談實驗教學(xué)改革和實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)

鐘建明

【摘 要】實驗?zāi)康?、實驗對象、實驗資料、實驗條件、實驗原理、實驗方法、實驗者是任何一個實驗都客觀具有的七個要素。實驗者認識、理解、準備了實驗七要素之后，具有了實驗?zāi)芰?，實驗的難點就會得到突破。

【關(guān)鍵詞】實驗教學(xué)改革 實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2014.08.096

中學(xué)生物實驗是教學(xué)的重點、難點，也是高考的重要考點，因此我們必須重視生物實驗教學(xué)。但是因為實驗教學(xué)有一定的難度，導(dǎo)致很多老師在教學(xué)中照本宣科，學(xué)生依樣畫瓢的做實驗。如此教和學(xué)使學(xué)生的實驗?zāi)芰茈y提高。筆者在實驗教學(xué)中經(jīng)過探索，總結(jié)出了生物實驗的七要素。針對每個生物實驗我都要求學(xué)生理解實驗的七要素，這樣加強了學(xué)生對實驗的認識和掌握，突破了實驗教學(xué)的難點，提高了實驗的教學(xué)效果，使學(xué)生的實驗?zāi)芰Φ玫搅碎L足的發(fā)展。

下面我主要談兩個方面的問題。一方面，闡述怎樣讓學(xué)生認識和掌握生物實驗七要素；另一方面，闡述“認識生物實驗七要素”在突破生物實驗教學(xué)難點，培養(yǎng)實驗?zāi)芰Ψ矫娴淖饔谩?/p>

一、認識和掌握生物實驗七要素

1.啟發(fā)學(xué)生認識生物實驗七要素。

（1）生物實驗故事引入。

從前，一位化學(xué)家到一個農(nóng)場喂豬。來到農(nóng)場后，化學(xué)家面臨了一個緊迫的，急需解決的問題——當豬已經(jīng)饑餓難耐的時候，他不知道豬要吃什么食物。為了解決這個緊急的問題，化學(xué)家做了一個實驗。他把一頭豬從豬圈里放了出來，然后拿著一個本子和一支筆，跟著豬走。看見豬吃什么，就記錄什么，或者是采集標本。這樣化學(xué)家很快弄清了豬吃什么。

（2）提問、認識生物實驗七要素。

問1：該實驗的實驗者是誰？答：化學(xué)家。

問2：該實驗的實驗?zāi)康氖鞘裁?？答：弄清豬吃什么食物。

問3：該實驗的實驗對象是什么？答：饑餓難耐的豬。

問4：該實驗的實驗原理是什么呢？答：豬處于饑餓狀態(tài)，看見自己可以吃的食物，就會吃。

問5：該實驗的方法是什么呢？答：跟蹤觀察法；采集標本法。

問6：該實驗所用的實驗資料是什么？答：本子、筆。學(xué)生補充應(yīng)該還有裝標本器具，一根繩子（用來拴豬）。

問7：該實驗需要哪些時空條件？答：白天，晴，野外。

上面我們回答了7個問題，這7個問題體現(xiàn)了生物實驗的7個要素，是任何實驗都具有的。啟發(fā)學(xué)生說出一些知道的實驗，教師與學(xué)生一同來闡述每個實驗都具有的“實驗者、實驗?zāi)康?、實驗對象、實驗原理、實驗方法或技術(shù)、實驗資料、實驗條件”等7個要素。

（注：不要以為學(xué)生很難回答這些問題，實際上學(xué)生基本上能夠準確的回答上面7個問題）

2.認識生物實驗七要素之間的關(guān)系：

圖1（注：長方形框代表實驗條件）

實驗七要素之間的關(guān)系可描述為：實驗者為了達到實驗?zāi)康模鶕?jù)實驗原理和方法，選擇或控制實驗條件，操作實驗資料作用于實驗對象。

3.理解實驗七要素。

⑴實驗?zāi)康模菏菍嶒灨饕氐暮诵?，實驗的其他各要素都是針對實驗?zāi)康亩鴺?gòu)建的。⑵實驗者：是做實驗的人。⑶實驗對象：與勞動對象一樣，應(yīng)該是明確的。⑷實驗原理：與實驗對象，實驗資料，實驗條件，實驗者的知識原理有關(guān)。⑸實驗方法或技術(shù)：包括五個基本的方法——怎樣選擇或處理實驗對象；怎樣選擇或使用實驗資料；怎樣操作實驗資料作用于實驗對象；怎樣控制實驗條件；怎樣觀察記錄。⑹實驗資料：包括實驗工具、儀器、試劑、其他材料。⑺實驗條件：任何實驗都是在一定的時空條件下進行的，并且需要在各自適宜的實驗條件下進行。

當實驗者實驗要素構(gòu)建不全，不能進行實驗。這是肯定的，就像“巧婦難為無米之炊”嘛?？梢?，生物實驗七要素，在實驗中的重要性，它是實驗?zāi)芰Φ囊?，也是突破生物實驗難點的關(guān)鍵所在。

二、“認識生物實驗七要素”在突破生物實驗教學(xué)難點，培養(yǎng)實驗?zāi)芰Ψ矫娴淖饔?/p>

1.“認識生物實驗七要素”在理解課本上的經(jīng)典實驗和學(xué)生實驗方面的作用

例1，高二生物必修教材中，艾弗里證明DNA是轉(zhuǎn)化因子，從而證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗（肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗）。這個實驗是很難的。我的做法如下。

教師板書：圖1生物實驗七要素圖解，啟發(fā)學(xué)生認識該實驗七要素。

學(xué)生回答：

實驗者：艾弗里。

實驗?zāi)康模候炞C艾弗里對實驗的多種假設(shè)。

實驗對象：R型細菌。

實驗原理：啟發(fā)學(xué)生進行科學(xué)的猜想。S型細菌的DNA能夠轉(zhuǎn)導(dǎo)入R型細菌DNA，從而使R型細菌產(chǎn)生可遺傳的變異，轉(zhuǎn)變?yōu)镾型細菌。

實驗方法：單因子變量對照方法。

實驗資料：儀器——培養(yǎng)皿；試劑——從S型細菌中提取出來的DNA、蛋白質(zhì)和多糖，以及用DNA酶處理過的SDNA；其他材料——培養(yǎng)基。

實驗條件：控制實驗組和對照組中影響R型細菌生長的溫度、pH、氧氣等條件適宜且相同。

經(jīng)過以上的認識，學(xué)生對艾弗里實驗就理解了，實驗步驟也能夠懂了。

2.“認識生物實驗七要素”在實驗題審題做題方面的作用。

例2，請設(shè)計實驗證明種子的萌發(fā)需要充足的水分。

審題：該實驗的七要素為：

實驗?zāi)康模候炞C種子的萌發(fā)需要充足的水分。

實驗對象：如玉米種子。

實驗原理：種子萌發(fā)的自身條件是：胚是活的，并且是完整的。種子萌發(fā)的外界條件是：需要一定的水分，充足的空氣，適宜的溫度。

實驗方法：單因子變量對照。

實驗資料：儀器——燒杯兩個；試劑——清水；其他材料——相同的吸水紙兩張。

實驗條件：實驗組和對照組除了水分不同外，控制溫度和氧氣等實驗條件相同且適宜。

這樣認識了該實驗七要素后，實驗步驟的設(shè)計就是水到渠成之事了。實驗步驟設(shè)計如下。

步驟一，取胚是活的并且是完整、不休眠的，大小相同的玉米種子20粒，隨機均分成兩組。

步驟二，取兩個相同燒杯，分別標上甲、乙。在甲乙燒杯底部分別鋪上相同的吸水紙。在甲燒杯中加入一定量的水，乙燒杯中不加水。

步驟三，將步驟一中的兩組種子分別放入甲乙兩燒杯的吸水紙上。

步驟四，把甲乙兩燒杯放在溫度適宜，空氣充足的相同室內(nèi)。過一段時間觀察甲乙兩燒杯中種子萌發(fā)情況。

總之，生物實驗七要素是任何生物實驗都客觀具有的七要素。實驗者通過實驗七要素的認識、理解和準備后，突破了實驗的難點，具有了實驗的能力，使實驗變得實實在在、可思考、可觸摸，從而能夠很好的設(shè)計實驗和做實驗了。本文著重從生物學(xué)科方面闡述了實驗教學(xué)改革和實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)的內(nèi)容，其實其他任何學(xué)科實驗也是適用的。