優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué) 提升課堂質(zhì)量

西安交通大學(xué)蘇州附屬初級(jí)中學(xué)(215021) 邢菊芳

生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐為基本研究方法的學(xué)科，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以增加感性認(rèn)識(shí)，促進(jìn)概念的生成，從而獲得生物學(xué)知識(shí)；學(xué)生可以感受動(dòng)手、探究的樂(lè)趣，激發(fā)學(xué)習(xí)的積極性，同時(shí)提高獨(dú)立思考和動(dòng)手實(shí)踐的能力；學(xué)生還可以初步養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和勇于探究的科學(xué)精神，從而提高生物學(xué)科素養(yǎng)。因此，在教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)的有效開(kāi)展直接影響了教學(xué)的高效和學(xué)生素養(yǎng)的形成，筆者結(jié)合蘇科版初中生物教科書中的實(shí)驗(yàn)，從以下幾方面進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，從而提升生物課堂的質(zhì)量。

1 優(yōu)選實(shí)驗(yàn)材料和時(shí)間，提高實(shí)驗(yàn)成功率

每一個(gè)生物實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展都需要一定的實(shí)驗(yàn)條件和資源，特別是實(shí)驗(yàn)材料，它是開(kāi)展生物實(shí)驗(yàn)的必備條件，也是保障實(shí)驗(yàn)成功的重要基礎(chǔ)。當(dāng)實(shí)驗(yàn)效果不佳時(shí)，尋找生活中可替代的材料，會(huì)獲得更高的成功率。

1.1 例1：觀察酵母菌實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)材料的不足：7年級(jí)下冊(cè)觀察酵母菌實(shí)驗(yàn)，教材建議選擇稀釋的酒釀液進(jìn)行觀察。酒釀是用蒸熟的糯米拌上酒酵發(fā)酵而成的，隨著工業(yè)化的生產(chǎn)，在制作過(guò)程中還有許多添加劑。因此，稀釋酒釀液中會(huì)有許多淀粉顆粒和其他雜質(zhì)，酵母菌的數(shù)量也不多，影響觀察效果。

改進(jìn)：教師可以選用安琪干酵母，用10%左右的自制蔗糖溶液在常溫下培養(yǎng)1～2天后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，經(jīng)活化后的酵母數(shù)量多、無(wú)雜質(zhì)，觀察效果佳。

1.2 例2：觀察青霉實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)材料的不足：7年級(jí)下冊(cè)觀察青霉實(shí)驗(yàn)，教材建議用橘皮培養(yǎng)青霉，本實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展時(shí)間為每年的5～6月份，市面上較難買到橘子。橙子由于皮厚且表面有蠟，青霉不易生長(zhǎng)，不是最佳的替代材料。更重要的是由于青霉的菌落呈絨毛狀，直立菌絲很短，孢子容易散落，在取材時(shí)，學(xué)生往往只能在橘皮表層挑到大量孢子，無(wú)法觀察到菌絲；若用解剖針挑取深層的菌絲，又會(huì)連著許多腐爛的橘子皮，影響觀察。

改進(jìn)：選擇常見(jiàn)食物油豆腐，將其放在小燒杯中，灑上適量的水保持濕潤(rùn)，可以用保鮮膜覆蓋，防止水分快速散失，3～4天后就可培養(yǎng)出青霉。這樣的材料容易獲得，而且由于油豆腐含水量較橘皮低，不會(huì)呈腐爛狀，可以連著油豆腐表皮將菌落完整的挑取下來(lái)，放到低倍鏡下觀察，可以清晰看見(jiàn)菌絲和孢子，如圖1(a)所示。用高倍鏡觀察還能看到菌絲中的橫隔，如圖1(b)所示。學(xué)生通過(guò)觀察，能直觀感受到青霉是一種多細(xì)胞的霉菌，從而對(duì)霉菌有更加全面和準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)。

圖1 顯微鏡下的青霉

在初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，有許多材料的獲取需要教師即時(shí)采集和培養(yǎng)，但是由于所在地區(qū)氣候的差異，有時(shí)并不能達(dá)到預(yù)期的效果。這時(shí)教師可以調(diào)整教學(xué)順序，保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利開(kāi)展。例如，7年級(jí)上冊(cè)植物的光合作用中，探究陽(yáng)光在植物生長(zhǎng)中的作用實(shí)驗(yàn)，按照正常教學(xué)進(jìn)度該實(shí)驗(yàn)大致在11月初進(jìn)行，但蘇州11月的光照強(qiáng)度不夠，溫度一般低于20℃，此時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)效果不明顯。因此，教師可以把這節(jié)內(nèi)容適當(dāng)提前到10月初進(jìn)行教學(xué)，保證實(shí)驗(yàn)效果。再如7年級(jí)下冊(cè)觀察水綿和桃花等實(shí)驗(yàn)，教師也可以根據(jù)獲取材料的時(shí)間來(lái)進(jìn)行教學(xué)，從而提高實(shí)驗(yàn)的成功率。

2 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方法和步驟，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)有效性

實(shí)驗(yàn)步驟是生物實(shí)驗(yàn)的重要組成部分，它具有理順?biāo)季S邏輯、構(gòu)成實(shí)驗(yàn)方案、指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)操作和鞏固知識(shí)等作用，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，將更有利于學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)，保證實(shí)驗(yàn)的有效開(kāi)展。

2.1 例1：觀察酵母菌實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)步驟與不足：7年級(jí)下冊(cè)觀察酵母菌實(shí)驗(yàn)，教材指導(dǎo)學(xué)生用滴管吸取酵母菌培養(yǎng)液，蓋上蓋玻片，制成臨時(shí)裝片觀察。此時(shí)學(xué)生已具有一定的顯微鏡理論知識(shí)，但是操作能力不強(qiáng)，加之酵母細(xì)胞體積小、無(wú)顏色、透明狀，許多學(xué)生在觀察時(shí)無(wú)法分辨酵母菌和氣泡、雜質(zhì)，嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)效果。

優(yōu)化：教師可以讓學(xué)生制作完臨時(shí)裝片后，增加用碘酒進(jìn)行染色的步驟，酵母菌易被碘酒染成黃色，學(xué)生就能快速找到并進(jìn)行觀察。

2.2 例2：觀察種子萌發(fā)的過(guò)程實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)步驟與不足：8年級(jí)上冊(cè)觀察種子萌發(fā)的過(guò)程實(shí)驗(yàn)，教材指導(dǎo)學(xué)生在大培養(yǎng)皿中墊上濕棉花，每隔2天有序放幾粒種子，直到最先放入的種子長(zhǎng)出幼葉為止。該實(shí)驗(yàn)不足主要有：①步驟較繁瑣，需要學(xué)生投入課外的時(shí)間和精力，實(shí)施起來(lái)有一定難度；②實(shí)驗(yàn)中對(duì)濕棉花中水分要求較高，水份過(guò)多會(huì)引起種子發(fā)霉和腐爛，水分過(guò)少不利于種子的萌發(fā)，學(xué)生不好把握；③在培養(yǎng)皿中實(shí)驗(yàn)不利于種子萌發(fā)生長(zhǎng)的后續(xù)觀察。

優(yōu)化：教師可以指導(dǎo)學(xué)生把浸泡后剛萌發(fā)出胚根的種子固定在筷子或者較粗的吸管上，放入盛水的燒杯中，如圖2(a)所示?；蛘邔⒎N子包裹上濕棉花放在盛有水的錐形瓶中，如圖2(b)所示。保證胚根接觸到水，學(xué)生可以每天觀察種子萌發(fā)的情況。這樣既簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)操作步驟，又能讓學(xué)生更清晰的觀察，直接體驗(yàn)到了一粒小小種子的強(qiáng)大生命力，從而產(chǎn)生對(duì)生命的尊重和敬畏之情，在潛移默化中達(dá)到教育的目的。在教學(xué)中，有時(shí)候教師一個(gè)小小的改變，就會(huì)帶來(lái)不一樣的效果。

圖2 觀察種子萌發(fā)實(shí)驗(yàn)裝置圖

3 整合理化實(shí)驗(yàn)，突破教學(xué)重難點(diǎn)

任何一門學(xué)科都不是孤立的，互相間有著緊密的聯(lián)系。生物學(xué)中有很多概念是跨學(xué)科的，比如光合作用中的光能和化學(xué)能、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)中包含有機(jī)物和無(wú)機(jī)物等。在初中生物教學(xué)中，也有一些需要以物理、化學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)，但是初一、初二的學(xué)生由于欠缺相關(guān)知識(shí)，這些實(shí)驗(yàn)往往是學(xué)生理解的難點(diǎn)。因此，涉及到此類實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可以整合物理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明實(shí)驗(yàn)的原理，幫助學(xué)生更好的分析和理解生物實(shí)驗(yàn)。例如，7年級(jí)上冊(cè)模擬肺部呼吸運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，教師可以利用針筒進(jìn)行演示，如圖3所示：①針筒靜止，兩邊氣壓相等，推桿不移動(dòng)；②手指按住針口，用手將推桿往左移動(dòng)，放開(kāi)手后，推桿向右移動(dòng)；③手指按住針口，用手將推桿往右拉，放開(kāi)手后，推桿向左移動(dòng)。學(xué)生通過(guò)分析就能理解“相同條件下，相同質(zhì)量的氣體，體積越大，壓強(qiáng)越??；體積越小，壓強(qiáng)越大”的物理學(xué)原理，從而順利解釋呼吸過(guò)程是因?yàn)榉尾繗鈮鹤兓瘜?dǎo)致氣體的進(jìn)出，深入理解呼吸運(yùn)動(dòng)是因?yàn)樾乩倪\(yùn)動(dòng)導(dǎo)致了肺的呼吸這一重難點(diǎn)知識(shí)，糾正學(xué)生原本認(rèn)為的呼吸導(dǎo)致了胸廓運(yùn)動(dòng)這一錯(cuò)誤前概念。再如學(xué)生在探究魚類適于水中生活的特征時(shí)，也可以借助塑料瓶、氣球和推拉針筒模擬魚鰾氣體的進(jìn)出(見(jiàn)圖4)，從而理解魚類在水中上浮下潛的原理。

圖3 針筒演示模擬肺部呼吸運(yùn)動(dòng)

圖4 模擬魚類在水中的浮沉裝置圖

總之，教師在教學(xué)中需要多關(guān)注學(xué)生的認(rèn)知情況和實(shí)驗(yàn)的有效開(kāi)展情況，尋找實(shí)驗(yàn)中的難點(diǎn)和不足之處，從優(yōu)化實(shí)驗(yàn)用具和材料、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)步驟等方面進(jìn)行不斷的嘗試和改進(jìn)，解決實(shí)驗(yàn)中的不足，才能真正做到讓實(shí)驗(yàn)促進(jìn)課堂教學(xué)，用實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生能力，以實(shí)驗(yàn)來(lái)提高學(xué)生的生物學(xué)科素養(yǎng)。