高中生物實(shí)驗(yàn)課的深度學(xué)習(xí)研究與思考

張浩勇

摘要：實(shí)驗(yàn)是生物學(xué)科的特色，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生可以觀察到更加清晰的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，將演示實(shí)驗(yàn)更改為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，選取植物幼苗，降低實(shí)驗(yàn)難度，增加實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與，積極思考，培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)科素養(yǎng)，因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)成為高中生物課堂教學(xué)的主旋律。

關(guān)鍵詞：高中;生物實(shí)驗(yàn)課;深度學(xué)習(xí);研究

高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是基于深度學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)教師主導(dǎo)下的學(xué)生主動(dòng)參與、積極建構(gòu)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的核心素養(yǎng)的發(fā)展;基于養(yǎng)成樂(lè)于研究、敢于創(chuàng)新、甘于實(shí)踐的科學(xué)精神和科學(xué)思維習(xí)慣，是培養(yǎng)“人”的教育。本文以初高中銜接教材中的《植株的生長(zhǎng)》一課為例加以闡述高中生物實(shí)驗(yàn)課的深度學(xué)習(xí)。

一、觀察根毛

教材中觀察長(zhǎng)出根毛的幼苗屬于分組實(shí)驗(yàn)，需要教師培養(yǎng)大量的幼苗，人教版教師用書(shū)中有指導(dǎo)教師培養(yǎng)幼苗的過(guò)程，但其實(shí)驗(yàn)裝置比較復(fù)雜，需要投入較多的人力和材料，筆者改為直接把種子放在培養(yǎng)皿上培養(yǎng)。筆者在課下嘗試過(guò)黃豆種子、蘿卜種子和小麥種子，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這三種植物種子發(fā)芽的速度雖然都很快，但是黃豆和小麥種子觀察根毛的現(xiàn)象不理想，尤其是黃豆種子的幼根很光滑，幾乎看不到根毛的存在，最終選擇培養(yǎng)蘿卜種子進(jìn)行觀察幼根根尖和根毛。把蘿卜種子放置在浸濕的黑色紙張上面，種子數(shù)量3—5粒，分散地放置在培養(yǎng)皿中，為保持減少水分的散失，在種子的上面再覆蓋上一層浸濕的紙巾，并隨時(shí)保持著紙巾的濕潤(rùn)狀態(tài)（晚上可以蓋上蓋子），在20℃左右下，大約在第3—4天觀察根毛為最佳，輕輕拿走上面覆蓋的紙巾，在上課學(xué)生觀察的時(shí)候，直接分發(fā)培養(yǎng)皿，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程不觸碰蘿卜幼苗，避免了根毛受到損傷而影響觀察，從圖片到學(xué)生親眼所見(jiàn)，學(xué)生在課堂上直接清楚地觀察了根尖和毛茸茸的根毛，紛紛描述了自己眼中的根尖和根毛，進(jìn)一步猜測(cè)出根毛的功能，取得了良好的學(xué)習(xí)效果。

二、研究幼根生長(zhǎng)

教學(xué)中，教師用圖片增強(qiáng)學(xué)生的形象記憶。同樣經(jīng)過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)選擇了黃豆種子，我們知道根尖應(yīng)該是很小的一小段，剪斷一厘米左右就可以將其根尖去掉，黃豆種子生長(zhǎng)的速度快，選取相同長(zhǎng)度的黃豆芽，一個(gè)剪斷根尖，一個(gè)不剪斷根尖，拍個(gè)照片，培養(yǎng)兩天左右的時(shí)間，再拍個(gè)照片，學(xué)生直接對(duì)比這兩組照片，就可以很清楚地看到，一個(gè)幼根伸長(zhǎng)了，另一個(gè)幾乎沒(méi)有生長(zhǎng)，還是原來(lái)的長(zhǎng)度。這個(gè)實(shí)驗(yàn)方便易行，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，可以建議學(xué)生在家人發(fā)豆芽的時(shí)候嘗試。

三、植物的生長(zhǎng)需要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)

1.比較植株在蒸餾水和營(yíng)養(yǎng)液中的生長(zhǎng)狀況，演示實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變成分組實(shí)驗(yàn)。在課前筆者嘗試培養(yǎng)了教材使用的實(shí)驗(yàn)材料玉米幼苗，發(fā)現(xiàn)用玉米種子一個(gè)是萌發(fā)需要的時(shí)間長(zhǎng)，二是幼苗生長(zhǎng)到10厘米左右的以后，幾乎看不出繼續(xù)生長(zhǎng)的現(xiàn)象（原因留作下次探究），正當(dāng)感到實(shí)驗(yàn)做不下去的時(shí)候，偶然去超市看到有賣芽苗菜的，售賣的芽苗有小麥苗、豌豆苗，于是嘗試用現(xiàn)成的幼苗實(shí)驗(yàn)，一組小麥幼苗里的液體是營(yíng)養(yǎng)液，一組小麥幼苗里的液體是純凈水（代替了蒸餾水），比較植物幼苗在蒸餾水中和營(yíng)養(yǎng)液中的生長(zhǎng)狀況，記錄了五天的小麥幼苗的株高，從植物的株高和生長(zhǎng)速度對(duì)比，可以看出營(yíng)養(yǎng)液中的小麥苗生長(zhǎng)的速度比較快，得出植物的生長(zhǎng)確實(shí)需要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（無(wú)機(jī)鹽）。

2.探究植物生長(zhǎng)需要量最多的是氮、磷和鉀。在課堂教學(xué)中，要想讓學(xué)生牢固掌握某方面的知識(shí)，不僅要激發(fā)他們積極思考，也要引導(dǎo)他們積極動(dòng)手操作，只有給學(xué)生盡量多的動(dòng)手機(jī)會(huì)，利用多種感官活動(dòng)的優(yōu)勢(shì)，才能更好地突出學(xué)科知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)。筆者鼓勵(lì)學(xué)生親自動(dòng)手完成該項(xiàng)探究實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程，購(gòu)買了氮肥、磷肥和鉀肥，準(zhǔn)備3個(gè)空瓶，其中三個(gè)分別裝上蒸餾水，一個(gè)瓶中加入氮肥和磷肥，屬于缺鉀;一個(gè)瓶中加入鉀肥和氮肥，屬于缺磷;一個(gè)瓶中加入鉀肥和磷肥，屬于缺氮，再加一個(gè)空瓶裝上營(yíng)養(yǎng)液做對(duì)比，選取等量的小麥苗，分別澆灌上述等量溶液，做好標(biāo)記，進(jìn)行培養(yǎng)。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)要在課前一周開(kāi)始，本實(shí)驗(yàn)要求空間不大，瓶子用空的礦泉水瓶即可，所以學(xué)生在班級(jí)就可以進(jìn)行，還方便學(xué)生隨時(shí)觀察，記錄現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象非常清晰，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出缺少氮、磷和鉀都會(huì)嚴(yán)重影響到幼苗的生長(zhǎng)，幼苗變得稀疏，葉子枯干、發(fā)黃，而營(yíng)養(yǎng)液中的小麥苗長(zhǎng)勢(shì)良好。學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中得出結(jié)論，改變了以往從教材上直接獲取知識(shí)的方式，更有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握。在該實(shí)驗(yàn)中筆者指出：雖然此種方法做出了缺氮肥、缺磷肥和缺鉀肥的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，但應(yīng)該向?qū)W生說(shuō)明的是，植物的生長(zhǎng)需要的無(wú)機(jī)鹽目前被確定的有16種，我們?cè)O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中，并不是只缺氮、缺磷或是缺鉀，那為什么我們還是看到了氮、磷、鉀缺少時(shí)對(duì)幼苗的影響大呢？通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠理解這是因?yàn)檫@三種無(wú)機(jī)鹽是植物生長(zhǎng)過(guò)程中需要量最多的。

四、實(shí)驗(yàn)的深度探究

進(jìn)一步探究過(guò)量使用無(wú)機(jī)鹽對(duì)植株生長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)缺少無(wú)機(jī)鹽會(huì)影響植株的生長(zhǎng)，那過(guò)量使用無(wú)機(jī)鹽行不行呢？考慮到本節(jié)課學(xué)生已經(jīng)做了很多實(shí)驗(yàn)，過(guò)量使用無(wú)機(jī)鹽對(duì)植株生長(zhǎng)的影響，就設(shè)計(jì)多氮一組實(shí)驗(yàn)，選取兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組負(fù)責(zé)探究多氮，與上述探究植物生長(zhǎng)需要無(wú)機(jī)鹽的實(shí)驗(yàn)同步，用加了氮肥的營(yíng)養(yǎng)液澆灌小麥苗，這個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)生也很容易看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，幼苗都萎蔫了，嚴(yán)重缺水，與燒苗現(xiàn)象相似。該探究可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考，發(fā)散了學(xué)生的思維。

總之，一個(gè)簡(jiǎn)單的生物實(shí)驗(yàn)可能需要很長(zhǎng)的時(shí)間，沒(méi)有深度的探究就不會(huì)得到深度的認(rèn)知，作為一名優(yōu)秀的高中生物教師，要通過(guò)這種深度學(xué)習(xí)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)和初步的科研能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃金鑒.高中生物教學(xué)中啟發(fā)式教學(xué)方法的運(yùn)用[J].高考，2019（20）.

（作者單位：甘肅省秦安縣第一中學(xué)，甘肅 秦安741600）