淺析初中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)材料改進(jìn)研究

朱滿秀 李亞軍

摘 要：隨著中學(xué)生物課程標(biāo)準(zhǔn)在全國(guó)的實(shí)施，生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性和作用得到重視，越來(lái)越注重實(shí)驗(yàn)課的設(shè)計(jì)和實(shí)施，因此一些教師對(duì)實(shí)驗(yàn)材料、器材和內(nèi)容進(jìn)行改進(jìn)或創(chuàng)新。筆者通過(guò)文獻(xiàn)研究法，對(duì)初中實(shí)驗(yàn)材料改進(jìn)或創(chuàng)新的文獻(xiàn)進(jìn)行歸納總結(jié)，希望能為一線教師對(duì)初中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)、創(chuàng)新提供思路，達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最佳效果。

關(guān)鍵詞：初中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)材料；改進(jìn)

生物學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)性科學(xué)。在生物學(xué)研究中，實(shí)驗(yàn)是指為檢驗(yàn)假設(shè)或?qū)ふ姨囟▎?wèn)題的答案而進(jìn)行的收集數(shù)據(jù)的活動(dòng)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是中學(xué)生物學(xué)課程的重要組成部分，深受學(xué)生喜愛(ài)。由各地教育資源分配不均，存在部分中學(xué)實(shí)驗(yàn)條件與設(shè)備、實(shí)驗(yàn)材料配置不齊現(xiàn)象。為保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)展，發(fā)展學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣和能力，近年來(lái)對(duì)實(shí)驗(yàn)材料、器材和內(nèi)容等進(jìn)行改進(jìn)或創(chuàng)新的研究成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)熱點(diǎn)議題。

一、 生物學(xué)實(shí)驗(yàn)材料的改進(jìn)背景

（一） 教材實(shí)驗(yàn)材料的局限性突出

在教學(xué)過(guò)程中因地域、人文、經(jīng)濟(jì)差異等因素的影響，教材存在一些“水土不服”現(xiàn)象。王麗娟學(xué)者等人對(duì)比中美教材“呼吸作用”這一節(jié)發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)教材實(shí)驗(yàn)使用的是萌發(fā)的種子和等量煮熟的種子；而美國(guó)教材則使用活種子（萌發(fā)、未萌發(fā)）和死種子（煮熟的萌發(fā)種子）3類種子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)更加全面和嚴(yán)謹(jǐn)。

可見(jiàn)在教材中實(shí)驗(yàn)材料設(shè)置并不是最佳選擇，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可以對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。喬新虹學(xué)者等人比較人教版初中生物探究實(shí)驗(yàn)“二氧化碳是光合作用必需的原料嗎”一節(jié)，國(guó)內(nèi)教材通常選用常見(jiàn)陸生植物，但實(shí)驗(yàn)過(guò)程中CO2的量不好控制；日本、韓國(guó)教材中大多選用小型水生植物如水蘊(yùn)草，直接裝入試管或?qū)嶒?yàn)小瓶進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)環(huán)境、條件及結(jié)果的測(cè)定較方便。教材實(shí)驗(yàn)材料是綜合眾多因素制定的，具有普適性，但對(duì)于本地學(xué)校也許并不是最佳選擇。因而在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中對(duì)實(shí)驗(yàn)材料的改進(jìn)值得授課教師進(jìn)行思考與斟酌。

（二） 生物實(shí)驗(yàn)室條件差異明顯

生物實(shí)驗(yàn)室是進(jìn)行生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的主要場(chǎng)所。近年來(lái)實(shí)驗(yàn)條件得到很大改善，但資源不均的現(xiàn)象依舊存在，現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)設(shè)備配置跟不上課本實(shí)驗(yàn)要求。在教學(xué)實(shí)踐中鼓勵(lì)教師自制簡(jiǎn)易儀器和設(shè)備，嘗試使用廉價(jià)的實(shí)驗(yàn)器材，解決由資金和實(shí)驗(yàn)物質(zhì)條件不足帶來(lái)的問(wèn)題。如在“細(xì)胞膜的制備與觀察”實(shí)驗(yàn)中教材上提供的照片清晰度不夠，無(wú)法如實(shí)體現(xiàn)人紅細(xì)胞正常狀態(tài)及漲破過(guò)程。利用微分干涉差顯微鏡檢測(cè)人紅細(xì)胞制備的細(xì)胞膜，結(jié)果發(fā)現(xiàn)檢測(cè)的結(jié)果比高倍光學(xué)顯微鏡清晰。這樣的改進(jìn)是建立在實(shí)驗(yàn)條件完善，現(xiàn)代化設(shè)備配置齊全的條件下完成的。在實(shí)際教學(xué)中教師通常選擇弱化或視頻播放演示實(shí)驗(yàn)的方式，這直接降低了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和實(shí)驗(yàn)操作的能力。實(shí)驗(yàn)設(shè)備的差異直接影響教師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的態(tài)度。

二、 生物學(xué)實(shí)驗(yàn)材料改進(jìn)的方向

（一） 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)材料，提高課堂實(shí)效性

在教學(xué)中存在實(shí)驗(yàn)材料不易獲取、難操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯或者耗時(shí)長(zhǎng)等特點(diǎn)。這需要對(duì)實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行改進(jìn)，提高實(shí)驗(yàn)的可操作性，提高課堂的時(shí)效性。如在做“觀察小腸”實(shí)驗(yàn)由于小腸內(nèi)油脂較多，有粘連現(xiàn)象不易看清小腸內(nèi)壁結(jié)構(gòu)，可用50℃的溫水浸泡小腸5min后觀察，能觀察到小腸內(nèi)壁的皺襞和絨毛，節(jié)省時(shí)間效果明顯。再如探究“酒精或煙草浸出液對(duì)水蚤心率的影響”實(shí)驗(yàn)中由于水蚤自身特點(diǎn)，學(xué)生難觀察和在顯微鏡下計(jì)數(shù)，許多學(xué)者教師經(jīng)過(guò)對(duì)多種材料試驗(yàn)后將水蚤換成為小魚(yú)，計(jì)數(shù)水蚤的心率改為計(jì)數(shù)小魚(yú)的呼吸次數(shù)，降低了實(shí)驗(yàn)難度，提高實(shí)驗(yàn)成功率。

（二） 就地取材，減少成本消耗

王玉蓉學(xué)者在“植物呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳”實(shí)驗(yàn)中，對(duì)實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。用校園里新落樹(shù)葉、枯黃落葉和新鮮樹(shù)葉形成3組對(duì)照，并用廢舊礦泉水瓶裝上澄清石灰水做分組實(shí)驗(yàn)，材料簡(jiǎn)便易得、成本低，且學(xué)生在動(dòng)手嘗試過(guò)程中體驗(yàn)到探究的樂(lè)趣。景小軍學(xué)者指出在初中生命科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中有些實(shí)驗(yàn)材料不易獲取，自給自足是解決這些問(wèn)題的有效途徑，學(xué)生可以通過(guò)在花盆里種植蠶豆和菜籽，不僅能觀察植物的生長(zhǎng)過(guò)程，也便于實(shí)驗(yàn)取材。

（三） 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，提高實(shí)驗(yàn)材料利用率

有些實(shí)驗(yàn)的裝置是一次性的，實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后不能再次利用，或者實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯或影響實(shí)驗(yàn)效果。王娣英學(xué)者對(duì)“觀察蚯蚓的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)，取30mm×200mm的干凈大試管1只，剪45mm×200mm左右的擦鏡紙，或?qū)⒁粡埐羚R紙三等分折好，貼壁放入大試管內(nèi)，擦鏡紙的一段基本放置試管的底部，稍用一點(diǎn)水將擦鏡紙及試管內(nèi)壁浸濕，擦鏡紙緊貼試管內(nèi)壁，在試管底部留有1-2mL清水。這樣試管內(nèi)壁一半粗糙，一半光滑，利于學(xué)生做對(duì)照實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)裝置可以循環(huán)使用，既環(huán)保又提高實(shí)驗(yàn)材料的利用率。

三、 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，對(duì)實(shí)驗(yàn)材料或裝置進(jìn)行改進(jìn)，目的在于提高初中生物實(shí)驗(yàn)的可操作性和實(shí)驗(yàn)的實(shí)效性。達(dá)成以上目標(biāo)需要教師專研教材，明確教材中的實(shí)驗(yàn)材料、條件和裝置是否匹配本校資源設(shè)備和學(xué)生的認(rèn)知操作，盡量結(jié)合當(dāng)?shù)睾捅拘５馁Y源因地制宜，“因材施教”符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，幫助學(xué)生習(xí)得生物學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)，激發(fā)學(xué)生對(duì)生物科學(xué)的熱愛(ài)，發(fā)展學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉恩山.中學(xué)生物學(xué)教學(xué)論[M].北京：高等教育出版社，2015，01.

[2]王麗娟，郭琪琦，劉家熙.中、美教材呼吸作用相關(guān)實(shí)驗(yàn)的比較研究及啟示[J].生物學(xué)通報(bào)，2017，52（07）：6-9.

[3]喬新虹，竇玉敏.中、日、韓三國(guó)初中生物學(xué)教材中“光合作用需要二氧化碳”實(shí)驗(yàn)的比較[J].生物學(xué)通報(bào)，2015，50（05）：60-62.

[4]孟安華，段繼周，王秀莉.細(xì)胞膜的制備與觀察[J].生物學(xué)通報(bào)，2012，47（06）：59-60.

作者簡(jiǎn)介：

朱滿秀，李亞軍，貴州省貴陽(yáng)市，貴州省貴陽(yáng)市云巖區(qū)貴州師范大學(xué)。