高中生物教材某些實驗設(shè)計中存在的瑕瑜及改善措施

陳喜容

摘 要：目前，普通高中普遍使用的生物教材內(nèi)容清晰，條理清楚，適合于大多數(shù)高中學(xué)生的認(rèn)知水平，教材中根據(jù)課程計劃安排了許多實驗設(shè)計，但是生物教材中所涉及的一些實驗設(shè)計存在瑕疵，與課堂教學(xué)不太匹配，需加以改善。

關(guān)鍵詞：高中生物；教材；實驗設(shè)計；改善措施

中圖分類號：G63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9132（2017）26-0058-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2017.26.033

高中生物是一門理論與實踐結(jié)合的學(xué)科，在介紹理論基礎(chǔ)時適當(dāng)添加一些實驗設(shè)計，一方面響應(yīng)了國家素質(zhì)教育的號召，另一方面使學(xué)生通過直觀、清晰的實驗加深對課本理論知識的理解，同時有助于鍛煉學(xué)生的思維能力與動手實踐能力。理論聯(lián)系實際的課堂教學(xué)模式也是新型教學(xué)所需要的。盡管許多實驗設(shè)計都很巧妙，但在實際教學(xué)中不難發(fā)現(xiàn)教材的某些實驗設(shè)計仍然存在一定的問題。

一、生物教材中實驗設(shè)計方式

目前，我國大多數(shù)高中選用人教版普通高中教材。以人教版生物教材必修課為例，該教材分為三個模塊，分別為：“分子與細(xì)胞”“遺傳與變異”“穩(wěn)態(tài)與環(huán)境”。教材中三個模塊共有31個實驗，其中高考考綱要求的有19個實驗?！胺肿优c細(xì)胞”屬于比較抽象的概念，只有在微觀環(huán)境下才可以觀察到。因此該模塊中首先安排了幾個觀察類實驗，利用高倍顯微鏡觀察細(xì)胞，檢測糖、脂肪、蛋白質(zhì)等生物大分子，觀察DNA、RNA在細(xì)胞中的分布。這種實驗屬于驗證性實驗，學(xué)生已知實驗結(jié)果，根據(jù)結(jié)果探究實驗過程。這類實驗明確地給出了實驗材料用具、具體的方法步驟，主要目的為培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力與動手操作能力。

在了解了實驗過程之后，學(xué)生就可以接觸探究性的實驗設(shè)計，這類實驗給出一個課題，由學(xué)生自己擬制實驗方案，探究可能出現(xiàn)的結(jié)果，并判定哪種結(jié)果是正確的。比如模塊一中“探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式”，模塊二中“脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性”，模塊三中“土壤中小動物類群豐富度的研究”等。這些實驗可以幫助學(xué)生加深對基礎(chǔ)知識的理解，并在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生的實驗設(shè)計能力，掌握實驗操作的基本方法與步驟，提高獲取知識的主動性。

在教材中還有一些比較特殊的實驗設(shè)計，不要求學(xué)生對實驗的用材與步驟進(jìn)行歸納與設(shè)計，而是引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建生物模型，通過三維或二維模型將生物活動展示出來，幫助學(xué)生對生物體生命活動進(jìn)行直觀的觀察與探討，這類實驗最具有代表性的有“制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”“模擬減數(shù)分裂過程中染色體的變化”。

二、實驗設(shè)計中存在的瑕疵

盡管教材中的試驗設(shè)計逐層推進(jìn)，幫助學(xué)生更透徹地了解生物知識，但教學(xué)實踐中卻發(fā)現(xiàn)有個別的實驗設(shè)計存在不足。例如，觀察實驗中“觀察DNA與RNA在細(xì)胞中的分布”實驗，過程設(shè)計復(fù)雜煩瑣，不利于學(xué)生理解和正確操作，反而對學(xué)生理解DNA與RNA起到不利的作用；另外，有些實驗設(shè)計太模塊化，太單一，不利于學(xué)生進(jìn)行思維拓展，例如“檢測生物組織中糖、脂肪、蛋白質(zhì)等大分子”的實驗；還有一些實驗盡管環(huán)節(jié)設(shè)計沒有出現(xiàn)問題，可是在實驗材料的安排中出現(xiàn)一些問題，例如“綠葉中色素的提取與分離”實驗中所使用到的層析液中含有劇毒成分“苯”，對于剛接觸實驗的學(xué)生來講，對其危害性重視不足，或防護(hù)措施不到位就會對身體健康造成危害。

除了實驗設(shè)計本身存在的問題之外，另一種問題也應(yīng)該得到重視。由于實驗設(shè)計是參考性知識，在考試中很少涉及，因此在追求成績的同時，在課堂教學(xué)中會對實驗設(shè)計進(jìn)行有選擇的忽略。教師與學(xué)生沒有正確認(rèn)識到實驗設(shè)計的重要性，因此許多實驗設(shè)計如同擺設(shè)。另外，教師綜合素質(zhì)的不達(dá)標(biāo)，學(xué)校實驗教學(xué)設(shè)施的不完善也都是實驗教學(xué)得不到重視的原因。

三、實驗設(shè)計改進(jìn)措施

教師可以根據(jù)實際的教學(xué)情況，對教材中的實驗設(shè)計進(jìn)行有選擇的取舍與改進(jìn)，主動創(chuàng)新實驗方法，或自己擬制與課程有關(guān)的實驗課題，鼓勵學(xué)生進(jìn)行實驗操作。例如，“鑒定糖類、脂肪、蛋白質(zhì)”實驗中，可以改進(jìn)實驗材料，在鑒定還原糖時，教材中選取蘋果、梨等材料，這兩種材料在實驗進(jìn)行前還需進(jìn)行碾磨、勻漿等前處理，這些前處理費時而又不必要；在鑒定脂肪時，教材選用不易購買的蘇丹III。因此教師可以更換實驗材料，例如將蘋果、梨等替換為葡萄、提子等汁水含量豐富的水果，省去了前處理的環(huán)節(jié)，將蘇丹III替換為蘇丹IV。通過對教材實驗的改進(jìn)既簡化了實驗步驟，還可以達(dá)到相同的實驗效果，一舉兩得。在“觀察DNA與RNA在細(xì)胞中分布”實驗中，若教師提前進(jìn)行實驗就會發(fā)現(xiàn)教材所使用混合染料染色所得到的實驗結(jié)果并不理想，難以區(qū)分DNA與RNA，但是將兩種染料分開染色就可以很好地解決這一問題，教師可以利用這一點，先讓學(xué)生按照教材方法進(jìn)行實驗，在實驗失敗后引導(dǎo)學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)問題所在，創(chuàng)新實驗方法，并加以改進(jìn)和完善。

另外，針對耗時較長的試驗，如觀察酵母菌的呼吸方式，可以分步進(jìn)行。教師可以提前對酵母菌進(jìn)行培養(yǎng)，讓學(xué)生利用自己的課余時間對酵母菌的呼吸進(jìn)行觀察，一方面有助于節(jié)約課堂時間，另一方面也豐富了課余生活。學(xué)校方面對于實驗教學(xué)也應(yīng)加以重視，可以在日常測驗中增加實驗設(shè)計的比重，完善實驗器材，開放實驗室，鼓勵學(xué)生進(jìn)行實驗操作。

四、結(jié)語

實驗設(shè)計對于學(xué)生加深理論知識的理解有很大的幫助，并有助于培養(yǎng)學(xué)生的思維方式，提升綜合素質(zhì)。但是對于實驗教學(xué)不可照本宣科，應(yīng)及時發(fā)現(xiàn)教材實驗設(shè)計的不足之處，并對其加以改進(jìn)，使實驗教學(xué)與課堂教學(xué)相輔相成融為一體。

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