生物學教師實驗技能大賽的試題分析及思考

呂國裕

(福建省廈門市海滄實驗中學 361026)

為促進生物學教師積極開展實驗教學的探索和研究，鼓勵教師對實驗方法和實驗設計進行改進創(chuàng)新，提升教師實驗教學的水平，在教學中為學生創(chuàng)設更豐富科學的實驗情境，增強學生對科學知識的感性認識和探究性體驗，提高學生分析問題與解決問題的能力，福建省在省、市、區(qū)縣舉行生物學教師實驗技能比賽已有多年。作為歷屆教學技能大賽三大板塊之一，筆者參與了2015年廈門市教學技能淘汰賽的評委工作，現(xiàn)將其中的生物學試題進行整理、分析如下。

1 比賽試題

1.1 試題 請按照要求，面對評委，在15min內(nèi)講解并完成實驗演示過程。

(1)實驗目的：探究影響細胞代謝速率的因素。

(2)實驗備選器材：黑藻，紫色洋蔥，蒸餾水，30%蔗糖溶液，0.5mol/L的硝酸鉀溶液，試管，試管架，大、小燒杯若干，膠頭滴管，吸水紙，熱水，冰水，溫度計，刀片，載玻片，蓋玻片，紗布，標簽號，顯微鏡，水浴鍋等。

(3)實驗要求：①請板書你要探究的實驗題目；②請說出實驗設計思路；③正確選擇實驗材料和用具；④邊解說邊演示操作步驟；⑤根據(jù)實驗結果進行合理的解釋。

1.2 參考答案 根據(jù)選手口述和操作，整理如下。

(1)方案1：探究溫度對細胞代謝速率的影響(或探究溫度對植物細胞質(zhì)流動速率的影響)。

設計思路：用顯微鏡觀察黑藻葉片在不同溫度下的細胞質(zhì)流動速率(葉綠體作參照)。制作臨時裝片，分成兩組，一組在室溫條件下；另一組在溫水中觀察。若在溫水中細胞質(zhì)流動速率加快，則說明一定范圍內(nèi)溫度升高細胞代謝速率加快。

實驗操作：①調(diào)配溫水：取2個小燒杯，1個裝蒸餾水；另2個用熱水和冰水將溫度調(diào)至40℃，貼上標簽“常溫”和“溫水”；②處理黑藻：將黑藻分別放置在“常溫”“溫水”兩個燒杯中，一段時間后取出黑藻；③制作臨時裝片：取2片載玻片，貼上標簽，分別滴加1滴蒸餾水和溫水，取對應的黑藻葉片，制作臨時裝片；④高倍觀察：分別觀察室溫和溫水條件下的細胞質(zhì)流動速率；⑤得出實驗結果和結論。

(2)方案2：探究溫度對細胞代謝速率的影響(或探究溫度對植物細胞質(zhì)壁分離及復原速率的影響)。

設計思路：用顯微鏡觀察紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞在不同溫度下質(zhì)壁分離及復原的速率。制作臨時裝片，分成兩組，一組在室溫條件下觀察，另一組在較高溫度中觀察。若在較高溫度下質(zhì)壁分離及復原速率加快，則說明一定范圍內(nèi)溫度升高細胞代謝速率加快。

實驗操作：①處理硝酸鉀溶液：取2支試管，分別裝入等量0.5mol/L的硝酸鉀溶液，1支置于常溫下；另1支置于40℃溫水水浴保溫；②制作臨時裝片：取2片載玻片，1片滴加常溫0.5mol/L的硝酸鉀溶液，另一片滴加40℃0.5mol/L的硝酸鉀溶液，取紫色洋蔥鱗片葉外表皮，制作臨時裝片；③觀察并記錄：觀察溫水和室溫下的裝片，記錄質(zhì)壁分離和自動復原的時間；④得出實驗結果和結論。

(3)方案3：探究傷害對細胞代謝速率的影響。設計思路：用顯微鏡觀察黑藻在傷害與不傷害下的細胞質(zhì)流動速率。制作臨時裝片，分成兩組，一組將黑藻葉片用刀片切一刀；另一組不切。若在傷害下細胞質(zhì)流動速率加快，則說明一定的傷害會加快細胞代謝速率。

實驗操作：①處理黑藻：將1片黑藻葉片用刀片切一刀；另一葉片不切；②制作臨時裝片：取2片載玻片，貼上標簽，分別滴加一滴蒸餾水，取切過的黑藻葉片和正常葉片，制作臨時裝片；③高倍觀察：分別觀察細胞質(zhì)流動速率；④得出實驗結果和結論。

2 試題分析

2.1 命題意圖 這是一個開放的實驗試題，目的是考查選手正確選擇實驗器材，利用現(xiàn)場材料設計最佳實驗方案，并規(guī)范性實施操作演示。著重考查選手語言表達能力、實驗動手探究的能力以及臨場應變能力。期望通過選手的參與與輻射，帶動生物學教師提高實驗教學質(zhì)量。

2.2 題目特點 這種用于考查教師實驗技能的試題，一般來源于教材，但又高于教材。不同于教材中必做的基礎實驗，因為是原創(chuàng)的試題，須確保試題的公平性。但試題涉及的實驗原理、實驗原則、實驗方法、實驗器材等應是選手十分熟悉的。從近幾屆比賽試題看，顯微鏡是常用的器材，試題圍繞顯微鏡觀察命制。

本實驗的實驗目的是“探究影響細胞代謝速率的因素”，其中“探究影響因素”類同于教材中探究影響光合作用的因素，細胞代謝速率的觀察指標可聯(lián)系教材中觀察胞質(zhì)流動實驗，也可聯(lián)想細胞質(zhì)壁分離和復原實驗，試題的“妙”就在于讓選手既熟悉，又“陌生”。

2.3 預期與實測 學生設計實驗，一般只要求寫出設計方案即可，而教師實驗技能大賽，則要求選手在15min內(nèi)既要讀題，又要審題;既要設計方案，又要操作演示;既要演示實驗，又要邊做邊說。難度之大，可想而知。

要做好本實驗，需要選手過硬的實驗基本素養(yǎng)和良好的心理素質(zhì)。實驗的目的是明確的，難度在于實驗題目的擬定；題目正確擬定后，實驗的變量就好確定，難度在于正確選擇器材；器材選對后，難度在于操作細節(jié)的規(guī)范性；一切都準備好后，難度便在于時間的把控。

3 對生物學教師的啟示

在平時的實驗教學中，多數(shù)教師作為教練，以“旁觀者”的身份“指手劃腳”，自己沒有真正動手操作，致使最簡單的“規(guī)范”也熟視無睹。只有自己多做實驗，才能了解實驗的重點和難點，真正理解學生設計實驗的思維障礙，解決實驗教學薄弱的“老大難”問題。教師應放下架子和面子，甘當“學生”，不能做不會游泳的“教練”。

這種活動，對于參與的評委老師也受益匪淺。因優(yōu)秀選手的思路“五花八門”，設計方案各異，有些想法則超出預期，或優(yōu)于參考設計方案，這對評委也是一種考驗。在評選過程中，既是評委，又是“學生”，是很好的一種微學習。

優(yōu)秀的實驗技能比賽試題，要有一定的開放度，方能考查選手的實驗素養(yǎng)，提供可供選擇的器材用具，才能考查選手思維的靈活性。生物學實驗技能大賽要扎根于實驗教學，服務實驗教學，推動實驗教學。