淺談高中生物實驗改進(jìn)——以必修一為例

王東雷

實驗教學(xué)是高中生物的重要組成部分，在生物教學(xué)中作用與地位不可忽視。它不僅能提高學(xué)生的實際操作能力、合作交流能力，而且有助于學(xué)生對于知識的獲取與理解，提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。在實際教學(xué)過程中，實驗教學(xué)卻沒能很好地體現(xiàn)其價值。原因有：1.條件的限制。如課時不充足，實驗室短缺。2.實驗本身存在的問題。如部分實驗由于其材料難獲取而不能開展，部分實驗操作繁瑣，很難得到預(yù)期結(jié)果。3.應(yīng)試模式的影響。高考不考實驗操作，所以實驗課得不到重視。在多方面原因的制約下，教師上實驗課多以講實驗，看實驗視頻，做實驗題為主，抹滅了實驗操作對學(xué)生能力的促進(jìn)和培養(yǎng)功能。姑且不論原因1和3，若是由于實驗本身存在問題，我們可以通過實驗改進(jìn)來解決。

實驗改進(jìn)是指在原有實驗的基礎(chǔ)上，通過改變實驗原理、實驗方案、實驗材料和器具、實驗方法使實驗效果達(dá)到最優(yōu)化的過程，且改進(jìn)后實驗?zāi)軌蜻_(dá)到或者超過既定的目標(biāo)。實驗改進(jìn)后的最終目的是：改進(jìn)后的生物實驗?zāi)軌蛴行Ы档蛯嶒灣杀荆岣邔嶒灥拈_設(shè)率，提高學(xué)生實驗開出效果，提升實驗教學(xué)效果。

一、實驗改進(jìn)遵循的一般原則

進(jìn)行實驗教學(xué)改進(jìn)時必須要遵循實驗教學(xué)的一般原則。實驗設(shè)計應(yīng)遵循：對照性原則、平行重復(fù)原則、控制單一變量原則。實驗教學(xué)改進(jìn)和創(chuàng)新應(yīng)遵循：

1.安全性原則

保證實驗過程中的人身安全，所選試劑藥品材料為安全環(huán)保性質(zhì)的。

2.科學(xué)性原則

科學(xué)性是實驗改進(jìn)的首要問題，所創(chuàng)新的實驗在原理、方案、操作、處理及結(jié)論都應(yīng)遵循科學(xué)性原則，否則得到的結(jié)果是毫無意義的。

3.經(jīng)濟(jì)性原則

所選擇的材料、試劑、藥品、裝置最好是經(jīng)濟(jì)適用的，節(jié)約實驗成本，用最小的消耗得出預(yù)期的效果。

4.簡易性原則

麥克斯韋曾說“一項實驗，使用的材料越簡單，學(xué)生越熟悉，就越想透徹地獲得實驗所驗證的結(jié)果”，我們可以這樣去理解：實驗的教育價值往往與裝置的復(fù)雜程度成反比。因此實驗裝置宜簡不宜繁，過于復(fù)雜的裝置可能分散學(xué)生的注意力，不易抓住生命現(xiàn)象及生命活動規(guī)律的本質(zhì)。

5.明顯性原則

改進(jìn)的實驗其實驗現(xiàn)象要明顯，易于觀察。

二、實驗改進(jìn)的具體方向

對于高中生物必修1實驗教學(xué)改進(jìn)，筆者主要從從實驗設(shè)計、實驗試劑、實驗材料、實驗方案等方面入手，旨在使改進(jìn)后的實驗成本更低廉、操作更簡便、現(xiàn)象更明顯、效果更顯著。

1.實驗材料的選擇

同其他學(xué)科相比，生物實驗中所選取的材料很多都是有生命的，其有效性涉及到材料的新鮮程度、保存方法等，這就為選材增加了難度。要想找到一種取材方便、價格較低、效果明顯的材料，需要教師多次摸索，實踐。例如驗證性實驗“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”中：由于教材建議實驗材料蘋果和梨勻漿因其多酚氧化酶含量較高，組織液在空氣中久置容易被氧化成褐色或者土黃色，掩蓋反應(yīng)產(chǎn)生的顏色，影響實驗結(jié)果的觀察，故將其改為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的葡萄糖溶液或是采用瓶裝果汁（如冰糖雪梨）。

2.實驗試劑的改良

按照教材中配置好的試劑濃度在實際中使用，實驗效果并不一定是最好好的。在實驗中對于試劑的配置和使用需結(jié)合實際情況，通過多次嘗試，可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整實驗試劑的用量、濃度、比例等，以便獲得更好的實驗效果。如實驗“觀察線粒體”，教材中配置健那綠溶液比例偏高，導(dǎo)致視野中的細(xì)胞為藍(lán)色，很難找到線粒體的現(xiàn)象。改進(jìn)方法：適當(dāng)降低健那綠的濃度，配置健那綠時對健那綠溶液先進(jìn)行過濾，并在染色后用清水去浮色。

3.實驗裝置的改進(jìn)

“工欲善其事，必先利其器”。高中生物實驗裝置不復(fù)雜，但若是某些裝置的設(shè)計不嚴(yán)謹(jǐn)，就不能得到預(yù)期的實驗效果。要想提高實驗的教學(xué)效果，對實驗裝置的特點以及操作的了解是非常必要的。實驗裝置的改進(jìn)需要教師在以原有實驗?zāi)康臑闃?biāo)準(zhǔn)，改進(jìn)后的裝置必須達(dá)到可操作性強(qiáng)、實驗現(xiàn)象明顯的要求。如實驗“比較過氧化氫在不同條件下的分解”，原實驗通過氣泡產(chǎn)生快慢判斷反應(yīng)速率變化，不夠直觀。改進(jìn)方法：聯(lián)系化學(xué)實驗經(jīng)常用到的具支試管，套上小氣球，更直觀地對比氣體產(chǎn)生的多少。

l4.實驗方法的改進(jìn)

對實驗方法的改進(jìn)的目的為了獲得很好實驗效果，改進(jìn)實驗方法應(yīng)具備科學(xué)性，不能違背生物學(xué)原理。改進(jìn)后的實驗方法要達(dá)到操作性強(qiáng)，簡單可行，學(xué)生容易理解的水平。如實驗“細(xì)胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系”，試驗中酚酞的瓊脂塊制作起來較為復(fù)雜，且NaOH具有腐蝕性。改進(jìn)方案：選用安全試劑替代NaOH、選取生活中常見的的東西代替瓊脂塊、根據(jù)所選材料選擇能與材料發(fā)生顯色反應(yīng)的試劑。

歸根結(jié)底，實驗在生物教學(xué)中的重要性是毋庸置疑的，在實驗教

學(xué)中多讓學(xué)生參與實驗，在參與中交流，在交流后思考，在思考中創(chuàng)新，這樣才能真正發(fā)揮實驗在培養(yǎng)學(xué)生探究能力、科學(xué)思維能力、合作探究能力，實驗操作能力中的作用，提高學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)。

（作者單位：榆林高新中學(xué)）