高中生物“三動兩測”實驗復(fù)習(xí)模式的應(yīng)用研究

龐四喜

《“三動兩測”實驗復(fù)習(xí)模式的應(yīng)用研究》是江蘇省宿遷市教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2013年度課題《高中生物實驗教學(xué)創(chuàng)新性研究》（課題編號：SQ2013GH195）的一個子課題，該子課題的先期研究已于2012年9月開始，經(jīng)過近兩年的探索，取得了階段性成果?，F(xiàn)總結(jié)介紹如下。

一、問題的提出

2013年高考與生物有關(guān)的試卷共有14套，其中理科綜合卷11套，生物單科卷3套，這些試卷中實驗題所占分值均較高。2013年江蘇省高考說明指出，高考試題的內(nèi)容比例為：生物學(xué)理論約占75%，生物學(xué)實驗約占25%，實驗題分?jǐn)?shù)占總分的1/4，由此可見實驗的重要性。實驗題的解答不僅能反映學(xué)生的觀察問題能力、分析問題能力、信息處理能力、開拓創(chuàng)新能力、語言表達(dá)能力，還能體現(xiàn)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和潛能。實驗題也是區(qū)分度較大的題型，有利于高校選拔人才。

由于高考是紙筆檢測，不會讓學(xué)生動手操作，于是部分教師緊跟高考指揮棒轉(zhuǎn)，用在黑板上講實驗代替了動手做實驗，許多高三教師把90%以上的精力和時間都放在了生物學(xué)理論的復(fù)習(xí)上，用于實驗復(fù)習(xí)的時間太少，弱化了生物實驗，忽略了對學(xué)生興趣和動手能力的培養(yǎng)。通過背實驗，確實能解答一般的實驗題，但也有一些習(xí)題只有做過實驗才可能正確解答。例如，做“葉綠體中色素的提取與分離”實驗時，某同學(xué)選擇新鮮的菠菜后，研磨時不小心加入過量的二氧化硅，將導(dǎo)致濾液顏色發(fā)生什么樣的變化？用洗凈干燥后的白細(xì)河沙代替二氧化硅，實驗效果更明顯，為什么？

解析：研磨時加入二氧化硅的目的是為了使研磨更充分，更有效地破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，但二氧化硅是特別細(xì)的白色粉末狀物質(zhì)，加入過量后，使濾液中含有較多的二氧化硅，導(dǎo)致濾液顏色變淺。實驗證明，濾液中雜質(zhì)越多，實驗現(xiàn)象越不明顯。改用白細(xì)河沙（洗凈干燥后用）代替二氧化硅粉末，這樣研磨更充分，濾液中減少了雜質(zhì)的含量，顏色變得深綠，實驗效果明顯。學(xué)生不做實驗難以了解實驗室中的二氧化硅是細(xì)粉末，不做實驗更難以理解使用白細(xì)河沙的優(yōu)點。

陶行知先生指出：中國教育之通病是教用腦的人不用手，教用手的人不用腦，所以一無所獲。中國教育革命的對策是手腦聯(lián)盟，手與腦的力量都可以大到不可思議。

新課標(biāo)提出：“教師應(yīng)盡可能多地讓學(xué)生參與實驗和其他實踐活動。”生物學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，教師要努力創(chuàng)造機(jī)會讓學(xué)生動手做實驗，讓他們在做中學(xué)。

基于以上原因，教師在帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)時，必須重視實驗，切實強(qiáng)化對實驗的復(fù)習(xí)。因此，我們提出了“三動兩測”實驗復(fù)習(xí)模式，通過兩年多的實驗，學(xué)生動手能力明顯增強(qiáng)，考試中實驗題的得分率也大幅度上升，培養(yǎng)了一批既高分又高能的學(xué)生。

二、“三動兩測”實驗復(fù)習(xí)模式的應(yīng)用

（一）“三動”復(fù)習(xí)模式

“三動兩測”中的“三動”是指動手做實驗、動眼看實驗、動腦想實驗。

1.動手做實驗

要想解答好實驗題，必須注重實驗操作，讓學(xué)生動手做實驗而不是背實驗；讓學(xué)生在操作過程中整體把握實驗過程，仔細(xì)分析實驗中每一步的作用，既要知道該如何做，也要知道為什么要這樣做。只有通過科學(xué)、嚴(yán)格、反復(fù)的訓(xùn)練，才能培養(yǎng)學(xué)生的實驗思維，才能讓學(xué)生習(xí)得相關(guān)操作技能，提高實驗?zāi)芰Α?/p>

（1）做書中規(guī)定的學(xué)生實驗

學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人，要努力創(chuàng)造條件，讓學(xué)生在做中學(xué)，讓他們通過實驗，深刻領(lǐng)悟生物學(xué)知識。

對考綱中明確指出的實驗一定要讓學(xué)生在復(fù)習(xí)時到實驗室再做一遍，通過做，他們會有新的體會和發(fā)現(xiàn)。

近兩年，筆者堅持在高三寒假前半個月和高考前一個星期，利用課外活動時間開放實驗室，組織學(xué)生進(jìn)入實驗室自由做實驗，同時鼓勵他們利用現(xiàn)有器材，做自己設(shè)計的探究實驗或驗證實驗。試劑、器材等自己準(zhǔn)備，我只負(fù)責(zé)答疑解惑，一切權(quán)利交給學(xué)生。

學(xué)生自己做實驗時，會遇到意想不到的問題，有時甚至?xí)霈F(xiàn)一些“反?！爆F(xiàn)象。對意想不到的問題、“反常”現(xiàn)象，一定要帶領(lǐng)學(xué)生追根求源，分析、查找原因，這個過程就是復(fù)習(xí)的過程，通過師生共同研討，提高學(xué)生生物學(xué)素養(yǎng)。

案例：淀粉遇碘為何不變藍(lán)？

有位同學(xué)在做實驗時，發(fā)現(xiàn)把碘液滴加在可溶性淀粉溶液中并沒有出現(xiàn)藍(lán)色，重復(fù)操作，仍然呈現(xiàn)棕色。該同學(xué)像發(fā)現(xiàn)新大陸一樣興奮，并把這一“發(fā)現(xiàn)”告訴身邊的人，實驗室立刻熱鬧起來。我趕快走到該同學(xué)實驗桌前詢問情況。該同學(xué)又當(dāng)著我的面，重新做了一遍，結(jié)果還是棕色。淀粉遇碘為何不變藍(lán)？實驗步驟沒問題，問題出在哪？是不是學(xué)生在配制試劑時出現(xiàn)了問題？我詢問了試劑配制情況，果然如此。該同學(xué)在配制碘液時，直接把少量碘加入水中配成碘液。據(jù)化學(xué)知識可知，碘在水中的溶解度很小，此時獲得的碘液中碘的量微乎其微。實際上我們檢驗淀粉時，通常把碘加入酒精中，配成碘酒，或把碘加入KI溶液中，以增加碘的溶解度。這時我把實驗室里的學(xué)生集中起來，解釋奇異的“反?！爆F(xiàn)象即淀粉遇碘不變藍(lán)的原因。受此啟發(fā)，我把課本實驗中涉及到的一些試劑的配制方法整理出來，印發(fā)給學(xué)生，雖然高考不一定考到，但對于提高學(xué)生的實驗?zāi)芰τ休^大幫助。通過這樣處理，同學(xué)們對該實驗的印象更深刻，同時教師也把嚴(yán)謹(jǐn)求實的工作態(tài)度傳遞給了學(xué)生。

（2）做自己設(shè)計的實驗

許多同學(xué)在實驗室中還創(chuàng)造性地做了一些自己設(shè)計的實驗。如有的在做“葉綠體色素的提取和分離”實驗時，故意保留濾紙條兩角，觀察色素分離情況，有幾位同學(xué)選擇老綠葉、嫩綠葉、嫩黃葉分別做此實驗，對比觀察實驗結(jié)果，加深了對該實驗的理解；還有一位同學(xué)在做“質(zhì)壁分離及其復(fù)原”實驗時，除了按課本上要求用0.3g/ml的蔗糖溶液外，還自己在實驗室中配制了0.3g/ml的葡萄糖溶液和0.3g/ml的硝酸鉀溶液，并分別用它們做了質(zhì)壁分離及其復(fù)原實驗；有的同學(xué)在做果酒實驗時，沒有照抄硬搬課本上的裝置，而是自己設(shè)計出更為巧妙的裝置，他們用錐形瓶代替廣口瓶，錐形瓶用帶有導(dǎo)管的橡皮塞塞緊，而后把導(dǎo)管的另一端放入水中，發(fā)酵過程中產(chǎn)生的二氧化碳就會自動通過導(dǎo)管從水槽中排出，這樣就沒有必要每隔12小時左右將瓶蓋擰松進(jìn)行排氣了。這一小小的改進(jìn)，簡化了操作，充分體現(xiàn)了學(xué)生的創(chuàng)新精神。

2.動眼看實驗

有些實驗考綱中不做要求，但對培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、理解生物學(xué)原理有重要的作用。受應(yīng)試教育的影響，部分學(xué)校一切圍繞升學(xué)率轉(zhuǎn)，實驗器材、試劑嚴(yán)重不足，考綱上要求的實驗還能馬馬虎虎開設(shè)，考綱上不要求的實驗一律不做，相關(guān)的器材試劑根本不購置。這些實驗在復(fù)習(xí)時只能讓學(xué)生通過視頻、動畫目睹實驗的過程以及注意事項。由于實驗室中沒有高壓蒸汽滅菌鍋等材料，選修1中的“微生物的實驗室培養(yǎng)”只能讓學(xué)生觀看形象直觀的視頻材料，通過觀察讓學(xué)生了解掌握倒平板操作、平板劃線操作、系列稀釋操作、涂布平板操作等技術(shù)，如果只靠教師在黑板上講，學(xué)生很難掌握這些內(nèi)容。再如，大多數(shù)學(xué)校實驗室中沒有PCR擴(kuò)增儀、微量移液器、微量離心管等設(shè)備，PCR擴(kuò)增DNA片段這個實驗只能讓學(xué)生觀看視頻材料。另外，蛋白質(zhì)的提取與分離、菊花的組織培養(yǎng)、月季的花藥培養(yǎng)、酵母細(xì)胞的固定化、血紅蛋白的提取和分離、胡蘿卜的組織培養(yǎng)等實驗，也只能組織學(xué)生觀看相關(guān)視頻材料。

受時間和空間等條件的限制，高中生物課本中的許多經(jīng)典實驗也只能帶領(lǐng)學(xué)生動眼看視頻。通過觀看經(jīng)典實驗，感受知識的產(chǎn)生和發(fā)展過程，獲得縝密的思維享受，激發(fā)學(xué)生獨立思考和創(chuàng)新意識，最終掌握科學(xué)方法，全面提高生物科學(xué)素養(yǎng)。高中生物教科書中安排了大量的經(jīng)典實驗，如光合作用的發(fā)現(xiàn)、酶的發(fā)現(xiàn)、生長素的發(fā)現(xiàn)、孟德爾豌豆雜交實驗、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗等，這些實驗?zāi)壑茖W(xué)家的智慧和汗水，蘊(yùn)藏著極為豐富的科學(xué)思想和方法技術(shù)。通過動眼看經(jīng)典實驗，還能讓學(xué)生深刻體會科學(xué)家是怎樣發(fā)現(xiàn)問題、做出假設(shè)、設(shè)計實驗、完成實驗、分析結(jié)果和得出結(jié)論的，從而提高學(xué)生進(jìn)行實驗設(shè)計的能力。

3.動腦想實驗

假如我們把考綱中明確要求學(xué)生做的二十多個實驗看成是顯性實驗的話，教材中以探究生物學(xué)原理為主線的實驗，就是隱性實驗。對教材中的大量隱性實驗，復(fù)習(xí)時要引導(dǎo)學(xué)生開動腦筋，充分發(fā)揮其主觀能動性，對實驗情境、實驗結(jié)果進(jìn)行大膽推測、想象。通過引導(dǎo)學(xué)生想實驗，不僅復(fù)習(xí)了理論知識，還強(qiáng)化提高了學(xué)生的實驗技能。

“想象實驗”是探究科學(xué)知識的重要方法，其目的是通過“實驗”教給學(xué)生如何探究未知。類似于操作實驗，該類實驗也是在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生通過類似科學(xué)家科學(xué)探究活動的方式獲取科學(xué)知識，并在這個過程中學(xué)會科學(xué)研究的方法和技能、科學(xué)的思維方式，形成科學(xué)觀念、樹立科學(xué)精神的學(xué)習(xí)方式。

高中生物教科書中隱性實驗很多，如蠑螈受精卵橫縊實驗、傘藻嫁接實驗、傘藻核移植實驗、分泌蛋白的合成與分泌、熒光標(biāo)記的小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實驗示意圖、摩爾根的果蠅雜交實驗、證明DNA進(jìn)行半保留復(fù)制的實驗、蛋白質(zhì)體外合成的實驗、三倍體無籽西瓜的培育、x線照射引起基因突變、有關(guān)促胰液素發(fā)現(xiàn)中沃太默實驗、斯塔林和貝里斯的實驗……受時間、空間、器材等多種因素制約，這些實驗我們無法帶領(lǐng)學(xué)生動手操作，最好的方法就是引導(dǎo)學(xué)生做“想象實驗”，通過想象體會實驗中所蘊(yùn)含的生物學(xué)原理。

（二）“兩測”復(fù)習(xí)模式

實驗是獲取生物學(xué)知識的重要手段，生物實驗技能要在平時學(xué)生實驗過程中不斷積累和形成，生物實驗題的解題方法也要不斷積累。通過“兩測”，讓學(xué)生在實驗中學(xué)會實驗，在解題中學(xué)會解題?！叭齽觾蓽y”中的兩測是指操作考查和紙筆檢測。

1.操作考查

高考是紙筆檢測，無法考查學(xué)生的動手操作能力，因此，絕大多數(shù)生物教師在高三復(fù)習(xí)時，只注重紙筆檢測，忽視了學(xué)生的實際操作能力。當(dāng)然，通過做大量的試卷，能提高學(xué)生的應(yīng)試能力，而學(xué)生的實驗操作技能卻得不到有效提升。我們可通過讓學(xué)生動手操作，來考查他們動手能力，檢測他們的實驗?zāi)芰?。操作考查的范圍主要是考綱中規(guī)定的實驗。通過操作考查督促學(xué)生復(fù)習(xí)相關(guān)實驗，了解實驗原理、操作步驟等；通過操作技能考查，督促學(xué)生自覺進(jìn)入實驗室動手做實驗，培養(yǎng)他們操作能力；通過實驗操作，測試學(xué)生對實驗的識記、理解和應(yīng)用水平。

2.紙筆檢測

紙筆檢測是教學(xué)過程中最常見的評價方式，也是多數(shù)師生樂于接受的實驗考查方式。紙筆檢測的題型多樣，總體可分為選擇題和非選擇題，如果從考查目標(biāo)出發(fā)，生物實驗題可分為如下幾種：實驗材料選擇技巧題、實驗原理理解運用題、實驗結(jié)果分析處理題、經(jīng)典實驗信息解讀遷移題、實驗設(shè)計題，等等。通過具有代表性的典型試題的檢測和解答，規(guī)范學(xué)生解題行為，讓學(xué)生逐步積累解題方法，提升高考成績。

三、實驗后的思考

經(jīng)過兩年的研究與實驗，《“三動兩測”實驗復(fù)習(xí)模式的應(yīng)用研究》取得了階段性成果，但也還存在一些問題，有些地方還需進(jìn)一步完善。

（一）研究成果

在課題引領(lǐng)下，實驗教師重視實驗教學(xué)，實驗班學(xué)生實驗技能顯著提高，解答實驗題能力明顯增強(qiáng)，實驗題的得分率大大提升，且同學(xué)們學(xué)習(xí)生物的熱情高漲，生物學(xué)素養(yǎng)明顯提高。

（二）存在問題

學(xué)生進(jìn)入實驗室自由做實驗時，絕大多數(shù)同學(xué)依然一邊看課本一邊做實驗，亦步亦趨；學(xué)生很少利用實驗室現(xiàn)有器材，做自己設(shè)計的探究實驗或驗證實驗；操作考查無新意，考查學(xué)生動手操作的只是考綱中要求的實驗，不能充分激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性做實驗的熱情。

以上存在的問題，我們將在后繼實驗過程中著力解決，以便使課題研究發(fā)揮更大的實際效用。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1]教育部.普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）[M]北京：人民教育出版社，2009.

[2]張樹虎.生物教學(xué)中“想象實驗”的應(yīng)用[J].教學(xué)月刊（教學(xué)參考），2012（2）.

（責(zé)任編輯：符 潔）