談生物教材中經(jīng)典實驗的挖掘和處理

李潔

摘要：經(jīng)典實驗是科學(xué)家精心思考、巧妙設(shè)計，反復(fù)實踐，經(jīng)后人多次重復(fù)證明是正確的一些最具代表性的實驗。經(jīng)典實驗常常與生物學(xué)發(fā)展史密切聯(lián)系，是學(xué)生獲得生物學(xué)實驗方法的重要途徑。

關(guān)鍵詞：經(jīng)典實驗;探究;思維

高中生物教材中列舉了歷史上許多科學(xué)家所做的一些經(jīng)典實驗，在我們平時的教學(xué)中，對于這些經(jīng)典實驗往往是只關(guān)注表面的生物學(xué)知識，而忽視其深層次的科學(xué)思想和精神。筆者在平時教學(xué)中注意了對這些經(jīng)典實驗的挖掘和處理，收獲到了意想不到的效果。

一、搜集資料，了解探索歷程

很多經(jīng)典理論的得出，要經(jīng)過多為科學(xué)家歷經(jīng)幾十年甚至百年的不懈探究才能形成，而課本的介紹只是點到為止，如果讓學(xué)生利用課余時間查閱相關(guān)資料，了解科學(xué)家的探索歷程，對于學(xué)生知識體系的構(gòu)建，更加深入理解生物學(xué)原理，以及體驗科學(xué)探究的艱辛都是很好的途徑。例如新教材必修一關(guān)于生物膜的結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建 ，如果只是作為生物學(xué)知識的傳遞，教師只需簡單講解加以學(xué)生的自學(xué)即可掌握，而這顯然未達(dá)到應(yīng)有的教學(xué)目標(biāo)。這里不僅有知識目標(biāo)，更應(yīng)該包含情感和科學(xué)價值觀的目標(biāo)。教學(xué)中我讓學(xué)生課后搜集整理資料，系統(tǒng)的了解生物膜模型構(gòu)建的過程及跨越的年代，同學(xué)們通過查閱資料，發(fā)現(xiàn)生物膜的模型種類很多，除了書本中介紹的羅伯特森提出的單位膜模型和桑格、尼克森提出的流動鑲嵌模型之外，還有晶格鑲嵌模型和板塊鑲嵌模型，這些模型都是從不不同角度描述了生物膜的結(jié)構(gòu)特征，并且大家還以小論文的形式展現(xiàn)出來。通過這種探究，既培養(yǎng)了學(xué)生的協(xié)作精神，又能感知到科學(xué)探究的艱辛和樂趣。

二、構(gòu)建模型，體驗探究艱辛

我們知道，沃森和克里克在前人研究的基礎(chǔ)之上，創(chuàng)造性的構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，向世人傳遞了一個劃時代的訊息。在本節(jié)教學(xué)中，我舍棄了實驗室現(xiàn)成的模型材料，而是布置學(xué)生分小組課后自己制作模型，材料不限。果然同學(xué)們各顯神通，有的用橡皮泥，有的用塑料剪接，還有的用彩色硬紙板制作模型，然后在課堂上師生們一起對這些模型進(jìn)行評比，好的作品還放在學(xué)校生物標(biāo)本室展覽。同學(xué)們在此過程中不僅體會到創(chuàng)作的快樂，同時也對DNA的結(jié)構(gòu)特點有了深刻的認(rèn)識。

三、重做實驗，再走探索之路

對于這些經(jīng)典實驗，我一直在想如果能讓我們同學(xué)自己模仿前人重新演示，那無疑是最深刻的體驗了。限于條件很多實驗無法開展，但是光合作用的探究歷程中薩克斯的實驗我覺得可以讓同學(xué)們嘗試一下。生物興趣小組利用課余時間自己組織開展了，實驗比較成功但是過程中也遇到了一些問題，比如對于淀粉的檢測要在光照后及時進(jìn)行，時間如果間隔過長，淀粉可能轉(zhuǎn)化或運(yùn)輸。實驗中光照處理的一半葉片可能有淀粉轉(zhuǎn)移進(jìn)來，影響結(jié)果的檢測等。另外，何時對葉片進(jìn)行脫色處理、如何處理，都是需要考慮的問題。

關(guān)于生長素的發(fā)現(xiàn)過程，往年在教學(xué)這節(jié)內(nèi)容時，學(xué)生普遍覺得抽象，教師也感到棘手。于是我引導(dǎo)學(xué)生以興趣小組的形式課后進(jìn)行實驗探究，重走科學(xué)家的探索之路，這次嘗試有一些讓我感到驚奇和感動的地方。首先，敢于創(chuàng)新。比如在做溫特的實驗時，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)由于切面太小，胚芽鞘嬌嫩，瓊脂塊放置胚芽鞘尖端切面的一側(cè)非常困難，無論如何都無法成功，后來同學(xué)們大膽創(chuàng)新，用玉米胚芽鞘尖端榨出的液體定期涂在切面的一側(cè)，實驗也獲得了成功。很多實驗看似簡單，真正要親手實踐才會發(fā)現(xiàn)有很多不可控制因素，同學(xué)們的這種遇到困難沒有退卻、放棄，而是積極思考、勇于創(chuàng)新的精神已經(jīng)讓人感動。

四、評價實驗，提倡質(zhì)疑精神

經(jīng)典實驗是科學(xué)家精心思考、巧妙設(shè)計，反復(fù)實踐，經(jīng)后人多次重復(fù)證明是正確的一些最具代表性的實驗。但是高中教材的描述有的并不客觀，可能是編寫的專家想盡可能簡單明了的闡述問題。例如，對于光合作用的探究歷程中魯賓和卡門的實驗，教材描述用H218O和CO2的實驗結(jié)果是釋放的氧氣全部為18O2，而H2O 和C18O2的實驗結(jié)果是釋放的氧氣全部為O2，而有的同學(xué)提出兩組實驗中有機(jī)物氧化分解產(chǎn)生的水均可以參與光合作用釋放氧氣，因此不能說全部為18O 或O2。由于條件限制，無法通過實驗加以驗證，通過網(wǎng)上查閱歷史上真實的魯賓卡門實驗，發(fā)現(xiàn)教材中對實驗過程和實驗結(jié)果的敘述也是不符合事實的。魯賓和卡門的實驗是分3組進(jìn)行的，實驗對象是小球藻。在光照條件下，每一組給小球藻提供的水和碳酸氫鹽（用以供給CO2）中含有不同比率的18O，在其他條件相同的情況下，他們分析了每一組釋放的氧氣中18O的比率，發(fā)現(xiàn)它與水中18O的比率相稱，而與碳酸氫鹽中18O的不同。

總之，生物是一門實驗探究學(xué)科，很多知識理論的形成均要通過實驗得出，而教材中的經(jīng)典實驗無疑是教學(xué)中最好的案例。因此，合理的運(yùn)用、挖掘教材中的經(jīng)典實驗可以有效地提高教學(xué)效果，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]齊利生：生物學(xué)——對生命本質(zhì)的探討 [美]Stanley L. Weinberg著，復(fù)旦大學(xué)、南開大學(xué)、北京大學(xué)、山東大學(xué)、北京師范大學(xué)、廈門大學(xué)合譯;人民教育出版社1981年6月第1版）第162頁