淺談高中生物實(shí)驗(yàn)的層次

任建軍+鄒家位

【摘要】在高中生物教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)始終貫穿其中。根據(jù)內(nèi)容的不同、要求不同、難易程度的不同、技能的不同、能力要求的不同，高中教材的生物實(shí)驗(yàn)發(fā)展呈現(xiàn)多層次、階梯式向上的發(fā)展態(tài)勢。根據(jù)多年的教學(xué)實(shí)踐，高中生物必修實(shí)驗(yàn)可以劃分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、獲得性獨(dú)立實(shí)驗(yàn)、啟發(fā)性探索實(shí)驗(yàn)等三個(gè)層次。

【關(guān)鍵詞】高中生物 實(shí)驗(yàn) 層次

【中圖分類號】G633.91 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）05-0181-01

高中生物的實(shí)驗(yàn)課是在教師指導(dǎo)下，在實(shí)驗(yàn)室里利用一定的儀器、工具、材料來研究生物結(jié)構(gòu)、生命現(xiàn)象或生命過程的一種課的類型。根據(jù)實(shí)驗(yàn)課的性質(zhì)，觀察實(shí)物和演示實(shí)驗(yàn)的綜合課程不屬于嚴(yán)格意義的實(shí)驗(yàn)課。下面闡述的實(shí)驗(yàn)課不包括觀察實(shí)物和演示實(shí)驗(yàn)，將高中必修教材的實(shí)驗(yàn)按照不同層次分類，便于把握實(shí)驗(yàn)的深度。

1.驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，是學(xué)生在教師示范指導(dǎo)下，按教材和教師規(guī)定的方法、步驟和要求，仿效教師的示范而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。驗(yàn)證性是學(xué)習(xí)的手段，通過這樣的“捷徑”來完成實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，可以減少嘗試錯(cuò)誤的成分。在整個(gè)高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)所占的比重較大，也是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)。這類實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)課題、研究實(shí)驗(yàn)過程和方法、實(shí)驗(yàn)結(jié)論都是已知，只需按照步驟完成即可。

例如，使用高倍顯微鏡觀察幾種細(xì)胞；檢測和觀察植物組織中的脂肪；觀察細(xì)胞中DNA、RNA的分布；用高倍顯微鏡觀察葉綠體、線粒體；觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂；觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂固定裝片；低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化。

2.獲得性獨(dú)立實(shí)驗(yàn)

獲得性獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，是學(xué)生在驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上經(jīng)過多次反復(fù)形成技能后，開始獨(dú)立完成某些簡單的生物實(shí)驗(yàn)。雖然學(xué)生在操作技能方面已脫離了單純的驗(yàn)證，能夠按照一定的程序進(jìn)行獨(dú)立實(shí)驗(yàn)操作，但在實(shí)驗(yàn)中還可能還會表現(xiàn)出盲目、急躁、無把握、不自信的現(xiàn)象。所以在實(shí)踐教學(xué)中仍需要借鑒驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，教師仍需要給予必要的指導(dǎo)和鼓勵，使學(xué)生逐步向?qū)嶒?yàn)的高層次發(fā)展。這類實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)課題和結(jié)論是已知的，重點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)過程和方法。

例如，體溫的日變化規(guī)律調(diào)查實(shí)驗(yàn)；土壤中小動物類群豐富度的研究實(shí)驗(yàn)；調(diào)查當(dāng)?shù)剞r(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動情況實(shí)驗(yàn)；用樣方法調(diào)查植物的種群密度的實(shí)驗(yàn)；使用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板觀察統(tǒng)計(jì)酵母菌數(shù)量的實(shí)驗(yàn)。

3.啟發(fā)性探究實(shí)驗(yàn)

啟發(fā)性探索實(shí)驗(yàn)，是學(xué)生在觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的同時(shí)，收集整理實(shí)驗(yàn)材料，運(yùn)用已有的知識技能，自己獲得未知的知識和技能的實(shí)驗(yàn)。這類實(shí)驗(yàn)課常常在講授新知識之前，教師作為引導(dǎo)者、點(diǎn)撥者，必須把學(xué)生視為新知識的主動探索者和發(fā)現(xiàn)者，讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題，自己探索解決問題的正確途徑和能力，通過思維活動找出規(guī)律，得出結(jié)論。實(shí)驗(yàn)的成功與否不僅和學(xué)生自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案的合理性有關(guān)，而且也決定實(shí)驗(yàn)技巧。因此，這一層次的實(shí)驗(yàn)也是對學(xué)生已有的技能的綜合能力的檢查和提高，教學(xué)中主要是誘導(dǎo)啟發(fā)和巡視，啟發(fā)性實(shí)驗(yàn)的設(shè)置必修建立在學(xué)生已具備一定的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰洼^好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣的基礎(chǔ)上。這類實(shí)驗(yàn)課的課題是確定的，重點(diǎn)是探究實(shí)驗(yàn)過程與方法，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析討論得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

例如，植物細(xì)胞的吸水和失水；比較過氧化氫在不同條件下的分解；影響酶活性的條件；探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式；環(huán)境因素對光合作用強(qiáng)度的影響；細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系；生物體維持pH穩(wěn)定的機(jī)制；生長素的發(fā)現(xiàn)過程（植物向光性實(shí)驗(yàn)）；探索生長素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度；土壤微生物的分解作用實(shí)驗(yàn)。

4.開放性實(shí)驗(yàn)

指實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)間和空間對學(xué)生開放。學(xué)生可根據(jù)各自的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)、感興趣的領(lǐng)域，自主安排時(shí)間到開放實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)。開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)時(shí)間和空間上給了學(xué)生充分的自主性，充分滿足了個(gè)性化教學(xué)的需要。對同一個(gè)實(shí)驗(yàn)、基本同樣的設(shè)備，設(shè)計(jì)了不同層次的教學(xué)內(nèi)容，使各類、各層次的學(xué)生都能在教師指導(dǎo)下自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，自主完成實(shí)驗(yàn)。在開放性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，學(xué)生們獲得了成就感和滿足感，有效激發(fā)了他們強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣、求欲望和創(chuàng)造欲望。

學(xué)生首先通過查閱相關(guān)書籍、文獻(xiàn)等來了解實(shí)驗(yàn)背景，掌握與課題相關(guān)的理論知識，并以此為依據(jù)在教師的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)出合理可行的實(shí)驗(yàn)方案；接著學(xué)生自己動手選擇并準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料，配制好實(shí)驗(yàn)所需的試劑，組裝調(diào)試儀器，在正式的實(shí)驗(yàn)實(shí)施之前還可進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，以便發(fā)現(xiàn)問題并摸索實(shí)驗(yàn)條件；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后收集實(shí)驗(yàn)結(jié)果，處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；最后撰寫出研究報(bào)告，并加以討論。

例如，溫度對唾液淀粉酶的影響；證明某一種或幾種無機(jī)鹽是植物生長發(fā)育所必需的；性狀分離比的模擬。

總之，生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在生物科學(xué)中有著極其重要的作用，是高中生物教材中涉及到的重要內(nèi)容，也是培養(yǎng)學(xué)生生物核心素養(yǎng)的關(guān)鍵途徑。這四個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)中，教師展現(xiàn)給學(xué)生的已知條件是不同的。學(xué)生重點(diǎn)完成的項(xiàng)目也不一樣。

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