實驗室依然存在著設(shè)備老化，儀器短缺等問題。如何在現(xiàn)有的條件下開好實驗，一直是我們幾位生物教師研究的課題。我們的做法一是物盡其用，最大限度地利用好現(xiàn)有資源；二是因陋就簡，充分利用好學(xué)生資源。

所謂物盡其用就是最大限度地利用好實驗室現(xiàn)有資源。比如在學(xué)習(xí)完乳酸發(fā)酵后，我們想讓學(xué)生體驗一把自己制作酸奶，當(dāng)時正值嚴(yán)冬，乳酸菌在室溫下很難自然發(fā)酵，學(xué)校實驗室又沒有恒溫培養(yǎng)箱，我們就用恒溫水浴鍋來代替培養(yǎng)箱，將實驗材料裝入學(xué)生自帶的飲料瓶后密封好，放入事先調(diào)好溫度的水浴鍋中，經(jīng)過一夜的發(fā)酵，就制出了美味可口的酸奶。

再比如探究PH對過氧化氫酶的影響實驗裝置，經(jīng)過改進(jìn)后也可以用于果酒的制作，只不過裝置較小，果酒的制備量很少。

所謂因陋就簡即教師可自制一些簡單教具或發(fā)動學(xué)生帶一些實驗儀器的替代物品完成實驗。例如果酒的制作這一實驗，按照教材要求，實驗室應(yīng)準(zhǔn)備大的廣口瓶和一部分U型管，而這些儀器我們的實驗室都不具備，怎么辦呢？我們的做法是改用家庭自制果酒的簡易裝置，發(fā)動學(xué)生從家中帶來塑料的飲料瓶，洗凈晾干后作為發(fā)酵裝置，課上實驗部分完成后，由學(xué)生將裝有果汁的瓶子帶回家，定期擰松瓶蓋放氣，發(fā)酵結(jié)束后學(xué)生將自己釀制的果酒帶回實驗室，師生共同分析實驗失敗的原因或成功的關(guān)鍵，共同分享成功的喜悅。再比如選修一中有關(guān)微生物的實驗，按照實驗室的現(xiàn)有條件幾乎都不能完成，我們就用家庭熬制的肉皮凍去掉肉皮作為培養(yǎng)基，用細(xì)鐵絲自制接種環(huán)進(jìn)行實驗，這樣做既滿足了學(xué)生實驗的需求，又讓學(xué)生認(rèn)識到家中剩飯剩菜變質(zhì)的原因，體會到生物學(xué)知識與實際生活的緊密聯(lián)系，可謂一舉多得。

總之，生物實驗室在落實生物新課程理念方面有著不可替代的作用，教師只有多動腦筋、多費力氣，才能發(fā)揮生物實驗室的最大作用，將新課程理念落到實處。

2010-06-13

王麗華，本科，中教高級。