高中生物實(shí)驗(yàn)的拓展及實(shí)踐

劉莉

高中生物實(shí)驗(yàn)的拓展，是指在教材原有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上再做出新研究和新嘗試。通過實(shí)踐，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解；借助自主探究，塑造學(xué)生的理性思維和科學(xué)探究意識(shí)。

拓展實(shí)驗(yàn)與生物教學(xué)

生物是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的學(xué)科，生物實(shí)驗(yàn)對(duì)高中生物教學(xué)研究的重要作用不言而喻。生物實(shí)驗(yàn)拓展是指在教材原有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上再做出新研究和新嘗試，并對(duì)生物教學(xué)具有重要意義。針對(duì)學(xué)生易混易錯(cuò)內(nèi)容展開拓展實(shí)驗(yàn)，可以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作過程，可以塑造學(xué)生的理性思維和科學(xué)探究的核心素養(yǎng)；團(tuán)隊(duì)協(xié)作探究，能引發(fā)學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)樂趣，可謂一舉多得。

實(shí)驗(yàn)“比較過氧化氫在不同條件下的分解”位于人教版高中生物必修一第五章第一節(jié)，是教材中第一個(gè)與酶有關(guān)的實(shí)驗(yàn)。此實(shí)驗(yàn)的探究目的是說明酶在代謝中的作用，其中無機(jī)催化劑和酶處理組結(jié)果的對(duì)比還能說明酶的特性——高效性；同時(shí)，本實(shí)驗(yàn)中滲透的“控制變量”“對(duì)照實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)思想，是生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵方法，需要學(xué)生多思考多落實(shí)。為達(dá)成本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)和思維能力，教師可以對(duì)本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行以下三方面的拓展并帶領(lǐng)學(xué)生動(dòng)手落實(shí)，達(dá)成真實(shí)收獲。

實(shí)驗(yàn)拓展內(nèi)容

拓展一：實(shí)驗(yàn)材料的拓展 在本實(shí)驗(yàn)操作過程中，教師和學(xué)生都發(fā)現(xiàn)向過氧化氫中加入肝臟研磨液時(shí)，氣泡產(chǎn)生量很大，由于氣泡中攜帶水汽，易使衛(wèi)生香熄滅，不能獲得預(yù)期結(jié)果。同時(shí)，許多文獻(xiàn)及習(xí)題中提及馬鈴薯中含過氧化氫酶，這些酶的含量和活性如何？能否代替豬肝研磨液作為實(shí)驗(yàn)試劑？這可成為學(xué)生探究的問題。在原有實(shí)驗(yàn)材料的基礎(chǔ)上，增加馬鈴薯塊莖和與豬肝研磨液濃度相等的馬鈴薯勻漿兩種材料。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：有時(shí)加入肝臟研磨液組會(huì)出現(xiàn)衛(wèi)生香熄滅，引發(fā)學(xué)生探究馬鈴薯塊莖或馬鈴薯勻漿對(duì)過氧化氫分解速率的影響。依據(jù)單一變量原則，學(xué)生將原來的4組實(shí)驗(yàn)增加為6組，即增加馬鈴薯塊莖、馬鈴薯勻漿處理組，通過氣泡產(chǎn)生速率和衛(wèi)生香的復(fù)燃情況，判斷底物分解速率。最終結(jié)果顯示：馬鈴薯塊莖或勻漿的催化效率優(yōu)于FeCl3溶液，但遠(yuǎn)不如豬肝研磨液。考慮到馬鈴薯具有價(jià)格低、易獲得、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，在肝臟不易獲得的條件下，可嘗試用馬鈴薯作為代替材料，否則建議使用豬肝研磨液。

拓展二：研究問題的拓展 酶的用量、反應(yīng)物濃度與反應(yīng)速率間的關(guān)系，是理解酶的作用機(jī)理和酶的特性的重要內(nèi)容。不過，許多學(xué)生對(duì)此內(nèi)容缺乏感性和理性認(rèn)識(shí)，可以說是只知其然，而不知其所以然，導(dǎo)致在解題過程中阻礙重重。綜上，本次實(shí)驗(yàn)中將酶的用量與過氧化氫分解的關(guān)系、反應(yīng)物濃度與過氧化氫分解的關(guān)系，設(shè)為拓展探究內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程，實(shí)質(zhì)是對(duì)酶的相關(guān)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則的應(yīng)用，學(xué)生在團(tuán)隊(duì)協(xié)作中容易發(fā)現(xiàn)自己的知識(shí)漏洞，形成清晰的自我評(píng)價(jià)；通過動(dòng)手實(shí)踐，學(xué)生可發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的漏洞并修改，發(fā)現(xiàn)新的研究議題并探究，發(fā)現(xiàn)分工合作的重要性并及時(shí)協(xié)調(diào)，這些過程使學(xué)生在潛移默化中鍛煉了理性思維和科學(xué)探究意識(shí)。

拓展三：實(shí)驗(yàn)設(shè)備的拓展 為進(jìn)一步鍛煉學(xué)生收集、整理和分析數(shù)據(jù)的能力，我們將本實(shí)驗(yàn)由定性實(shí)驗(yàn)改為定性和定量相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)。教材中原有實(shí)驗(yàn)及“實(shí)驗(yàn)材料拓展”實(shí)驗(yàn)仍采用觀察氣泡產(chǎn)生速率和衛(wèi)生香復(fù)燃情況的方法衡量過氧化氫的分解速率，使學(xué)生對(duì)酶的作用機(jī)理有清晰的認(rèn)識(shí)。在“問題拓展”的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)研究中，通過定量測(cè)量的方式分析結(jié)果。這就需要拓展實(shí)驗(yàn)器材，即在結(jié)果檢驗(yàn)中增加氧氣傳感器的使用。氧氣傳感器與電腦相連，通過電腦顯示屏的示數(shù)，可以得出單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)體系中氧氣含量的變化；然后通過數(shù)據(jù)整理分析，便可得出酶的用量對(duì)過氧化氫分解影響、反應(yīng)物濃度對(duì)過氧化氫分解影響的曲線；并由學(xué)生嘗試解析結(jié)果得出結(jié)論，最終形成對(duì)該問題的清晰認(rèn)識(shí)。

結(jié)束語

生物實(shí)驗(yàn)的拓展是高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新方向、新起點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)課程的拓展，需要教師更多地關(guān)注學(xué)情，思考實(shí)驗(yàn)與常見問題的聯(lián)系，更需要教師完善的課程安排和較高的學(xué)科素養(yǎng)。同時(shí)，拓展實(shí)驗(yàn)務(wù)必要聯(lián)系實(shí)際，多做一些對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)有益、鍛煉學(xué)生能力的拓展實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，使他們學(xué)之有用、學(xué)之樂用，并在興趣的伴隨下，不斷塑造核心素養(yǎng)，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]劉桃彥.淺談高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的拓展教學(xué)[J].生物技術(shù)世界，2015（6）：205.

[2]成蘊(yùn)秀，陳曉波，魏京寧，李林澤.“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)替代材料篩選[J].生物學(xué)通報(bào)，2015（6）：53-54.

（作者單位：黑龍江省大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)）