生物實驗中的立體教學

生物是一門實驗學科，要使學生帶著濃厚的興趣融入到生物課堂中，充分發(fā)揮他們的主觀能動性，讓他們帶著問題在實驗中探索，真正領悟其中的實驗原理，更好地掌握生物學知識我們就需要引導學生在實驗活動中既作橫向聯(lián)系，又要縱向延伸，更要注意回味思考。這就是我們所說的立體教學。筆者主要通過高中生物第一冊中“觀察植物細胞的質(zhì)壁分離與復原”的實驗教學來談談如何實施這種教學方法。

1.橫向聯(lián)系

1.1聯(lián)系本學科，加深理解。

學生在學習過程中，總是把精力過分集中于單一的知識點上，在實驗過程中也是如此，很少有學生主動去聯(lián)系前后知識點，更少有學生能理解各知識點間的關系，所以他們所掌握的知識基本上是比較零散的，不能形成完整的知識系統(tǒng)。在實驗過程中，他們往往只看到了實驗的外在現(xiàn)象，沒有去真正思考其中所體現(xiàn)的知識點，也就是實驗原理。我們在實驗操作前應先引導他們復習回憶前面已學的知識，把那些知識點與實驗聯(lián)系起來，讓他們透過實驗現(xiàn)象，理解其中體現(xiàn)的實驗原理。比如在“觀察植物細胞的質(zhì)壁分離與復原”的實驗中有這樣兩份實驗材料：質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液和清水，對于細胞來說，這是兩種外界溶液，前者比細胞液濃度高，后者則低。當細胞處于這兩種溶液中時，就滿足了滲透系統(tǒng)中的一個條件：細胞內(nèi)外具濃度差。細胞膜、細胞質(zhì)、液泡膜作為一個整體——原生質(zhì)層，具有選擇透過性，在這里相當于滲透系統(tǒng)中的另一個條件——半透膜。這樣，滲透系統(tǒng)就完整了，我們可聯(lián)系滲透作用的原理：當外界溶液濃度高于細胞液濃度時，細胞失水；當外界溶液濃度低于細胞液濃度時，細胞就吸水。由于植物細胞原生質(zhì)層外還有一層細胞壁，而細胞壁具有全透性，所以當細胞處于0.3g/mL的蔗糖溶液中，細胞失水，整個原生質(zhì)團縮小時，原生質(zhì)層就會與細胞壁分離，即質(zhì)壁分離；而當已發(fā)生質(zhì)壁分離的細胞再處于清水中，細胞重又吸水，原生質(zhì)團重又增大恢復至原狀時，原生質(zhì)層就會與細胞壁在分離后復原，即質(zhì)壁分離復原。

1.2聯(lián)系其它學科，加強滲透。

“生化不分家”，生物與化學都是實驗性較強的自然學科，生物學科中有許多實驗都是與化學知識聯(lián)系滲透、融為一體的。如“生物組織中可溶性還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)的鑒定”實驗，可聯(lián)系化學中某些化學試劑能夠使生物組織中的有關有機化合物質(zhì)產(chǎn)生特定的顏色反應的原理；另外，“酶的高效性和專一性”、“幾種果蔬的VC含量的測定”、“根對礦質(zhì)元素離子的交換吸附”等都是與化學學科有聯(lián)系的實驗；此外像光合作用機理的研究實驗中涉及的放射性同位素標記法是與物理學科聯(lián)系的知識點；孟德爾揭示遺傳定律的實驗及“性狀分離比的模擬實驗”中涉及的統(tǒng)計學知識還可與數(shù)學學科相聯(lián)系。通過與其它學科聯(lián)系，可以加強學科間知識點的滲透，從而提高學生的綜合素質(zhì)。

2.縱向延伸

縱向延伸，是指教師根據(jù)教學大綱的要求事先精心設計，或通過創(chuàng)設一定的教學情境引導學生提出一些假設與猜想，讓他們帶著問題去鉆研課本，進行探究，使他們在提出問題，探究驗證，最后得出結(jié)論的整個過程中，體會到課本的實驗方法并不是探究問題的唯一途徑，通過自身的努力也可以驗證原理，從而有利于激發(fā)他們探究的欲望與學習生物學的興趣。

如在“觀察植物細胞的質(zhì)壁分離與復原”實驗中，學生已初步學會了觀察植物細胞質(zhì)壁分離與復原的方法，并能夠理解植物細胞發(fā)生滲透作用的原理。在實驗過程中，有的學生提出了實驗中一些小的方面的問題，比如洋蔥表皮細胞在質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液中能發(fā)生質(zhì)壁分離，如果濃度高一點，高到0.4g/mL，甚至0.5g/mL，或者濃度低一點，低到0.2g/mL，甚至0.1g/mL，細胞會不會發(fā)生質(zhì)壁分離？對于類似的問題，我們應盡可能地創(chuàng)造條件，幫助學生作進一步的實驗探索，讓他們對奇妙的生物界產(chǎn)生濃厚的興趣。通過實驗，學生可以發(fā)現(xiàn)，濃度越高，質(zhì)壁分離越明顯，但并不是沒有限制的，到了一定的程度，細胞會因過度失水而死亡，質(zhì)壁分離復原的現(xiàn)象就無法看到了。由此，可以引導學生得出這樣的結(jié)論：質(zhì)壁分離與復原的實驗材料中，植物細胞必須是活的；通過該實驗也可以證明植物細胞是否是活的。而如果在該實驗中，把蔗糖溶液的濃度慢慢降低，學生可以觀察到質(zhì)壁分離與復原的現(xiàn)象逐漸不太明顯，最終，學生們還可以通過實驗現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，當蔗糖溶液的質(zhì)量濃度約為0.09g/mL，相當于生理鹽水的質(zhì)量濃度時，洋蔥表皮細胞就不再出現(xiàn)質(zhì)壁分離了；如果蔗糖溶液的濃度再降低下去，植物細胞還會稍有脹大。由此，我們可引導學生得出結(jié)論：洋蔥表皮細胞的細胞液的質(zhì)量濃度約等于0.09g/mL，而當蔗糖溶液的濃度低于細胞液濃度時，植物細胞會吸水。通過諸如上述的縱向延伸實驗，學生在教師的引導下，對實驗作了進一步的探究，這無論對于課堂教學效率的提高還是對于他們自身在生物學科方面興趣的提高都是很有幫助的。

3.回味思考

通過上述橫向聯(lián)系、縱向延伸的教學，學生對于本堂實驗應該有所了解與掌握，對于生物學科的興趣也應有所增強，這時，教師可以安排一段時間讓學生回味思考一下實驗過程中的注意點與體會，進而有效鞏固他們所學的知識。

在實驗教學的進行過程中，不可避免地會出現(xiàn)這樣或那樣的問題，學生通過回味思考，會將他們在實驗中遇到的問題一一列舉出來。比如在本文所提的“觀察植物細胞的質(zhì)壁分離與復原”的實驗中，有的學生一起先沒有觀察到物像，后來重新取了表皮才看到了，原因在于原先所取的表皮上葉肉過多。有的學生在用低倍鏡觀察質(zhì)壁分離現(xiàn)象時很清楚，但用高倍鏡觀察則不清楚，原因是他在滴蔗糖溶液時不小心把高倍鏡的鏡頭污染了。諸如上述的問題有很多，學生通過回味思考，可以為他們在以后進行類似實驗時避免出現(xiàn)重復差錯，同時也為教師在后面的實驗教學過程中提出了更多的要求和注意點，這無疑會推動我們在生物實驗教學中對教材處理、教學方法、學法指導、課堂結(jié)構(gòu)、教具準備、板書設計等的改進，從而不斷提高我們的教學質(zhì)量和教學能力。

生物是一門重要的實驗學科，沒有觀察和實驗，學生不可能真正掌握生物學知識，也不可能真正體會到生物學的奧妙，更不可能對生物學產(chǎn)生濃厚的興趣和愛好。要學好一門學科，必須建立在濃厚興趣的基礎上，所以我們應該讓學生勤于動腦，勤于動手，勤于動口，從多方面著手，充分發(fā)揮他們的主觀能動性，讓他們真正融入到生物學科教學中來，深切體會到生物世界的魅力所在，激發(fā)他們學好生物學的濃厚興趣。