在生物教學(xué)中創(chuàng)設(shè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)

胡彬

摘 要：本文介紹了在生物教學(xué)中創(chuàng)設(shè)更多學(xué)生實(shí)驗(yàn)的方法，可以通過(guò)科學(xué)史創(chuàng)設(shè)、在演示實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)設(shè)、從現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)設(shè)和從教材難點(diǎn)中創(chuàng)設(shè)，從而提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)探究能力。

關(guān)鍵詞：科學(xué)史；演示實(shí)驗(yàn)；現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)；教材難點(diǎn)

生物是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，通過(guò)實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，啟迪學(xué)生的思維。因此，在平時(shí)的教學(xué)過(guò)程中，我不放過(guò)任何讓學(xué)生動(dòng)手的機(jī)會(huì)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容適當(dāng)?shù)貏?chuàng)設(shè)一些實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生課上完成，也可以課后探究，可簡(jiǎn)單亦可復(fù)雜。那么如何創(chuàng)設(shè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)?？下面是我?jīng)過(guò)幾年的實(shí)踐教學(xué)得出的點(diǎn)滴體會(huì)。

一、通過(guò)科學(xué)史創(chuàng)設(shè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)

教材中非常重視學(xué)生對(duì)科學(xué)史的學(xué)習(xí)，通過(guò)學(xué)習(xí)能夠讓學(xué)生從中了解到科學(xué)探究的艱辛，能夠領(lǐng)略到科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)嚴(yán)密的科學(xué)作風(fēng)，但學(xué)生只有通過(guò)親身體驗(yàn)，才能真正體會(huì)。當(dāng)然科學(xué)家所設(shè)計(jì)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)是必須要講的，因?yàn)檫€可以使學(xué)生從中掌握一些實(shí)驗(yàn)探究的好方法。而書(shū)本中每一位科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)都可以作為一個(gè)小課題讓學(xué)生再重新去探究。俗話說(shuō)“條條大路通羅馬”，方法不可能只有一種，科學(xué)家是以他們當(dāng)時(shí)所擁有的知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，最后得出結(jié)論，那么學(xué)生也可以用他們所學(xué)的知識(shí)，設(shè)計(jì)出不同的方法來(lái)開(kāi)展探究實(shí)驗(yàn)，真正體驗(yàn)探究過(guò)程，在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中自己獲得知識(shí)，并從中學(xué)習(xí)探索科學(xué)的方法。

例如“光合作用的研究歷史”一課中，我根據(jù)研究歷史中的內(nèi)容設(shè)計(jì)了二項(xiàng)研究課題：探究綠色植物進(jìn)行光合作用需要水和二氧化碳；探究綠色植物在光下能釋放氧氣、制造淀粉。在課前兩周讓學(xué)生分組利用課外的時(shí)間設(shè)計(jì)并開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。在課上教師講解科學(xué)家是如何進(jìn)行研究的，并穿插展示學(xué)生的探究過(guò)程和成果，教學(xué)效果十分理想。

其中有一組讓我記憶深刻，他們?cè)O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)是“綠色植物在光下能釋放氧氣”。學(xué)生最初設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案是在一個(gè)可樂(lè)瓶里裝滿水和水綿，并用瓶蓋擰緊置于光下，結(jié)果沒(méi)有收集到氧氣。于是學(xué)生在教師的啟發(fā)下對(duì)裝置進(jìn)行了多次修改。最后用帶有玻璃管的橡皮塞代替了瓶蓋，塞緊瓶口，玻璃管插至瓶底，這用到了化學(xué)上的排水集氣法。瓶中加入了適量的NaHCO3增加水中CO2的量，目的是促進(jìn)植物釋放更多的氧氣。為了防止產(chǎn)生的氣體通過(guò)裝置的接縫跑出來(lái)，他們還細(xì)心地想到了將蠟燭點(diǎn)燃后熔化的液體蠟滴在瓶口與橡皮塞、玻璃管和橡皮塞的接縫處。在課上該小組的學(xué)生向全體同學(xué)展示了他們的裝置，并讓兩位同學(xué)現(xiàn)場(chǎng)配合打開(kāi)了瓶塞，將帶火星的衛(wèi)生香接近瓶口，衛(wèi)生香復(fù)燃了，成功地證明了綠色植物進(jìn)行光合作用釋放氧氣。

二、在演示實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)設(shè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)

所謂演示實(shí)驗(yàn)，是指教師用演示的方法，結(jié)合課堂教學(xué)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，是一種直觀的教學(xué)手段。在平時(shí)的教學(xué)中，我發(fā)現(xiàn)教師在進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，大部分學(xué)生很關(guān)心實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，像看熱鬧，不太注意觀察實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程和聽(tīng)教師講解實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵，演示實(shí)驗(yàn)的效果不太令人滿意。而且演示實(shí)驗(yàn)中學(xué)生缺少參與的機(jī)會(huì)，獨(dú)立操作能力及創(chuàng)造能力難以得到培養(yǎng)。教育心理學(xué)認(rèn)為：個(gè)體的發(fā)展，離不開(kāi)認(rèn)識(shí)主體的自由活動(dòng)。因此，我想將部分演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生實(shí)驗(yàn)，不僅會(huì)給學(xué)生提供更多的動(dòng)手機(jī)會(huì)，而且由于每個(gè)學(xué)生的知識(shí)水平和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰⒉畈积R，實(shí)驗(yàn)中容易產(chǎn)生各種與結(jié)論不符的意外結(jié)果，使學(xué)生生疑。在好奇心的驅(qū)使下，學(xué)生就會(huì)積極思考，嘗試辯證地觀察、分析、處理和解決問(wèn)題。

在教學(xué)中，我發(fā)現(xiàn)“通過(guò)膜的擴(kuò)散”演示實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)材料與器材易得，但實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程要求比較高，容易出錯(cuò)，產(chǎn)生不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因此我就嘗試將其改為學(xué)生實(shí)驗(yàn)，效果不錯(cuò)。

在教學(xué)中，我將此實(shí)驗(yàn)穿插在細(xì)胞膜這部分內(nèi)容中。讓學(xué)生先將實(shí)驗(yàn)裝置按要求做好，20分鐘后觀察。發(fā)現(xiàn)A組實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)了兩種結(jié)果：大部分學(xué)生的燒杯中只有透析袋內(nèi)呈現(xiàn)藍(lán)色；少部分則透析袋內(nèi)外水溶液都呈現(xiàn)藍(lán)色。不同的結(jié)果，引起了學(xué)生的討論。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生深刻地意識(shí)到本實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵在于實(shí)驗(yàn)用的透析袋兩端必須扎緊以免溶液漏出；在放入燒杯前要用水流沖洗透析袋表面，除去外表面的淀粉溶液或葡萄糖溶液。緊接著，教師可啟發(fā)學(xué)生思考如何提高B組實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)密性，因?yàn)闅埩粼谕肝龃砻娴钠咸烟怯袥](méi)有被沖洗干凈，或袋內(nèi)的葡萄糖溶液是否漏出，不像A組實(shí)驗(yàn)?zāi)菢涌梢杂萌庋壑苯佑^察到，需加班氏試劑后，加熱才能檢驗(yàn)出。從而使學(xué)生明白B組實(shí)驗(yàn)中透析袋放入燒杯后，為什么需取出燒杯內(nèi)的水5ml于試管中待測(cè)。

三、從現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)設(shè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)

書(shū)本上的很多實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證為主，學(xué)生根據(jù)書(shū)本、實(shí)驗(yàn)報(bào)告或教師的講解，照著步驟進(jìn)行操作，這種以實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練為基礎(chǔ)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)可以增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，保證學(xué)生基本掌握該實(shí)驗(yàn)的操作方法和原理。根據(jù)學(xué)生的操作水平，教師還可以放心大膽地讓學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的拓展實(shí)驗(yàn)。那么教材中的哪些學(xué)生實(shí)驗(yàn)可以進(jìn)行相應(yīng)的拓展呢？

1.效果不太理想的實(shí)驗(yàn)

在教學(xué)過(guò)程中有時(shí)現(xiàn)按照教材上所給的材料和方法，某些實(shí)驗(yàn)效果并不是最好，在這樣的實(shí)驗(yàn)中就可以挖掘出一些拓展實(shí)驗(yàn)了。教師可引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)實(shí)驗(yàn)的方法、材料進(jìn)行改進(jìn)。例如“學(xué)做酸奶”實(shí)驗(yàn)，按照課本上描述的方法做出的酸奶總是沒(méi)有市場(chǎng)上賣得好喝，于是布置任務(wù)讓學(xué)生考慮哪些因素會(huì)影響酸奶的口感。學(xué)生設(shè)計(jì)并開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，最后得出結(jié)論：酸奶牛奶配比1：5，每100ml鮮牛奶加10克糖，恒溫發(fā)酵6小時(shí)酸奶口感最好，并與市場(chǎng)銷售的酸奶口味相近。還有教材中“DNA粗提取實(shí)驗(yàn)”，材料選用洋蔥，用粉碎機(jī)機(jī)械粉碎的方法破壞細(xì)胞壁和細(xì)胞膜。按照教材的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最后得到的DNA粗提取物全部斷裂成碎片，根本無(wú)法用玻璃棒纏繞取出。于是讓學(xué)生分析原因，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。最后學(xué)生經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，把使用粉碎機(jī)機(jī)械粉碎改為手工研磨，效果非常好，不光產(chǎn)生的DNA粗提取物量多，且容易用玻璃棒纏繞上來(lái)。

某些實(shí)驗(yàn)對(duì)操作技巧要求頗高，這也是導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)效果不太理想的原因之一，例如“葉綠體中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)，分離色素時(shí)劃濾液細(xì)線是實(shí)驗(yàn)中非常關(guān)鍵的一步。用毛細(xì)吸管在濾紙條上劃細(xì)線越細(xì)、越齊，最后在濾紙條上形成的色素帶效果才越好。但操作的時(shí)候往往很難達(dá)到這個(gè)要求。于是學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探索畫(huà)線細(xì)而直的方法，最后發(fā)現(xiàn)用飯卡、蓋玻片等代替毛細(xì)吸管畫(huà)線效果理想。

2.實(shí)驗(yàn)原理不易理解的實(shí)驗(yàn)

任何一個(gè)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行都是圍繞著它的實(shí)驗(yàn)原理而開(kāi)展的，因此在實(shí)驗(yàn)中有著非常重要的地位，有時(shí)為了鞏固實(shí)驗(yàn)原理加深對(duì)原理的理解，可適當(dāng)?shù)卦黾油卣箤?shí)驗(yàn)。如“探究植物細(xì)胞外液的濃度與質(zhì)壁分離的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，原理學(xué)生不易理解，為了解決這個(gè)問(wèn)題，我要求學(xué)生利用這一實(shí)驗(yàn)原理，完成以下拓展實(shí)驗(yàn)：“比較三種鹽溶液濃度的大小”“推測(cè)洋蔥表皮細(xì)胞細(xì)胞液的濃度”和“如何控制氣孔張開(kāi)和關(guān)閉”，目的是通過(guò)不斷的實(shí)踐，加深對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解。

四、從教材難點(diǎn)中創(chuàng)設(shè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)

教材中一些比較難的知識(shí)點(diǎn)光靠教師講解很抽象，為了將抽象轉(zhuǎn)為形象，我通過(guò)實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生形成概念、理解原理和掌握規(guī)律。例如：條件反射這一概念就屬于難點(diǎn)。為了讓學(xué)生真正理解這個(gè)概念，我事先布置一部分學(xué)生回去養(yǎng)烏龜，訓(xùn)練烏龜一聽(tīng)到鈴聲就爬過(guò)來(lái)找食吃，一部分學(xué)生則進(jìn)行“蚯蚓走迷宮”的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)蚯蚓走錯(cuò)了路用針刺它直到走對(duì)為止。課上展示實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，分析原因，從“烏龜條件反射”實(shí)驗(yàn)的成功與失敗中，讓學(xué)生真正理解什么是條件反射，條件反射的建立需要一段時(shí)間的不斷強(qiáng)化，同時(shí)已建立的條件反射仍需強(qiáng)化，否則就會(huì)導(dǎo)致退化。蚯蚓由于走錯(cuò)路而多次被針扎后，一到迷宮模型中就不肯動(dòng)。針對(duì)這一現(xiàn)象，總結(jié)出害怕也是通過(guò)條件反射而建立的，并利用所學(xué)解決如何消除對(duì)某一事物的害怕行為，繼而引申到如何培養(yǎng)良好的行為習(xí)慣和消除不良行為習(xí)慣。

教師只要做個(gè)有心人，總能創(chuàng)設(shè)出更多適合學(xué)生的實(shí)驗(yàn)，讓他們有更多的機(jī)會(huì)在親身體驗(yàn)中學(xué)習(xí)生物，提高實(shí)踐能力，為生物教育走素質(zhì)教育之路發(fā)揮其獨(dú)特的功能。