體會新課程背景下高中生物實(shí)驗(yàn)的科研味道

劉庚秀

【摘 要】生物學(xué)是一門研究生命現(xiàn)象和生物活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，作為自然科學(xué)，也是由許多現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中經(jīng)常會遇到生物學(xué)現(xiàn)象和事實(shí)所構(gòu)成的理論體系，同時(shí)也是在人們的不斷實(shí)驗(yàn)和探究過程中漸漸成熟起來的學(xué)科。在新課程背景下，隨著高中生物課程所占比重的加大，對學(xué)生生物實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ囊笠苍絹碓礁撸绕涫翘骄繉?shí)驗(yàn)，所占的比重越來越大，有點(diǎn)科研化的味道。本文將作者在課余時(shí)間學(xué)習(xí)到得生物學(xué)發(fā)展前沿的一些知識，所閱覽的一些優(yōu)秀論文中的前言，實(shí)驗(yàn)步驟，結(jié)果及分析等項(xiàng)目逐一與高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個(gè)項(xiàng)目相比對，力求找出它們間的相通之處，從而說明高中生物實(shí)驗(yàn)的科研化味道。

【關(guān)鍵詞】高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)；新課程；科技論文；科研化

生物探究實(shí)驗(yàn)課是目前中學(xué)生認(rèn)識和研究生物科學(xué)的必不可少的一種手段，也是生物學(xué)教學(xué)中的一個(gè)不可或缺的環(huán)節(jié)。新課程背景下的生物實(shí)驗(yàn)已經(jīng)不再僅僅是生物教師指導(dǎo)學(xué)生利用事先安排好的一些材料和儀器設(shè)備等，遵循書本上給出的步驟去完成實(shí)驗(yàn)的操作，更強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生自己從生活的一些現(xiàn)象中去多問幾個(gè)為什么，從而提出問題，進(jìn)而做出相關(guān)可能的假設(shè)，并且自己設(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)步驟來驗(yàn)證自己的假設(shè)，最終能夠?qū)ψ约旱膶?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，得出恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)論。與此同時(shí)，能夠與其他同學(xué)或其他組的所設(shè)計(jì)的不同實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行交流和探討，通過交流，能夠看到自己或者他人所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟的不足之處或閃光點(diǎn)。所以現(xiàn)在對高中生實(shí)驗(yàn)的要求可以說準(zhǔn)接近于科研的水平，或者說接近于科研的思考方式和思維模式。

以人教版生物必修1中的探究實(shí)驗(yàn)《探究植物細(xì)胞的吸水和失水》為例，在早期的生物教材中，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的名稱不是這么叫的，而是叫《觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離》。從這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)名稱的差異中就可以看出新舊課程對實(shí)驗(yàn)要求的差異。很顯然新課程對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ囊笥辛撕艽蟮奶岣撸瑫r(shí)也更貼近生活的真實(shí)，還原科學(xué)研究的生活化，讓學(xué)生形成“生活處處是科學(xué)，科學(xué)蘊(yùn)藏于生活之中”的觀念。新課程通過這種探究性的實(shí)驗(yàn)讓他們會更加的關(guān)注生活，熱愛生活，多向生活中的現(xiàn)象問為什么，從而不僅在達(dá)到了課標(biāo)中所要求的能力目標(biāo)，同時(shí)也體現(xiàn)了情感教育，并且通過內(nèi)化的形式把知識目標(biāo)融入到學(xué)生的記憶中去。所以探究實(shí)驗(yàn)可以說是對三維目標(biāo)的很好詮釋。

既然探究實(shí)驗(yàn)有如此之多的好處，那么如何將高中新課程當(dāng)中的探究實(shí)驗(yàn)的精神認(rèn)真的貫徹落實(shí)執(zhí)行，這是當(dāng)前擺在每一位高中生物教師面前的一個(gè)難題。每一位教師都有責(zé)任和義務(wù)把這個(gè)難題解決好。盡管作為一名有一定教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的教師，但在新課程背景下的教學(xué)，也正處在不斷深入學(xué)習(xí)和認(rèn)識的過程中，以下是我結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)歷來談?wù)勎覍@個(gè)問題的看法。

人教版新課程高中生物的書有6本，分別為必修1：分子與細(xì)胞，必修2：遺傳與進(jìn)化，必修3：穩(wěn)態(tài)與環(huán)境，選修1：生物技術(shù)實(shí)踐，選修2：生物科學(xué)與社會，選修3：現(xiàn)代生物科技專題。比起舊人教版生物教材來說，不論從內(nèi)容的量上還是難度上來說都有一個(gè)很大的提高。可見中學(xué)對生物是越來越重視，這從每周的課時(shí)數(shù)中也可以得到體現(xiàn)。而且現(xiàn)在很多中學(xué)生物的內(nèi)容跟最新科研成果銜接的非常的緊密，現(xiàn)在高校生物學(xué)的很多內(nèi)容，在中學(xué)中也出現(xiàn)了。所以這樣的結(jié)果也必然會導(dǎo)致中學(xué)的實(shí)驗(yàn)會有科研化的味道。怎樣將科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法和技巧落實(shí)到中學(xué)生物教學(xué)中，為學(xué)生將來進(jìn)入高校的學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)就顯得尤為重要。

接下來我以一篇本科畢業(yè)論文為例，分別從前言，實(shí)驗(yàn)步驟，實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)分析與討論等方面與中學(xué)探究實(shí)驗(yàn)之間的比較和聯(lián)系，初步培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的意識、方法及能力。

該畢業(yè)論文的題目是《月見草愈傷組織的誘導(dǎo)及其再生》這是一個(gè)關(guān)于植物組織培養(yǎng)方面的實(shí)驗(yàn)，涉及到高度分化的植物細(xì)胞的全能性問題，相關(guān)的高中知識在必修1第六章細(xì)胞的生命歷程。在《細(xì)胞分化》一節(jié)中有介紹把高度分化的胡蘿卜的韌皮部組織培養(yǎng)成一棵完整的胡蘿卜的過程。

海邊月見草是柳葉菜科月見草屬多年生野生植物，分布在我國東南沿海的沙灘地。海邊月見草是集藥用、油用和生態(tài)保護(hù)功能于一身的草本植物，其根、葉、花、種子油均可入藥。海邊月見草植物體黃酮類物質(zhì)含量比較高，而黃酮類物質(zhì)大多數(shù)具有顯著藥理活性和生理作用，如抗氧化作用和清除自由基等。海邊月見草種子中富含亞油酸，值得一提的是，在海邊月見草油中含有γ-亞麻酸，研究表明γ-亞麻酸具有降壓、降脂和降低膽固醇的作用，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥和保健品等領(lǐng)域。在濱海沙灘地上生長的海邊月見草，不僅耐瘠薄和耐鹽堿，而且對干旱和風(fēng)力方面具有很強(qiáng)的抗性，在沿海地區(qū)可以成為防風(fēng)和農(nóng)田保護(hù)的林帶。由于海邊月見草的自然資源非常有限，隨著人們生活水平的不斷提高，對海邊月見草加工的產(chǎn)品需求量越來越大，為了滿足人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)需求，利用生物技術(shù)手段對其進(jìn)行研究，建立海邊月見草再生體系具有重要意義。通過植物組織培養(yǎng)的方法獲得海邊月見草再生植株，目前國內(nèi)外還未見文獻(xiàn)報(bào)道。本文利用海邊月見草葉作為外植體，誘導(dǎo)出海邊月見草愈傷組織，選擇胚性愈傷組織進(jìn)行分化培養(yǎng)，獲得海邊月見草再生植株，并對愈傷組織總黃酮含量進(jìn)行了測定。這將為進(jìn)一步開展海邊月見草生物工程方面的研究奠定基礎(chǔ)。

實(shí)驗(yàn)論文的前言是作者對當(dāng)今國內(nèi)外關(guān)于本方面研究現(xiàn)狀的分析，以及對本實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新之處，意義以及作用的闡述。在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，雖然不要求他們寫論文，但他們在做實(shí)驗(yàn)之前也必須明白這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的和意義所在，并要在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中得到體現(xiàn)。同時(shí)，也只有清楚地明白了實(shí)驗(yàn)的目的和意義才能更合理地設(shè)計(jì)接下來的實(shí)驗(yàn)步驟或方案。

該論文的實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)結(jié)果是如下：（摘要）

步驟一：海邊月見草無菌苗的獲得。

步驟二：海邊月草愈傷組織的獲得。

步驟三：海邊月見草再生植株的獲得。

步驟四：海邊月見草愈傷組織總黃酮的測定（包含測定的原理和方法）。

以上這些是一個(gè)本科生完成的實(shí)驗(yàn)步驟。運(yùn)用到中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，就是要求學(xué)生自己根據(jù)自己提出的問題，來設(shè)計(jì)相關(guān)的解決問題的實(shí)驗(yàn)步驟，要求在實(shí)驗(yàn)步驟的書寫過程當(dāng)中簡潔明了，表述清晰，不產(chǎn)生歧義，要做到讓其他同學(xué)看了你的實(shí)驗(yàn)步驟后，能夠按照你的步驟，重復(fù)你的實(shí)驗(yàn)，得出和你一樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

盡管該本科生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不是很成功，但是對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋大致嚴(yán)謹(jǐn)恰當(dāng)，分別從愈傷組織中外植體的選擇、愈傷組織分化為再生植株的頻率、愈傷組織總黃酮量和對培養(yǎng)基的組成等原因進(jìn)行分析討論。

對于培養(yǎng)學(xué)生的鉆研和探究意識，這方面在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中就是要求學(xué)生能夠?qū)ψ约旱慕Y(jié)果作出正確的分析。新課程的課堂上我一直堅(jiān)持的一個(gè)觀點(diǎn)就是：結(jié)果并不是最重要的，重在對過程和結(jié)果的分析上。因?yàn)橐粋€(gè)實(shí)驗(yàn)，可能前幾次剛剛做你失敗了，但是你如果能夠找出并分析你失敗的原因，也就是認(rèn)真思考到底是在哪個(gè)環(huán)節(jié)上出問題了，是實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)的不夠科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，還是實(shí)驗(yàn)材料的選擇不夠恰當(dāng)，或者是實(shí)驗(yàn)操作過程中的失誤，還是其他因素等等，只要能找出失敗的原因所在，從某種意義上說你的實(shí)驗(yàn)也是成功的。

通過體會新課程高中生物實(shí)驗(yàn)的科研味道，讓學(xué)生在生物實(shí)驗(yàn)中不僅掌握生物學(xué)知識，同時(shí)領(lǐng)悟科學(xué)的思想觀念，領(lǐng)悟科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程和方法，使每一個(gè)學(xué)生通過做實(shí)驗(yàn)都能看到自己在發(fā)展中的長處，增強(qiáng)繼續(xù)學(xué)習(xí)的信心，激發(fā)學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性；既培養(yǎng)學(xué)生小組合作精神，又培養(yǎng)學(xué)生分析問題、歸納問題、總結(jié)問題的能力。從根本上促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知、能力、個(gè)性的發(fā)展，乃至完美人格的形成，為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。同時(shí)使教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生多方面的潛能，了解學(xué)生發(fā)展中的需求，通過不斷優(yōu)化教學(xué)方式和方法最終促進(jìn)學(xué)生在知識與技能，過程與方法，情感態(tài)度與價(jià)值觀方面的發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉國慶.淺談通過生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰J].和田師范?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2004，02：142.

[2]普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：人民教育出版社，2006.

[3]陳小美.生物教學(xué)中學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)[J].廣西教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2004， 04：129-131.

[4]張樹舜，杜在祥.生物實(shí)驗(yàn)與實(shí)用技術(shù)[M].濟(jì)南：山東大學(xué)出版社，1999，10：129-135.

[5]汪素晴.循序漸進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力[J].湖北教育：教學(xué)版，2004，06： 52-53.