高中生物實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化與整合探討

楊惠

【摘要】生物是一門(mén)理論和實(shí)踐相結(jié)合的自然科學(xué)分支，在高中新課程改革和素質(zhì)教育的背景下，高中生物實(shí)驗(yàn)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力具有重要的意義。在以往的高中生物實(shí)驗(yàn)改革中，往往從學(xué)生能力培養(yǎng)和改善外界影響因素方面進(jìn)行探討，卻忽略了生物實(shí)驗(yàn)本身。為此，本文摒棄常規(guī)的研究角度，將教材中的生物實(shí)驗(yàn)本身作為課堂優(yōu)化的切入點(diǎn)，依次分析實(shí)驗(yàn)材料選擇、實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程和實(shí)驗(yàn)試劑方面存在的不合理性，并提出相應(yīng)的優(yōu)化整合措施。

【關(guān)鍵詞】高中;生物實(shí)驗(yàn);優(yōu)化;整合

高中生物實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量受到諸多因素的共同影響，教材本身也是一項(xiàng)重要的影響因素。因此，從這個(gè)角度出發(fā)，為了探討高中生物實(shí)驗(yàn)優(yōu)化與整合的具體措施，本文采用理論研究結(jié)合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的研究方法，進(jìn)一步闡述高中生物實(shí)驗(yàn)優(yōu)化與整合的基本內(nèi)涵和可行措施。

一、研究角度的切入

以往的高中生物實(shí)驗(yàn)改革一般將環(huán)境優(yōu)化，包括實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的改善作為重點(diǎn)改革對(duì)象，從學(xué)校管理和教師方面探討相關(guān)優(yōu)化措施的可行性，卻忽略了實(shí)驗(yàn)本身的重要性。簡(jiǎn)陋的設(shè)備器材和教師不合理的教學(xué)方法雖然在一定程度上會(huì)影響學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，但是，如果教材中的實(shí)驗(yàn)本身就存在不合理性，即使外界影響因素再完善也無(wú)法達(dá)到理論上的實(shí)驗(yàn)效果，這樣一來(lái)不僅會(huì)使學(xué)生對(duì)生物實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，更無(wú)法正確培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力[1]。因此，本文獨(dú)辟蹊徑，從實(shí)驗(yàn)教材本身的合理性出發(fā)，并以具體的實(shí)驗(yàn)案例為研究背景，提出高中生物實(shí)驗(yàn)優(yōu)化與整合的具體措施。

二、高中生物實(shí)驗(yàn)材料選擇方面的優(yōu)化與整合探討

實(shí)驗(yàn)材料作為高中生物實(shí)驗(yàn)的必備內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)材料的正確選擇也成為生物實(shí)驗(yàn)課成功的必備條件[2]。當(dāng)前階段高中生物實(shí)驗(yàn)課所采用的實(shí)驗(yàn)材料都是經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的對(duì)比分析篩選出來(lái)并被寫(xiě)入教材的，但是不能因此肯定教材中實(shí)驗(yàn)材料的唯一性和針對(duì)性，使學(xué)生的思維只固定于教材中某一個(gè)既定的實(shí)驗(yàn)材料，無(wú)法有效的培養(yǎng)學(xué)生的探索能力。

生物實(shí)驗(yàn)材料的選擇應(yīng)當(dāng)符合以下幾點(diǎn)要求：（1）所用的實(shí)驗(yàn)材料應(yīng)當(dāng)在當(dāng)?shù)乇容^常見(jiàn)，易于獲得;（2）選擇的生物材料應(yīng)當(dāng)新鮮，只有材料新鮮才能保證其新陳代謝的旺盛，學(xué)生才能在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察到更加明顯的生物學(xué)特征;（3）所選的生物材料應(yīng)當(dāng)價(jià)格低廉，這也是新課改所提倡的實(shí)驗(yàn)低成本的基本要求;（4）所選的實(shí)驗(yàn)材料應(yīng)當(dāng)符合實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，便于學(xué)生操作。教師應(yīng)當(dāng)善于總結(jié)實(shí)驗(yàn)材料的選取特點(diǎn)，并按照實(shí)驗(yàn)題目、所選材料、取材原因，將可以選用的實(shí)驗(yàn)材料列舉出來(lái)，例如，在“比較過(guò)氧化氫酶在不同條件下的分解”中，教材中所列舉的實(shí)驗(yàn)材料為新鮮的肝臟研磨液，但肝臟研磨液的保鮮條件比較苛刻，獲取難度較大，因此，教師可以告知學(xué)生除了這種既定的實(shí)驗(yàn)材料之外，土豆研磨液也可作為實(shí)驗(yàn)材料，并告訴學(xué)生不同材料的取材特點(diǎn)和取材原因。這種更換既定實(shí)驗(yàn)材料的變式訓(xùn)練不僅有利于弱化學(xué)生的思維定勢(shì)，也能使學(xué)生在掌握多種實(shí)驗(yàn)技能之外，培養(yǎng)其創(chuàng)新意識(shí)和勇于探索的精神。

三、高中生物實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程方面的優(yōu)化與整合探討

高中生物實(shí)驗(yàn)課的主要教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，因此，實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程是整個(gè)生物實(shí)驗(yàn)課堂的重要環(huán)節(jié)，操作方式稍有不當(dāng)就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生巨大偏差[4]。教材中的實(shí)驗(yàn)步驟是根據(jù)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)編寫(xiě)出來(lái)的，其合理性當(dāng)然是值得肯定的，但是并不代表必須要嚴(yán)格按照教材內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，不能出現(xiàn)一點(diǎn)偏差，因?yàn)槊看螌?shí)驗(yàn)進(jìn)行的時(shí)間和環(huán)境都不同，當(dāng)時(shí)情境下的實(shí)驗(yàn)過(guò)程也未必適合將來(lái)所有環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)操作，其理論上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也有可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)。為了驗(yàn)證這個(gè)問(wèn)題，本文選取高中生物實(shí)驗(yàn)課中的一個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)進(jìn)行具體分析和優(yōu)化。

以高中生物實(shí)驗(yàn)課中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)“葉綠體中色素的提取和分離”為研究背景。葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)旨在幫助學(xué)生更好的理解光合作用中色素的種類(lèi)和各自的作用，使學(xué)生真正掌握光合作用的原理。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，將濾液采用劃線的方式涂抹到濾紙上是比較關(guān)鍵的一個(gè)步驟，這個(gè)環(huán)節(jié)一般需要在濾紙條的尖端約1cm處用鉛筆畫(huà)出一條橫線，然后用毛細(xì)管吸取色素提取液并沿著橫線滴出一條濾液細(xì)線，這個(gè)過(guò)程需要重復(fù)數(shù)次，直至濾液細(xì)線達(dá)到要求的顏色深度，但是在學(xué)生的操作過(guò)程中，由于毛細(xì)管過(guò)于纖細(xì)，學(xué)生操作不熟練，經(jīng)常會(huì)發(fā)生毛細(xì)管折斷的現(xiàn)象，即使成功畫(huà)出濾液線，也有可能劃線不均勻，最終出現(xiàn)色素帶分離不清晰的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，也就無(wú)法達(dá)到理論上的實(shí)驗(yàn)效果。為此，本文決定采用紗布裹蓋玻片的方式指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行劃線操作，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程。選用兩片蓋玻片，用兩層紗布將其包裹，并用其直接蘸取制備好的濾液，隨后將濾液滴到濾紙上，并重復(fù)數(shù)次，直至濾紙上出現(xiàn)一條清晰的濾液線。這種操作方式的優(yōu)點(diǎn)是過(guò)程簡(jiǎn)單，適合所有學(xué)生掌握，劃出的濾液線也比較均勻，保證了實(shí)驗(yàn)效果。

四、高中生物實(shí)驗(yàn)試劑方面的優(yōu)化與整合探討

高中生物實(shí)驗(yàn)中對(duì)實(shí)驗(yàn)試劑的選取一般是按照教材的指示進(jìn)行重復(fù)性的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，一旦實(shí)驗(yàn)效果沒(méi)有達(dá)到教材預(yù)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生往往會(huì)認(rèn)為是自己的操作方式不當(dāng)所引起的，而不會(huì)質(zhì)疑實(shí)驗(yàn)試劑本身存在的問(wèn)題，多次實(shí)驗(yàn)失敗之后就會(huì)嚴(yán)重打擊學(xué)生的自信心[5]。為了驗(yàn)證這個(gè)問(wèn)題，本文選取高中生物實(shí)驗(yàn)課中的一個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行具體分析和優(yōu)化。

以高中生物實(shí)驗(yàn)課中的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)“觀察植物細(xì)胞有絲分裂”為研究背景。學(xué)生通過(guò)這一實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)χ参锶旧w的構(gòu)成和細(xì)胞分裂過(guò)程有更加深刻的理解，通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生初步具備制備洋蔥根尖和有絲分裂裝片的能力。實(shí)驗(yàn)教材規(guī)定在進(jìn)行洋蔥根尖細(xì)胞染色時(shí)需要使用0.01g/mL的龍膽紫染液，但是大多數(shù)學(xué)生都反應(yīng)由于染液濃度過(guò)高，洋蔥根尖在染液滲透之后普遍顏色較深，無(wú)法觀察到正常的染色體組成結(jié)構(gòu)。為此，本文決定采用0.002g/mL的龍膽紫染液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)試劑的選取。當(dāng)龍膽紫染液濃度變?yōu)?.002g/mL時(shí)，染液能夠滲透到整個(gè)洋蔥根尖細(xì)胞中，洋蔥根尖的染色效果更多，使學(xué)生更加清楚的觀察到染色體的結(jié)構(gòu)和染色體的分裂過(guò)程。

結(jié)語(yǔ)：

通過(guò)本次研究中對(duì)高中生物實(shí)驗(yàn)材料選擇、實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程、實(shí)驗(yàn)試劑方面的優(yōu)化整合探討，可以看出，生物實(shí)驗(yàn)課的效果除了受到學(xué)生動(dòng)手能力和課堂上的外在因素影響之外，還受到實(shí)驗(yàn)教材本身合理性的影響。實(shí)驗(yàn)教材的內(nèi)容經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐檢驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)積累，其科學(xué)性不容否定，但我們并不能將其作為“金科玉律”嚴(yán)格遵守，應(yīng)當(dāng)有勇氣質(zhì)疑其在合理性方面存在

的一些缺陷。為此，廣大的生物實(shí)驗(yàn)課教師應(yīng)當(dāng)保持一顆創(chuàng)新求索的心態(tài)，敢于懷疑已有教學(xué)規(guī)范中的不合理性，不斷優(yōu)化與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的各個(gè)環(huán)節(jié)，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)真正起到驗(yàn)證理論的基礎(chǔ)作用，使學(xué)生在科學(xué)、合理的生物實(shí)驗(yàn)中得到真正的啟迪，提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。

【參考文獻(xiàn)】

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