“雙新”背景下高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考

余鳴

生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在生物教學(xué)中占有非常重要的地位。在高中生物教材中，幾乎每節(jié)課都穿插了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，目的是通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生深刻地掌握生物學(xué)知識，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰??！镀胀ǜ咧猩飳W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020修訂版）》要求：加強(qiáng)和完善生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)；實(shí)驗(yàn)設(shè)計應(yīng)該多樣化；在重視定性實(shí)驗(yàn)的同時，也應(yīng)重視定量實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在量的變化中了解事物的本質(zhì)；要注意實(shí)驗(yàn)安全教育。在當(dāng)前以考查能力和素質(zhì)為核心的新高考改革中，更加注重對實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾?，就近年來的高考試題看，實(shí)驗(yàn)的探索性思想在試題中不斷滲透，因此培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)分析和設(shè)計能力已成為高中生物學(xué)能力培養(yǎng)中非常重要的組成部分。筆者在近年的新課標(biāo)新高考背景下高中實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，進(jìn)行了有關(guān)的實(shí)踐和研究?，F(xiàn)就“雙新”背景下高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)作了一定的思考。

一、重視生物實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計

生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的起始應(yīng)對實(shí)驗(yàn)作好規(guī)劃。材料、儀器及方案是實(shí)驗(yàn)規(guī)劃的主要內(nèi)容，其中材料、儀器是在課前準(zhǔn)備，而方案設(shè)計往往在教學(xué)中形成。首先，實(shí)驗(yàn)的課前準(zhǔn)備要充分。課前對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行充分的研究與準(zhǔn)備，認(rèn)真做好預(yù)實(shí)驗(yàn)，才能保證教學(xué)中的指導(dǎo)到位、科學(xué)處理生成，從而保障實(shí)驗(yàn)成效。在預(yù)實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)著力關(guān)注實(shí)驗(yàn)器材的選擇、實(shí)驗(yàn)方法的探索、實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的發(fā)現(xiàn)，其中每個實(shí)驗(yàn)要用什么材料、材料是否要多樣、要多少數(shù)量、材料準(zhǔn)備是否方便、材料是否具有能夠揭示科學(xué)內(nèi)涵的典型性，是否具有操作的可行性均得認(rèn)真分析。例如質(zhì)壁分離的實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇什么植物材料，才能縮短實(shí)驗(yàn)時程短且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，要不要準(zhǔn)備不同的材料，怎樣處理材料;葉綠素分離實(shí)驗(yàn)時選擇哪種植物，選擇哪種類型的層析紙、哪些展開劑等。其次，實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計要充分。以學(xué)生實(shí)驗(yàn)為例，在設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案時教師首先應(yīng)該讓學(xué)生學(xué)會判斷該實(shí)驗(yàn)的類型，特別是判定是屬于探究型實(shí)驗(yàn)還是驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，從而讓學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的過程與目的有方向性的認(rèn)識與科學(xué)性的把握;在設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案時應(yīng)運(yùn)用討論、質(zhì)疑的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生遵循實(shí)驗(yàn)設(shè)計的對照性、重復(fù)性、隨機(jī)性、單一變量原則，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)原理或已有知識對方案進(jìn)行科學(xué)性、周密性、嚴(yán)謹(jǐn)性的考量與確定，并引導(dǎo)學(xué)生自己談?wù)剬?shí)驗(yàn)的關(guān)鍵、困難與安全事項(xiàng)，該環(huán)節(jié)教師可結(jié)合課前的預(yù)實(shí)驗(yàn)交代細(xì)節(jié)、講解技巧，從而形成一個經(jīng)得起質(zhì)疑、可行的科學(xué)實(shí)驗(yàn)方案，然后才進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這其實(shí)就是動手之前應(yīng)充分動腦，因而這個過程應(yīng)保證有充分的時間。

二、激發(fā)學(xué)生的生物實(shí)驗(yàn)興趣

興趣是最好的老師，只有對學(xué)習(xí)產(chǎn)生了濃厚的興趣，學(xué)生才能在學(xué)習(xí)上積極主動，才能產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲望。在生物實(shí)驗(yàn)中存在很多的創(chuàng)新點(diǎn)，如果能充分抓住這一點(diǎn)，學(xué)生的興趣也就能很快被吸引。例如，在“葉綠體色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)中，有的學(xué)生將濾紙條變?yōu)閳A形濾紙，在正中央滴加濾液，結(jié)果形成了4個不同顏色的圓，筆者展示給其他小組看后，很快引起競相模仿，全班學(xué)生的興趣一下子就被點(diǎn)燃了。還有的學(xué)生用粉筆代替濾紙條也取得了良好的效果，學(xué)生能有這樣的創(chuàng)新精神實(shí)在出乎教師的意料之外。又如，“滲透作用”實(shí)驗(yàn)是教材中的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)之一，尋找合適的“半透膜”材料是學(xué)生感興趣的地方（課本上提供的材料是玻璃紙），學(xué)生也非常樂于創(chuàng)新。他們充分發(fā)揮創(chuàng)造性，想到了雞蛋膜、玻璃紙或魚嫖等。他們利用課余時間，把這些材料都找出來，逐個試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)雞蛋膜和魚鰾是較為理想的實(shí)驗(yàn)材料。再如，在“探究酵母菌的呼吸作用方式”實(shí)驗(yàn)中，酵母菌呼吸作用產(chǎn)生氣體這一現(xiàn)象，可以在錐形瓶里放入酵母菌培養(yǎng)液，上面套上一個氣球，通過觀察氣球的膨脹，直接感受呼吸作用產(chǎn)生氣體這一現(xiàn)象。為了增加實(shí)驗(yàn)的趣味性，可以用橡膠手套等，使氣體膨脹之后產(chǎn)生一定的形狀。將收集到的氣體導(dǎo)入澄清石灰水，可以使其變渾濁，進(jìn)一步探究該氣體是CO2。在“細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，教材建議的實(shí)驗(yàn)材料是含酚酞的瓊脂塊與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的氫氧化鈉溶液，換用涼粉代替含酚酞的瓊脂塊，用紅墨水代替氫氧化鈉溶液，其實(shí)驗(yàn)效果也不錯，這樣做，不僅降低了實(shí)驗(yàn)成本，減少了制備瓊脂塊的麻煩事，而且可以避免氫氧化鈉溶液腐蝕衣服和皮膚的安全問題?？傊趯?shí)驗(yàn)過程中，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，可以收到意想不到的效果，使學(xué)生對生物學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生極大的興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

三、引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象

在實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)常存在著對實(shí)驗(yàn)最后結(jié)果的記錄，而輕視對實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的某些現(xiàn)象的記錄，重視結(jié)果而不重視分析結(jié)果，重視對成功實(shí)驗(yàn)的肯定，而不重視對實(shí)驗(yàn)中的失敗查找原因等現(xiàn)象，這不利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣?。例如，在觀察植物有絲分裂的實(shí)驗(yàn)中，在顯微鏡的某個視野中，要讓學(xué)生了解為什么看到的細(xì)胞多數(shù)為間期的細(xì)胞，在葉綠體中色素提取和分離實(shí)驗(yàn)中四種色素彼此分離的原理是什么，這一原理單靠高中教科書中的知識還不夠，應(yīng)讓學(xué)生了解四種色素的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同，它們在濾紙上吸附能力不同，在層析液中溶解度不同這個道理，四種色素隨著層析液在濾紙條上的擴(kuò)散速度不同，溶解度大而吸附力小，擴(kuò)散速度快，反之?dāng)U散速度則慢。高中生物新教材中學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)很多，實(shí)驗(yàn)過程中經(jīng)常會出現(xiàn)沒有預(yù)想到的異?，F(xiàn)象，遇到了這些“不符合邏輯”或不正確的實(shí)驗(yàn)事實(shí)時，我們教師不能武斷地認(rèn)為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作不準(zhǔn)確或不正確，甚至進(jìn)行粗暴的訓(xùn)斥，那樣只會挫傷學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。這種時候作為老師應(yīng)該和學(xué)生一起去反思、分析，因?yàn)檫@些異?，F(xiàn)象的產(chǎn)生除了可能是因?yàn)閷W(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作不準(zhǔn)確或不正確，也有可能是教材中實(shí)驗(yàn)方案本身不完善所造成的。這種反思分析的過程使學(xué)生學(xué)會了應(yīng)該怎樣面對實(shí)驗(yàn)的失敗，怎樣去修改和完善實(shí)驗(yàn)方案。

總之，生物是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在教學(xué)過程中實(shí)驗(yàn)是必不可少的一部分。受傳統(tǒng)教學(xué)模式的影響，教師在教學(xué)中有時還會展現(xiàn)出傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施還存在許多問題，需要教師不斷改革和創(chuàng)新。