優(yōu)化生物實驗設(shè)計 展現(xiàn)探究教學(xué)魅力

耿麗霞

摘 要 結(jié)合生物課程標(biāo)準(zhǔn)對教材中的一些實驗進行進一步優(yōu)化設(shè)計，注重學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，展現(xiàn)探究教學(xué)的魅力。

關(guān)鍵詞 實驗設(shè)計 課程標(biāo)準(zhǔn) 探究教學(xué)

中圖分類號 G633.91 文獻標(biāo)志碼 B

《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）明確指出，生物學(xué)課程不僅要讓學(xué)生獲得基礎(chǔ)的生物學(xué)知識，還期待學(xué)生主動地參與學(xué)習(xí)過程，養(yǎng)成理性思維的習(xí)慣，并高度重視對學(xué)生探究能力的評價。生物學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，初中生物包含了近50個不同類型的實驗。但對于一些不易操作或不夠具體的實驗設(shè)計，不少教師按部就班進行實驗，導(dǎo)致實驗效果不佳，或一些教師為了“擠時間”而變做實驗為看錄像，“練習(xí)”的效果或許不差，卻達不到培養(yǎng)學(xué)生探究能力的目標(biāo)。因此，根據(jù)新課標(biāo)的要求，筆者結(jié)合實驗實際操作的可行性和合理性原則，對教材中的一些實驗進行了優(yōu)化設(shè)計，讓每一位學(xué)生都能真正獲得學(xué)習(xí)體驗。實踐表明，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性高，教學(xué)效果顯著。

1 改進實驗裝置，關(guān)注學(xué)生體驗

瑞士教育心理學(xué)家皮亞杰曾說過：“知識來源于動作”。我國著名教育家陶行知先生也早在1927年便提出“行是知之始，知是行之成”的著名理論。這些都說明動手實踐和探究實踐的重要性。同時，新課標(biāo)大大增加了實驗教學(xué)的份量，在實驗操作過程中倡導(dǎo)學(xué)生主動參與、樂于探究、勤于動手，突出了對學(xué)生探究能力的培養(yǎng)。筆者通過改進實驗裝置并實施，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，提高了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

案例1：以蘇教版七年級上冊第六章第四節(jié)中“植物呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳”的實驗為例。教材中選用分別裝有新鮮和燙熟蔬菜的黑色塑料袋，驗證植物的呼吸作用產(chǎn)生了二氧化碳。該實驗中，新鮮植物經(jīng)過一個晝夜的呼吸作用產(chǎn)生的氣體量并不多，在塑料袋中不易將其完全擠壓出來，經(jīng)常使通入澄清石灰水中的氣體量不足，而導(dǎo)致實驗失敗。

針對以上問題，教師進行了實驗裝置的改進，如圖1所示。用礦泉水瓶代替黑色塑料袋，瓶中氣體受到擠壓易排出，且排出量較大。改進后的實驗裝置十分便于操作，即使一名學(xué)生也能獨立完成實驗。另外，礦泉水瓶易得，攜帶方便，學(xué)生也可帶回家進一步驗證。經(jīng)過這樣的改進后，每一位學(xué)生都真正獲得了學(xué)習(xí)體驗，提高了學(xué)習(xí)興趣，進而加深了對生物學(xué)知識的理解。

2 提高實驗材料可控性，化難為易

“培養(yǎng)學(xué)生具有一定的探索精神”是新課標(biāo)倡導(dǎo)的基本目標(biāo)之一。而初中生物實驗范圍較廣，涉及到生物界的各個方面，在實驗過程中實驗材料的可控性將直接影響實驗的效果和對學(xué)生探索精神的培養(yǎng)。教師通過提高實驗材料的可控性來降低實驗操作的難度，大大激發(fā)了學(xué)生的探究興趣。

案例2：以蘇教版七年級上冊第二章第二節(jié)中“蚯蚓在什么樣的物體表面爬得快”的實驗為例。教材中對探究假設(shè)蚯蚓在玻璃板（硬紙板）的物體表面爬得快只提供了簡單的實驗指導(dǎo)，而在實際的操作中往往會遇到許多難題：如蚯蚓在物體上不爬怎么辦？爬得不是直線怎么辦？怎么測量爬的直線距離呢？這些問題在實際的操作中均會出現(xiàn)，教師卻難以控制。筆者對這個實驗做了以下改進，效果良好。

首先，實驗前將蚯蚓浸泡在水中30 s，制造缺氧環(huán)境。這樣蚯蚓在脫離水后，便會產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)而不斷爬行，可解決蚯蚓不爬的問題。然后緊貼蚯蚓放置一把直尺，并記下蚯蚓爬行時的起點和終點刻度，以獲得在特定時間段內(nèi)的爬行距離，進而得知蚯蚓的爬行速度。這樣便解決了蚯蚓爬的不是直線和如何測量爬的直線距離的問題，降低了實際操作的難度，化難為易，大大提高了學(xué)生的探究興趣。

3 改進實驗方法，聯(lián)系現(xiàn)實生活

在初中生物實驗中，有些實驗材料不易制成臨時切片標(biāo)本，只好以觀察永久切片代替，這讓實驗缺乏了趣味性，也不能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。“注重與現(xiàn)實生活相聯(lián)系”是新課標(biāo)的基本理念之一。故筆者嘗試改進實驗方法，轉(zhuǎn)變思想聯(lián)系現(xiàn)實生活，化靜為動，提高了教學(xué)的高效性。

案例3：以蘇教版七年級下冊第九章第二節(jié)中“觀察小腸結(jié)構(gòu)”的實驗為例。教材中選用在顯微鏡下觀察狗小腸壁橫切片標(biāo)本，說明小腸結(jié)構(gòu)易于吸收的特點，這樣的設(shè)計較為科學(xué)卻缺乏趣味性。

教師用日常生活中的毛巾，制作簡易小腸皺襞模型，讓學(xué)生直觀、形象地觀察到小腸皺襞結(jié)構(gòu)。然后把毛巾展開，可讓學(xué)生直觀體會到小腸皺襞和絨毛大大增加了小腸內(nèi)的吸收面積的特點，進而形成結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀點（圖2）。同時，為了讓學(xué)生更加清晰地了解小腸絨毛的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，教師選用不同顏色的超輕黏土，分別作成圖3中的形狀，褐色代表小腸絨毛壁、黃色代表毛細(xì)淋巴管、藍(lán)色代表小靜脈、紅色代表小動脈組裝成小腸絨毛結(jié)構(gòu)模型。學(xué)生可以形象地看到小腸絨毛中豐富的毛細(xì)血管和毛細(xì)淋巴管，進而理解小腸絨毛有利于營養(yǎng)物質(zhì)吸收的結(jié)構(gòu)特點。改進后的實驗不僅讓學(xué)生“動起來”，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，也讓學(xué)生體會到“知識源于生活”。該實驗可選擇在學(xué)習(xí)完知識點后讓學(xué)生操作，教師也可邊講解邊讓學(xué)生操作，加深印象。

此外，在蘇教版七年級下冊第八章第三節(jié)“骨的特性與骨的成分之間的關(guān)系”的探究實驗中，教材中用“骨的煅燒”和“骨的脫鈣”兩個實驗以說明骨的成分包含無機物和有機物。骨在煅燒后剩余的成分是否是無機物呢？骨在脫鈣后剩余的成分是否是有機物呢？教材中沒有進一步的驗證，卻給學(xué)生帶來了困惑。根據(jù)骨中的無機物可溶解于鹽酸，有機物可燃燒的特點，教師增加了“煅燒后骨的脫鈣”和“脫鈣后骨的煅燒”兩個實驗，對骨的成分進行了進一步的驗證，很好地解決了學(xué)生的困惑，加深了學(xué)生對該知識點的理解。

初中生物中的實驗操作頗多，教師不能按部就班地去完成一個個實驗，應(yīng)充分開發(fā)學(xué)生自身潛力，使學(xué)生智慧思考，創(chuàng)造性地利用實驗器材和身邊的資源，使實驗設(shè)計更加合理化、人性化，使教學(xué)更具啟發(fā)性和說服力。教師要優(yōu)化實驗設(shè)計，展現(xiàn)探究教學(xué)的魅力，讓學(xué)習(xí)更輕松、更有趣。