探索選修一《生物技術(shù)實(shí)踐》的實(shí)驗(yàn)教學(xué)

禹雙根

1 選修一實(shí)驗(yàn)課的重要性

廣東省2010年高考的改革，讓高中生物選修一的教學(xué)被蒙上一層神秘的面紗。因高考考標(biāo)未明確規(guī)定選修一的考分，只規(guī)定了在24分的實(shí)驗(yàn)范圍。無疑給授課教師出了一道難題，如果不開課，會使學(xué)生丟掉寶貴的幾分如果全部開課的話，授課時間有限不能滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要。只開一部分實(shí)驗(yàn)課的話沒辦法把握哪個是重點(diǎn)，這讓教師左右為難。隨著2010年廣東生物高考試題的出爐，選修一的內(nèi)容作為雙選題的出現(xiàn)，難度系數(shù)低分值6分，相對來說分?jǐn)?shù)比重大，出乎很多教師的意料，這不僅給不開課的學(xué)?；虿恢匾曔x修一教學(xué)的學(xué)校帶來了一些損失，更可惜的是給學(xué)生們帶來的遺憾。

選修一之所以不被重視，除了高考分?jǐn)?shù)比例不大之外，目前還面臨一下幾個問題：①全為實(shí)驗(yàn)課，每一個實(shí)驗(yàn)時間長，實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃難以制定；②大多中學(xué)實(shí)驗(yàn)室不具備開展選修實(shí)驗(yàn)的的條件；③學(xué)生人均占有的資源少，不能充分訓(xùn)練；④實(shí)驗(yàn)員工作量大。

很多學(xué)校都是在高_(dá)一時才開選修實(shí)驗(yàn)課，如何在高三的寶貴時間里，開好選修一的實(shí)驗(yàn)課，使學(xué)生在短時間內(nèi)既能學(xué)到知識，又能不浪費(fèi)時間？這對探索該模塊的實(shí)驗(yàn)教學(xué)顯得尤為重要。經(jīng)過連續(xù)兩年的教學(xué)模索，僅用三周的時間上完了全部實(shí)驗(yàn)課程，而且學(xué)生親自參與了幾個實(shí)驗(yàn)，在緊張的學(xué)習(xí)之余還能學(xué)到生活中常見的一些生物技術(shù)，喝喝自釀的葡萄酒，嘗嘗親手做的泡菜，無疑給枯燥的高三生活增添了不少樂趣，也減輕了壓力，學(xué)習(xí)起來更為輕松。

2 充分了解教材。找出重點(diǎn)專題，教學(xué)時有的放矢

選修一這模塊的內(nèi)容為《生物技術(shù)實(shí)踐》，是一門以學(xué)生為主體，通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作實(shí)踐，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的選修課程，是一門生物科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于社會的STS課程。本模塊與其他必修、選修模塊不同，學(xué)習(xí)主要是為了應(yīng)用，在實(shí)踐過程中理解知識，主要針對以后繼續(xù)學(xué)習(xí)理工類專業(yè)或?qū)?shí)驗(yàn)操作感興趣的學(xué)生。

本模塊共分為6個專題12個課題，依次是：傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用，微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用，植物的組織培養(yǎng)技術(shù)，酶的研究與應(yīng)用，DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)以及植物有效成分的提取。各個專題之間相對獨(dú)立，沒有嚴(yán)格的順序關(guān)系。每個課題的開展需要的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、器材，很多是目前一般中學(xué)實(shí)驗(yàn)室無法具備的，再加上耗時的長度，也就根本無法開展，開課無疑是一個挑戰(zhàn)。教師在現(xiàn)有的條件下，充分了解教材的特點(diǎn)，把握重點(diǎn)，大膽舍棄。依據(jù)歷年來各省的高考試題來看，專題一傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用、專題二微生物的培養(yǎng)和應(yīng)用、蛋白質(zhì)的提取分離和DNA粗提取是重點(diǎn)。專題三植物組織培養(yǎng)技術(shù)有必修模塊為基礎(chǔ)，問題不大，其他的專題就只能點(diǎn)到為止了。因此爭取每個專題挑選一兩個課題進(jìn)行實(shí)踐操作，其余的看視頻。具體教學(xué)根據(jù)不同的專題采用不同的方法，一般按照下面幾種教學(xué)過程進(jìn)行。

課前預(yù)習(xí)→動手實(shí)驗(yàn)→分析評價；

精讀精講→觀看錄像→分析評價；

精讀精講→觀看錄像→課后實(shí)驗(yàn)→分析評價；

課前預(yù)習(xí)→演示實(shí)驗(yàn)→分析評價。

根據(jù)課題的具體情況，有的可以在實(shí)驗(yàn)室完成，有的可以在教室里完成，有的還可以作為家庭作業(yè)在在家里完成，有的可以改為教室演示實(shí)驗(yàn)完成。

3 改變教學(xué)理念。調(diào)整得失心態(tài)

近幾年來，盡管素質(zhì)教育提倡的如火如荼，但在中小城市，分?jǐn)?shù)和升學(xué)率還是決定一所學(xué)校和教師的生命線。盡管開展選修課困難重重，但教師還是被迫迎難而上。很多教師誤認(rèn)為，選修一的內(nèi)容完全是脫離必修模塊，花費(fèi)大量的時間去學(xué)習(xí)不合算，還不如干脆節(jié)省時間復(fù)習(xí)其他重要模塊。

其實(shí)充分了解教材后就知道，選修一的教材并非實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊寫的那樣簡單，例如微生物的培養(yǎng)、純化、分離和應(yīng)用雖然是新的內(nèi)容，但植物組織培養(yǎng)中的花藥離體培養(yǎng)，涉及被子植物花粉的發(fā)育和單倍體育種的專門知識；酵母細(xì)胞的固定化，DNA的粗提取和PCR技術(shù)，血紅蛋白的提取和分離等包含著現(xiàn)代生物科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)知識；植物有效成分的提取中有許多物理和化學(xué)知識的應(yīng)用；即使是與生活密切相關(guān)的傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)和酶制劑的應(yīng)用，也需要復(fù)習(xí)有關(guān)的基礎(chǔ)知識。因此本模塊仍具有獲取知識的教學(xué)價值，不僅是對前面基礎(chǔ)知識的鞏固，而且還能讓學(xué)生學(xué)到與生活實(shí)際密切聯(lián)系的生物技術(shù)。因此，教師不能只片面地追求分?jǐn)?shù)，教給學(xué)生死板的科學(xué)知識，應(yīng)利用身邊的生物技術(shù)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改變原有的教學(xué)理念，更多從學(xué)生自身的角度考慮，使學(xué)生獲得生物知識的同時，也能掌握一些來自實(shí)際生活的基本、簡單的生物技能，例如果酒的制作、泡菜的制作、腐乳的制作。

4 精心準(zhǔn)備。巧妙設(shè)計(jì)，巧用器材。探索新的實(shí)驗(yàn)方法

選修一最難開課的重要原因是器材的準(zhǔn)備難度大，耗時長。如果按課本要求，很多學(xué)校都不具備開實(shí)驗(yàn)課的條件，如不具備干熱箱、高壓滅菌鍋等這些專門的器材，即使有，消毒、滅菌、培養(yǎng)都需要很長的時間，這就需要教師多動腦筋，能否根據(jù)實(shí)際情況，巧用器材，省去一些實(shí)驗(yàn)程序，不僅可以節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本，更能大大地節(jié)省實(shí)驗(yàn)時間。現(xiàn)以果酒果醋的制作泡菜的制作為例，介紹實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

4.1 果酒果醋的制作

實(shí)驗(yàn)思路：（1）果酒果醋的制作其實(shí)操作非常簡單，但器材的貯備較難，需要榨汁機(jī)、發(fā)酵瓶、滅菌鍋，其實(shí)用消毒的手可以代替榨汁機(jī)，未開封的礦泉水瓶可以代替發(fā)酵瓶（因礦泉水瓶本身已經(jīng)滅菌，發(fā)酵時擰松瓶蓋就可放氣），這樣可節(jié)省大量時間。

（2）為使實(shí)驗(yàn)效果更明顯，可以事先準(zhǔn)備好已活化的酵母菌。

（3）理論知識可以提前發(fā)預(yù)習(xí)提綱讓學(xué)生自學(xué)。這樣三個課時的內(nèi)容一節(jié)課可以完成。

實(shí)驗(yàn)器材：每組未沖洗的紅葡萄10顆、燒杯1個、未開封的礦泉水1瓶（學(xué)生自帶），75%的酒精棉，活化的酵母菌少量。

實(shí)驗(yàn)過程：

（1）教師先示范實(shí)驗(yàn)過程，要規(guī)范實(shí)驗(yàn)的程序，強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng)（5min）。

（2）學(xué)生實(shí)驗(yàn)：①挑選葡萄；②沖洗（用自帶的純凈水沖洗就可）；③去梗榨汁（用75%的酒精消毒雙手和燒杯，直接用手?jǐn)D壓葡萄，盡量揉爛一點(diǎn)）；④裝瓶（將揉爛的皮、汁、子一起裝進(jìn)準(zhǔn)備好的留有1/3純凈水的瓶內(nèi)，留出1/3的空間不要裝滿，便于以后放氣），并在瓶內(nèi)滴人幾滴活化好了的酵母菌（使后面的實(shí)驗(yàn)效果更明顯）；⑤蓋好瓶蓋并擰緊，課后帶回課室（學(xué)生完成整個實(shí)驗(yàn)過程只需要10min）。

（3）播放果酒果醋的制作視頻，進(jìn)一步熟悉操作程序，找出自己實(shí)驗(yàn)過程中的不足（網(wǎng)上有各個實(shí)驗(yàn)的視頻可供下載，時間比較短，6-7min左右）。

（4）講解預(yù)習(xí)提綱中的一些的理論知識（15～20min左右）。

①果酒的制作需要什么微生物？

②酵母菌的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、分布、種類及菌落如何？

③酵母菌的代謝類型及其呼吸過程的反應(yīng)式如何？

④酵母菌的適宜溫度是多少？

⑤為什么在一般情況下葡萄酒呈紅色？

⑥什么叫發(fā)酵，發(fā)酵等同于無氧呼吸嗎？酵母菌有何實(shí)際應(yīng)用？

（5）布置課后任務(wù)（2min左右）學(xué)生回教室后將自制的發(fā)酵瓶保管好，最好不要放在陽臺上暴曬，每天要觀察現(xiàn)象并記錄，如果一旦瓶子脹氣了，要及時輕輕擰送瓶蓋放棄并注意聞聞氣味，是否有酒香，有時一天需要放氣2-3次。自覺商量那幾組等有酒香味后，將瓶蓋擰開，蓋上無菌紗布，進(jìn)行果醋的制作。在高三緊張的生活之余，能每天有點(diǎn)寄托，放松情緒，調(diào)節(jié)心情，不僅學(xué)到了理論知識，而且付諸了實(shí)踐，也領(lǐng)略到了古代人們的智慧。

4.2 泡菜的制作

學(xué)生們都吃過泡菜的，平時很多學(xué)生在家里也見過父母做的泡菜，只是未留意而已，因而泡菜的制作對學(xué)生更有吸引力。

實(shí)驗(yàn)思路：泡菜的制作環(huán)節(jié)比葡萄酒的制作更為簡單。

①泡菜壇子可以讓學(xué)生吃過的罐頭瓶代替（學(xué)生每組自帶一個）。

②鹽水制作：為節(jié)省時間，鹽開水可以由實(shí)驗(yàn)老師事先做好備好，按清水與鹽的質(zhì)量比4：1比例配置，封瓶時可以先用保鮮膜蓋一層，再擰蓋子。

實(shí)驗(yàn)材料：（干鮮均可）花椒、尖紅辣椒、白酒、洗凈并切好的蘿卜、白菜必不可少，那是“養(yǎng)”水的，不然就缺乏香味。

實(shí)驗(yàn)過程：

罐頭瓶消毒→裝鹽水→放入原料（蘿卜、白菜）→根據(jù)喜愛加入調(diào)味料（少許糖，蒜、姜和尖紅辣椒等）裝至8成→密封→帶回教室發(fā)酵并觀察→10d后。取樣品到實(shí)驗(yàn)室測定亞硝酸鹽的含量（由教師幫助完成）→含量達(dá)標(biāo)實(shí)驗(yàn)成功，并可以食用自己親手做的泡菜。

本實(shí)驗(yàn)主要要求學(xué)生掌握泡菜的制作流程和測定亞硝酸鹽的原理，而亞硝酸的含量檢測的具體操作過程講解就行，實(shí)驗(yàn)過程就可以大膽舍棄。這樣理論知識加實(shí)驗(yàn)過程也可以一節(jié)課完成。

4.3 腐乳的制作

本實(shí)驗(yàn)因毛霉的生長時間較長，不宜在實(shí)驗(yàn)室開展，因此可以在課堂講解實(shí)驗(yàn)原理，觀看錄像之后，作為家庭作業(yè)布置給學(xué)生，并通過家長的幫助在家里完成。

其他幾個專題的開展可以根據(jù)不同的內(nèi)容分別采取以上幾種不同的方法，來完成教學(xué)。因?yàn)樯闲抡n時內(nèi)容比較扎實(shí)，所以以后不再對這部分內(nèi)容采取復(fù)習(xí)，只有在練習(xí)中碰到相應(yīng)內(nèi)容再去復(fù)習(xí)。這樣為整個專題的學(xué)習(xí)節(jié)省了時間。

由此看來，教師不斷地探索新的教學(xué)方法、教學(xué)思路，大膽改革，不僅可以完成課標(biāo)的教學(xué)任務(wù)，同時可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，動手熱情，培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力。學(xué)生們不僅嘗到了探究的樂趣，成就感倍增，而且真正做到了理論與實(shí)踐相結(jié)合，還改變了選修一這一模塊的命運(yùn)。