淺談高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新

楊金鳳　李亞軍

摘 要： 隨著基礎(chǔ)教育課程改革的推進(jìn)，高中生物學(xué)教科書中實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容明顯增加，然而，教師在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)個(gè)別實(shí)驗(yàn)尚有一些不足之處，如實(shí)驗(yàn)材料不易獲取、步驟過(guò)于繁瑣、方法比較局限等，這些問(wèn)題不僅影響生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)度與效果，而且不利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力及科學(xué)探究能力。基于此，本文就如何改進(jìn)與創(chuàng)新高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)提出策略和建議，希望能為廣大生物教師提供一定的幫助與借鑒，提高生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)效性。

關(guān)鍵詞： 高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 改進(jìn) 創(chuàng)新

生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，通過(guò)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生鞏固生物學(xué)知識(shí)、理解生物學(xué)概念、提高實(shí)驗(yàn)操作技能，而且有助于培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的探究能力與創(chuàng)新能力，進(jìn)而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。因此，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中注重實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新，不僅是由生物學(xué)科的實(shí)驗(yàn)性所決定的，而且是生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必然選擇。本文就高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)試劑、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)類型及實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式等方面加以改進(jìn)與創(chuàng)新，使之更適合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展，同時(shí)有利于培養(yǎng)教師和學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

1.因地制宜，合理選擇實(shí)驗(yàn)材料與試劑

1.1實(shí)驗(yàn)材料的改進(jìn)與創(chuàng)新

實(shí)驗(yàn)材料的選取直接影響實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展和實(shí)驗(yàn)效果，教科書中針對(duì)每一實(shí)驗(yàn)都給出了建議性材料，這些材料常見(jiàn)，效果較好，可采用。但有些實(shí)驗(yàn)材料由于受多方面條件的限制，如鮮活材料不易采集或培養(yǎng)過(guò)程復(fù)雜、操作繁瑣、不符合教學(xué)進(jìn)度及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯等，因此不予采用。這時(shí)就需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕虒W(xué)條件和教學(xué)進(jìn)度，篩選出一些取材方便、操作簡(jiǎn)單、觀察效果好的實(shí)驗(yàn)材料。選擇合理而正確的實(shí)驗(yàn)材料需要考慮以下條件：實(shí)驗(yàn)材料的普遍性、可操作性、穩(wěn)定性；繁殖快、周期短；廉價(jià)易得、經(jīng)濟(jì)適用。同時(shí)，應(yīng)注意調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與性，讓學(xué)生自己準(zhǔn)備合適的材料，盡可能地培養(yǎng)學(xué)生開(kāi)展生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣。

如在選擇“綠葉中色素的提取和分離”的實(shí)驗(yàn)材料時(shí)，由于菠菜受季節(jié)的影響，有時(shí)在市場(chǎng)上不容易買到且不易保存，這時(shí)可以用其他常見(jiàn)的顏色較綠的植物葉替代，如：三葉草、馬蹄金、天竺葵、紅薯葉、韭菜葉等，這些材料不僅易獲取而且效果顯著。

1.2實(shí)驗(yàn)試劑的改進(jìn)與創(chuàng)新

高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)涉及較多實(shí)驗(yàn)試劑，尤其是在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中，如利用斐林試劑、雙縮脲試劑、蘇丹紅Ⅲ等試劑檢測(cè)生物組織中的糖類、蛋白質(zhì)和脂肪；利用甲基綠、吡羅紅來(lái)染色DNA和RNA；利用甲紫（或醋酸洋紅）使染色體著色；利用秋水仙素抑制紡錘體的形成，等等。這些試劑存在一定的腐蝕性、刺激性與揮發(fā)性，若不控制好試劑的濃度與用量，人體吸入過(guò)多將出現(xiàn)眩暈，喉嚨干燥、咳嗽等癥狀，甚者引起中毒。因而對(duì)實(shí)驗(yàn)試劑的改進(jìn)與創(chuàng)新必須考慮試劑的濃度、用量和種類，在確保實(shí)驗(yàn)?zāi)茼樌瓿桑〉昧己脤?shí)驗(yàn)效果的同時(shí)，更應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生規(guī)范使用實(shí)驗(yàn)試劑以確保實(shí)驗(yàn)的安全性。

如在探究“植物細(xì)胞的吸水和失水”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，可將教材中建議使用的0.3g/mL的蔗糖溶液替換為0.05g/mL的Nacl溶液，其原因在于Nacl溶液可事先配制好待用，溶液不易被污染，價(jià)格便宜，可通過(guò)直接購(gòu)買食用鹽而獲得，且觀察到質(zhì)壁分離的時(shí)間由蔗糖溶液的12min縮短為3min，結(jié)果更加明顯。

2.優(yōu)化實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)裝置的選擇與配置將直接影響實(shí)驗(yàn)進(jìn)程與實(shí)驗(yàn)結(jié)果。優(yōu)良的實(shí)驗(yàn)裝置使得實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單、方便，實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝽樌M(jìn)行的同時(shí)能觀察到反應(yīng)變化的全過(guò)程，因而選擇好實(shí)驗(yàn)裝置顯得尤為重要。如在“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”時(shí)，對(duì)有氧呼吸的裝置進(jìn)行改進(jìn)，在NaOH溶液的錐形瓶后連接一個(gè)裝有澄清石灰水的錐形瓶以確?？諝庵械腃O■被全部吸收；對(duì)無(wú)氧呼吸的裝置進(jìn)行改進(jìn)，將盛有酵母菌培養(yǎng)液的500mL錐形瓶換為規(guī)格較小的250mL的錐形瓶，盡可能減少瓶?jī)?nèi)空氣中氧氣含量，從而減少有氧呼吸對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，使實(shí)驗(yàn)更具科學(xué)性與嚴(yán)謹(jǐn)性[1]。

在制作滲透裝置時(shí)，要向長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)注入一定量的蔗糖溶液，漏斗的內(nèi)徑一般5mm較窄，如用燒杯直接倒入稍不注意會(huì)溢出，用膠頭滴管滴入又費(fèi)時(shí)；且教材中建議使用一種叫玻璃紙的半透膜，具有一定彈性，注入溶液后很難維持漏斗內(nèi)外液面平衡，清水進(jìn)入漏斗后上升現(xiàn)象也不明顯。針對(duì)以上問(wèn)題，可以用試管夾夾住漏斗管加以固定，用雞蛋膜代替玻璃紙或制作接觸面比長(zhǎng)頸漏斗更大的滲透裝置加以改進(jìn)。

此外，一些教學(xué)條件較差，尤其是偏遠(yuǎn)山區(qū)的中學(xué)，由于部分實(shí)驗(yàn)裝置昂貴就沒(méi)有配置，因此優(yōu)化實(shí)驗(yàn)裝置還需考慮取材簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)、安全靈活，這就需要師生共同參與創(chuàng)造性地開(kāi)發(fā)。如可用廢棄的礦泉水瓶代替燒杯，用雞蛋膜、魚鰾、海帶等取代玻璃紙制作滲透裝置等。

3.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)際操作中實(shí)驗(yàn)?zāi)芊耥樌M(jìn)行在很大程度上取決于實(shí)驗(yàn)方法是否得當(dāng)?？茖W(xué)的方法使得操作簡(jiǎn)單易行，且節(jié)約時(shí)間，因而實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn)仍然要遵循科學(xué)性、可行性、合理性的原則，確保實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝽樌M(jìn)行并達(dá)到預(yù)期效果。

如在“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)中，采用酒精脫色法提取色素：取實(shí)驗(yàn)選擇好的綠葉5g，剪碎，放入小燒杯（100mL）中，加入10～17mL酒精，將小燒杯套進(jìn)裝有100mL水的大燒杯（500mL）中，再在墊有石棉網(wǎng)的三腳架上加熱，直至碎葉顏色發(fā)白停止加熱。需要注意的是酒精水浴加熱過(guò)程會(huì)揮發(fā)，所以不能過(guò)于靠近燒杯。此方法不用加二氧化硅、碳酸鈣進(jìn)行研磨，效果卻同樣明顯。再如，教材建議使用毛細(xì)吸管畫濾液細(xì)線，但在實(shí)際操作中要達(dá)到“細(xì)、直、齊”的要求還是有一定難度的。這時(shí)可用干凈的蓋玻片蘸取適量的濾液直接印在濾紙條上畫有鉛筆線處，操作簡(jiǎn)單，且效果好。

4.轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn)類型

人教版高中生物學(xué)教科書必修模塊共設(shè)置31個(gè)實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)的方式和手段出發(fā)可將這些實(shí)驗(yàn)分為四種類型：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、探究性實(shí)驗(yàn)、模型構(gòu)建實(shí)驗(yàn)及調(diào)查報(bào)告類實(shí)驗(yàn)。其中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)較多為15個(gè)，探究性實(shí)驗(yàn)次之為9個(gè)，為貫徹新課程所倡導(dǎo)的探究性學(xué)習(xí)，可將一部分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄啃詫?shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式變革，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，充分發(fā)揮學(xué)生主體性，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力、分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力等，重在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力[2]。

如將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)“檢測(cè)生物組織中的脂肪”變?yōu)樘骄垦笫[麟片葉內(nèi)表皮細(xì)胞中是否含有脂肪；將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)“唾液淀粉酶對(duì)淀粉的分解作用”變?yōu)樘骄客僖旱矸勖笇?duì)淀粉和蔗糖的水解等[3]。

5.改革生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式

生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課是將生物學(xué)理論應(yīng)用于實(shí)踐、經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)的一種課型，它既是過(guò)程又是方法，有助于培養(yǎng)學(xué)生的各種能力，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。但長(zhǎng)期單一的教學(xué)方法和講授型的教學(xué)模式成為高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要弊病[4]。為了改變單一的教學(xué)方式，一堂實(shí)驗(yàn)課因其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡牟煌梢圆捎枚喾N不同教學(xué)方法。教學(xué)中同樣可以開(kāi)展新課程所提倡的自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)等學(xué)習(xí)方式，以體現(xiàn)學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的教育理念。需要注意的是，選擇教學(xué)方法時(shí)要以課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生的身心發(fā)展特點(diǎn)、教師的自身素質(zhì)及教學(xué)環(huán)境等為依據(jù)。

如在開(kāi)展“設(shè)計(jì)并制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性”實(shí)驗(yàn)時(shí)，以小組為單位，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，制作生態(tài)缸，最后以小組為單位進(jìn)行匯報(bào)。既調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的參與性、積極性，又體現(xiàn)學(xué)生的主體性。

以上就是對(duì)高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)所做的改進(jìn)與創(chuàng)新。雖然高中生物學(xué)課程內(nèi)容多，任務(wù)重，課時(shí)緊張，但生物學(xué)科的實(shí)驗(yàn)性決定了生物實(shí)驗(yàn)課在生物教學(xué)中的重要地位與作用，對(duì)促進(jìn)和發(fā)展學(xué)生各方面能力的重要性，還望各學(xué)校有關(guān)部門和廣大生物教師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)予以重視與支持。改變實(shí)驗(yàn)課可有可無(wú)的觀點(diǎn)；更新、完善實(shí)驗(yàn)設(shè)備；鼓勵(lì)、支持學(xué)生自主探究，在實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，共同對(duì)高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)加以改進(jìn)與創(chuàng)新，提高生物教學(xué)有效性，培養(yǎng)師生的創(chuàng)新精神和探究能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]夏紅梅.酵母菌呼吸方式實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)方法的設(shè)計(jì)[J].東北師范大學(xué)，2013，16（6）.

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[3]教育部.普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）[M].北京：人民教育出版社，2011：3.

[4]趙芝芝.高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法與教學(xué)模式的改革與建設(shè)[D].上海師范大學(xué)，2012.