基于思想方法的高三實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例

劉鑫

科學(xué)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的重要途徑。生物學(xué)實(shí)驗(yàn)通過指導(dǎo)學(xué)生觀察、實(shí)驗(yàn)以及對(duì)觀察、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果進(jìn)行分析、理解、概括和綜合，不僅有利于學(xué)生形成概念、掌握理論，還有利于加強(qiáng)科學(xué)觀察、科學(xué)分析等科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，有利于加強(qiáng)科學(xué)認(rèn)識(shí)、科學(xué)思辨等思維品質(zhì)的培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)?zāi)芰疾樵诟呖贾械谋戎卦絹碓酱?，單純的背原理、記?shí)驗(yàn)步驟已經(jīng)無法適應(yīng)高考，學(xué)生科學(xué)探究能力的欠缺直接導(dǎo)致高考成績不理想，按部就班地進(jìn)行逐個(gè)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)，不能有效地形成正確實(shí)驗(yàn)的思想方法，在高考復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)背景下，學(xué)生無所適從。因此，如何改變一輪復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略已迫在眉睫。本文以《觀察類實(shí)驗(yàn)》為例，闡述高三實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一些想法。

一、觀察類實(shí)驗(yàn)教學(xué)的總體思路

觀察能力是學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究最基本的能力，是學(xué)生將來進(jìn)行生命科學(xué)研究的前提，高考要求對(duì)學(xué)生的觀察能力作出考查，充分體現(xiàn)了觀察能力在學(xué)生綜合素養(yǎng)中的地位。本課題選用書本實(shí)驗(yàn)“觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離及其復(fù)原”和“觀察植物根尖有絲分裂”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建觀察類實(shí)驗(yàn)的一般實(shí)驗(yàn)思路：合理選材→處理材料→制作裝片→觀察分析。

二、觀察類實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體操作流程

1.合理選材

正確取材是實(shí)驗(yàn)成功的第一步。實(shí)驗(yàn)材料的好壞直接關(guān)系著實(shí)驗(yàn)的成敗。選材必須遵循科學(xué)性、簡便性、可行性等原則，因此，讓學(xué)生自主選擇材料進(jìn)行探究，本身也是一次理性思維的鍛煉。教師可以將培養(yǎng)的洋蔥（如圖1）帶入課堂作為導(dǎo)入，引導(dǎo)學(xué)生思考：（1）洋蔥可以作為哪些實(shí)驗(yàn)的材料？（2）如果進(jìn)行觀察類實(shí)驗(yàn)，需要什么工具？（3）你將選擇洋蔥哪些部位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？選擇的理由是什么？

觀察類實(shí)驗(yàn)必須借助顯微鏡，如何在顯微鏡下觀察到明顯現(xiàn)象？學(xué)生通過討論明確實(shí)驗(yàn)材料如果本身有顏色就容易觀察清楚，從而明確為什么選擇洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞。教師可以進(jìn)一步設(shè)問：如果提供的材料沒有顏色，能否進(jìn)行觀察類實(shí)驗(yàn)？例如選擇洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞觀察質(zhì)壁分離，或選擇洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞觀察有絲分裂，過渡到如何處理材料能讓實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。

2.處理材料

材料處理體現(xiàn)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的深刻認(rèn)識(shí)。實(shí)驗(yàn)材料處理的目的是為了更好地觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。教師可以通過問題引導(dǎo)學(xué)生思考：（1）怎樣的材料標(biāo)本才能在顯微鏡下觀察得清楚？（2）為了清楚地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從材料處理角度分析，有哪些操作措施？通過討論學(xué)生形成統(tǒng)一的思想：①獲得單層細(xì)胞；②對(duì)材料進(jìn)行染色，使觀察區(qū)與背景區(qū)區(qū)分開。

根據(jù)大家達(dá)成的共識(shí)，進(jìn)一步設(shè)問：（1）選用洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞進(jìn)行質(zhì)壁分離時(shí)，如何染色能使現(xiàn)象更明顯？（2）選用根尖分生區(qū)細(xì)胞觀察有絲分裂時(shí)，該如何具體操作才能觀察到明顯現(xiàn)象？第一個(gè)問題引導(dǎo)學(xué)生思考在外界溶液中添加色素分子，從而形成細(xì)胞液無色和外界溶液有色的色差，便于觀察；如果第二個(gè)問題學(xué)生一時(shí)無法下手，還可以加以提示：①根尖是立體結(jié)構(gòu)，如何獲得單層細(xì)胞？②活細(xì)胞膜具有選擇透過性，怎樣才能對(duì)細(xì)胞相應(yīng)結(jié)構(gòu)染色？③觀察有絲分裂主要觀察什么結(jié)構(gòu)？選用什么染料？解離液的主要成分是什么？通過對(duì)這些問題的思考，學(xué)生自己得出觀察有絲分裂的一般步驟以及每一步操作的目的。

3.制作裝片

實(shí)驗(yàn)操作能力是指學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過程中，能正確使用各種生物器材，自己動(dòng)手探索研究某些問題的能力。制作裝片就是一種觀察類實(shí)驗(yàn)最基本的技能，高三課堂教學(xué)可能由于課時(shí)緊張，具體操作可能會(huì)省略，但操作過程中蘊(yùn)含的思想方法卻不能省。例如撕取洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的要求，觀察有絲分裂時(shí)制作裝片時(shí)如何獲得單層細(xì)胞等等，通過引導(dǎo)學(xué)生思考加深對(duì)每一步實(shí)驗(yàn)原理的認(rèn)識(shí)。

4.觀察分析

《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》在“課程目標(biāo)”部分，對(duì)發(fā)展高中學(xué)生的科學(xué)探究能力提出了以下要求：客觀地觀察和描述生物現(xiàn)象，通過觀察從現(xiàn)實(shí)生活中提出與生物學(xué)相關(guān)的、可以探究的問題；分析問題，闡明與研究該問題相關(guān)的知識(shí)等。觀察生物實(shí)驗(yàn)操作過程及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，能調(diào)動(dòng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性，激發(fā)學(xué)生的求知欲，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力有重要的作用。

教師通過展示真實(shí)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（如圖2和圖3），讓學(xué)生提出問題：（1）為什么有的細(xì)胞質(zhì)壁可以分離有的卻不能？（2）為什么有的液泡是紫色有的是無色？（3）為什么看不到原生質(zhì)層？（4）圖3實(shí)驗(yàn)中的兩個(gè)亮圈是什么？（5）為什么處于分裂期的細(xì)胞比較少？（6）能否通過細(xì)胞分裂圖推測(cè)各分裂期時(shí)間的長短？

學(xué)生相互討論，主動(dòng)解決問題，針對(duì)問題3可以引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)材料選擇上考慮，選用原生質(zhì)層有顏色的材料，如黑藻（圖4），進(jìn)一步加深對(duì)實(shí)驗(yàn)材料合理選擇重要性的認(rèn)識(shí)。

“授之以魚，不如授之以漁?！鄙锔呖嫉膶?shí)驗(yàn)考查立足于教材實(shí)驗(yàn)，結(jié)合新的背景材料，考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)原理和操作技能的遷移應(yīng)用能力，同時(shí)會(huì)適當(dāng)增加試題的開放性，主要表現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)材料的選擇、實(shí)驗(yàn)程序的設(shè)置和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)和分析等方面。學(xué)生只有形成正確的實(shí)驗(yàn)思想和方法，才能應(yīng)對(duì)高考復(fù)雜情境下的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰疾椤?/p>

參考文獻(xiàn)：

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