基于深度教學(xué)研究的高中生物實(shí)驗(yàn)改進(jìn)策略

黃增財(cái) 鄭曉花

摘要：根據(jù)深度教學(xué)特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)際，從實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)材料和對(duì)實(shí)驗(yàn)有效整合等方面對(duì)高中生物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行部分改進(jìn)，旨在提升實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蜕飳W(xué)科素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：深度教學(xué) ?高中生物 ?實(shí)驗(yàn) ?改進(jìn)策略

高中生物教材中的實(shí)驗(yàn)都是專家們經(jīng)過(guò)多次考量而精心設(shè)計(jì)的。高中生物實(shí)驗(yàn)從方案、內(nèi)容、設(shè)計(jì)、材料和方法等方面都是從統(tǒng)一性和普遍性的角度出發(fā)，對(duì)于各地差異和地方特色，無(wú)法做到完全兼顧。而課標(biāo)也提到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)多樣化，鼓勵(lì)師生在采用規(guī)范的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，也可以設(shè)計(jì)低成本、低消耗、低（無(wú)）污染的教學(xué)實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)也能夠培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，以及敢于質(zhì)疑、敢于創(chuàng)新的精神。

近些年，深度教學(xué)為廣大一線教育工作者所提倡和實(shí)施。深度教學(xué)的基本理念就是追求教學(xué)的發(fā)展性，這也是課堂教學(xué)改革的根本。深度教學(xué)追求實(shí)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)在發(fā)展價(jià)值的同時(shí)，極其強(qiáng)調(diào)反思性學(xué)習(xí)、批判性思維。筆者以本區(qū)域高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)部分高中生物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有效的嘗試、改進(jìn)和總結(jié)。

一、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段，是很多教師容易忽略的，因?yàn)榻處熣J(rèn)為已經(jīng)交代學(xué)生要做哪些實(shí)驗(yàn)，用到的實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)儀器在教材里已經(jīng)明確體現(xiàn)，學(xué)生們要做的就是及時(shí)去預(yù)習(xí)，熟記實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要點(diǎn)。其實(shí)不然，對(duì)教師來(lái)說(shuō)，教材內(nèi)的實(shí)驗(yàn)當(dāng)然是熟知的，直觀的;可對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，教材里未學(xué)習(xí)過(guò)的實(shí)驗(yàn)往往是一大段費(fèi)解的文字?；谶@種學(xué)習(xí)困難，教師在開展實(shí)驗(yàn)前，可以通過(guò)課堂進(jìn)行相應(yīng)的教師示范和教師輔導(dǎo)進(jìn)行有效的學(xué)習(xí)幫助。針對(duì)一些微觀、抽象且不易操作的實(shí)驗(yàn)，教師還可通過(guò)制作微課視頻，用相應(yīng)的圖片和影像對(duì)學(xué)生的困惑進(jìn)行有效的釋疑、解答。例如在《培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化》的實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行授課前，制作了微課視頻《血球計(jì)數(shù)板的使用》，利用微課短小精悍、信息量大、化微觀抽象為直觀形象的特點(diǎn)，布置學(xué)生在課前觀看并及時(shí)解答微課布置的幾個(gè)小問(wèn)題。在后續(xù)的該部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容授課中，學(xué)生們根據(jù)課前觀看的微課介紹，就能有效地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，完成教學(xué)內(nèi)容。

二、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

在必修二第一章性狀分離比的模擬實(shí)驗(yàn)中，教材中的實(shí)驗(yàn)用甲、乙兩個(gè)小桶分別代表雌、雄生殖器官;兩種不同顏色的彩球各20個(gè)，一種彩球標(biāo)記D，另一種彩球標(biāo)記d……這部分內(nèi)容容易造成學(xué)生理解上的偏差：學(xué)生會(huì)誤解為雌雄配子的數(shù)量比為1∶1。因此建議進(jìn)行如下的修改：準(zhǔn)備不同形狀或兩種顏色的兩個(gè)小桶，代表雌性卵巢的小桶內(nèi)仍然放有小球20粒（兩種顏色小球各10粒），代表雄性精巢的小桶內(nèi)放有小球100粒（兩種顏色小球各50粒）。這樣的改進(jìn)，有利于學(xué)生獲得準(zhǔn)確的感性認(rèn)識(shí);有利于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維和強(qiáng)化學(xué)生的知識(shí)體系，直指分離定律的問(wèn)題實(shí)質(zhì);有利于學(xué)生思考和分析實(shí)驗(yàn)，突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)。

三、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法

高中生物實(shí)驗(yàn)中，有些實(shí)驗(yàn)方法按照教材要求進(jìn)行，操作難度大，操作時(shí)間長(zhǎng)，而且觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不理想。以下是三個(gè)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法的實(shí)例：

（1）在使用洋蔥鱗莖外表皮觀察植物細(xì)胞的滲透吸水與失水實(shí)驗(yàn)中，在撕取洋蔥鱗莖外表皮時(shí)，教材建議用刀片在洋蔥鱗莖上劃一個(gè)“井”字，然后再用鑷子夾住切口旁的外表皮，進(jìn)行輕輕的撕取。其實(shí)這個(gè)操作并不容易，因?yàn)檠笫[外表皮在撕取過(guò)程中容易卷曲斷裂，并且使用刀片無(wú)形中增加了一定的安全隱患?？捎脙墒帜笾云鋸澢姆捶较蜉p輕折斷，折斷處會(huì)有“藕斷絲連”的感覺，這個(gè)“絲”就是大片的外表皮。同理，在觀察“線粒體在細(xì)胞中的分布”實(shí)驗(yàn)中，如需獲取內(nèi)表皮，也可以采用如此“掰斷”的方法，只不過(guò)要順著鱗片彎曲方向進(jìn)行輕輕折斷。

（2）在生物教材中涉及的另一個(gè)用刀片的實(shí)驗(yàn)就是“檢測(cè)生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)”，教材建議用雙面刀片對(duì)浸泡過(guò)的花生子葉進(jìn)行徒手切片，而且要求越薄越好。筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生們對(duì)此操作完成不好，大量課堂時(shí)間被用來(lái)切片，慌亂不說(shuō)，還忽略了對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析。而對(duì)浸泡過(guò)的花生子葉統(tǒng)一進(jìn)行磨碎勻漿處理，在載玻片上進(jìn)行涂抹，制成勻漿涂片，既能節(jié)約大量實(shí)驗(yàn)時(shí)間，提高效率，又能取得良好的觀察效果。

（3）“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)，根據(jù)教材要求，通過(guò)毛細(xì)吸管吸取少量色素濾液，然后根據(jù)“水平畫法”在描有鉛筆細(xì)線的位置畫上色素濾液，要求畫得直、細(xì)、深，等到濾液細(xì)線干了以后，再重復(fù)幾次。但毛細(xì)吸管較粗，畫出的線粗細(xì)不均，而得到不整齊的色素條，影響后續(xù)的效果。筆者進(jìn)行如下改進(jìn)：在綠葉經(jīng)過(guò)研磨后，取出待用的濾紙條，在要畫上色素帶的位置進(jìn)行對(duì)折，用研磨棒蘸取不經(jīng)過(guò)過(guò)濾的色素溶液，在折痕位置輕輕地直線涂幾次，所得的色素條較為整齊，而且還省去了過(guò)濾的環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)效果明顯。

四、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)材料

在“使用高倍鏡觀察葉綠體”的實(shí)驗(yàn)中，教材建議的觀察材料是黑藻。有些地區(qū)獲取黑藻很難，獲取苔蘚反而容易。而且苔蘚的葉片更薄，一般只有一層細(xì)胞，觀察效果良好。 “DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)中，使用的材料是雞血，雞血作為實(shí)驗(yàn)材料有著紅細(xì)胞容易破裂的優(yōu)點(diǎn)，但是雞血很難定時(shí)定量供應(yīng)。如果改用魚的精巢，也就是俗稱的“魚白”作為實(shí)驗(yàn)材料，那么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象將因?yàn)榫矁?nèi)含有非常豐富的DNA而更加明顯。“綠葉中色素的提取”實(shí)驗(yàn)，需要添加 CaCO3 保護(hù)色素。CaCO3 不僅不容易獲取，而且不溶于水，造成色素提取液中CaCO3 白色粉末存在，一定程度上影響實(shí)驗(yàn)效果。同為弱堿性物質(zhì)的Na2CO3 不但易溶于水，而且同樣能保護(hù)葉綠素，會(huì)使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯，在市面上的堿面（Na 2CO 3）也很多?！凹?xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，用到的 NaOH是強(qiáng)堿，具有強(qiáng)烈腐蝕作用，產(chǎn)生的廢液會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。使用紅墨水代替 NaOH和酚酞的實(shí)驗(yàn)效果不僅良好，而且安全并能有效阻止污染產(chǎn)生。通過(guò)多種材料反復(fù)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生熟練了實(shí)驗(yàn)操作的基本技能后，對(duì)課本實(shí)驗(yàn)材料的再次探索，可激活求異思維觀，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。

五、對(duì)各個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有效整合

在高中生物實(shí)驗(yàn)操作中，因?yàn)檎n堂時(shí)間有限，所以對(duì)各個(gè)實(shí)驗(yàn)從時(shí)間上的整合很有必要?！皩?duì)于植物組織中的還原糖鑒定”實(shí)驗(yàn)，教師可以先期用榨汁機(jī)制作好大量的蘋果或梨的勻漿。對(duì)于水浴加熱環(huán)節(jié)，可以先期燒好開水，冷卻至50～65攝氏度，并放置在相應(yīng)的保溫容器中保溫，再將學(xué)生們滴加了斐林試劑的待測(cè)樣液進(jìn)行水浴加熱即可。

事物都是不斷發(fā)展變化的，作為基礎(chǔ)自然科學(xué)的中學(xué)生物學(xué)亦是如此。教師必須克服守舊和囿于定論的思想，從尊重學(xué)科特點(diǎn)和學(xué)生長(zhǎng)遠(yuǎn)利益出發(fā)，勤于思考、總結(jié)與反思，對(duì)原有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行行之有效的改進(jìn)，既達(dá)成了在深度教學(xué)的目標(biāo)要求，又讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作，掌握用發(fā)展的眼光看待問(wèn)題的能力，為今后自身發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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