淺談中學生物實驗的類型設計及使用

偉大的教育學家陶行知先生的《手腦相長歌》，所謂“手腦相長”，即手腦并用，手腦皆強。當今教學，在絕大多數情況下違背了陶行知先生教育精髓，只重視理論不重視實踐，熟知理論實踐不可分，“腦”“手”共用才是真。在中學理科教學中，實驗教學顯得尤為重要，因為它是學生素質提高的的重要組成部分，學生通過理論學習獲得新的知識。中學理科實驗不僅僅是動手的過程，這是一個動手動腦并可培養學生各方面能力的過程。

蘇科版初中生物實的設計類型包括“真實驗”、“模擬實驗”和“虛擬實驗”。生物實驗一般為真實實驗，適當的做一些“模擬實驗”和“虛擬實驗”，對提高學生的興趣，發展學生的想象力和創造力都具有不可低估的作用。

1.“真實驗”

七年級設計的真實驗有很多，如顯微鏡的使用，鑒定食物中的主要成分，驗證食物含有能量，探究水溫變化對金魚呼吸次數的影響，觀察溶液濃度大小對植物吸水的影響，驗證呼吸過程中氣體的變化，探究陽光與有機物的關系，探究萌發的種子釋放熱量等。

1.1真實驗可分為演示實驗和分組實驗

根據學生分組進行實驗還是教師在講臺前演示實驗，分為演示實驗和分組實驗，演示實驗如“驗證食物中含有能量”，因為要用到酒精燈、解剖針來燃燒一定量的花生、黃豆，測量水溫的變化，帶有一定的不安全因素，所以采用在講臺前演示給學生觀察，通過觀察實驗得出結論。

顯微鏡的使用是分組實驗中要求掌握程度較高，每個學生都能夠獨立操作，首先必須讓每個學生親自去做，確保每個學生都動手。通過訓練， 學生的動手能力提高很快，在真實驗過程中，學生每人動手觀察到了“小尺上的數字”，分別看到了2，3，4，5，6，7，8，9在顯微鏡下所成的像；更有的同學自己在透明紙上寫上想看的字母、漢字進行觀察，還有的將實物如頭發、紙幣等在顯微鏡下觀察，學生興致很高，本節實驗課取得了很大的收獲。這些“真實驗”學生只要實實在在地做了，受益匪淺。

1.2根據實驗結果是否知曉，真實驗又可分為驗證性實驗和探究性實驗

驗證性實驗通常采用\"告訴——驗證——應用\"的教學模式，學生們用實驗驗證已學過的生物學原理，概念或性質，這種\"照方抓藥\"模式是高度固定化的。例如：根據告訴①淀粉是一種糖類，它有一個特性，遇到碘酒會變成藍色。②蛋白質遇到高溫應付凝固成白色的固態物質，例如煮熟的雞蛋里的蛋白質就是凝固的蛋白質。此外，蛋白質直接燃燒時還會放出臭味。③脂肪能在紙張、布匹等上面留下“油斑”。進行如下驗證：

驗證后的應用，在以后的生活中我們就知道有一定的變化，就含有一定的營養物質。

探究性對比實驗是在教師的引導下，先通過組織實驗觀察活動，然后對比分析實驗中產生現象的某些差異，幫助學生自行探究產生這些差異的因果關系，形成某種結論，發現某種規律。這種實驗的研究方法對于培養學生科學的正確的學習方法和實驗能力有很大的幫助。如探究水溫變化對金魚呼吸次數的影響，探究陽光與有機物的關系，探究萌發的種子釋放熱量，探究小腸適于消化、吸收的結構特點，探究暴飲暴食引起消化不良的原因等。

2. 模擬實驗

模擬實驗在七年級上冊安排了“模擬胸部呼吸運動的實驗”，用玻璃鐘罩代表肺，氣球代表肺，橡皮膜代表膈，用手向上頂橡皮膜，再放松橡皮膜，觀察“膈”位置發生變化是，“肺”容積的變化，氣體進出肺的狀況。這種用模型來代替研究對象進行實驗，模型和原型有某種相似性，有效地把模型的研究結果外推到研究客體。因此，模擬實驗的第一個作用和特點就是模型可以將宏觀或微觀、抽象或復雜的事物直觀化、形象化。其次，模型還可強化和突出了生物體某部位的主要結構特點，模擬實驗中這樣的模型有很多，如細胞模型、花的模型、草履蟲的結構模型等等，這些運用巧妙的構思、簡單易得的素材構建模型是自然科學教學當中常用的教學設計方法，利用模型，常常會收到出乎意料的教學效果，一線教師除了可利用現成的模型，還可以發揮自己的主觀能動性，根據教學實際情況，主動地制作一些在教學中有輔助作用的模型，比如染色體、染色單體、DNA等的教學模型，有利于學生對它們之間關系的理解。

3.虛擬實驗

沒有做真實驗的材料，也沒有辦法制作與其相似的模型加以說明，這時候為了說明形象、明了地說明知識內容，利用計算機媒體制作的互動虛擬實驗就發揮其特有的作用。如在學習聽覺形成過程時，本身耳朵的結構我們用模型參與的模擬實驗加以學習，然而聽覺形成制成模型就不現實，此時利用電腦多媒體制作耳朵，其中的每一個結構都可以拖動，在學習聽覺形成時，請同學們在電腦中進行親自操作，將與人耳聽到鈴聲的過程相關結構按順序用鼠標拖到相應位置，從而學習聽覺形成的路線，如有錯誤，電腦會做出反應提醒再做一次。經過這樣的一系列操作，我們有效避開“真實驗”“模擬實驗”無法達到的實驗目的，而用“虛擬實驗”很好地說明問題。

總之，生物實驗要堅持實驗設計的探究化思路。無論是真實驗還是模擬、虛擬實驗都具有探究思想，要把探究性教學貫穿整個教學的始終，實驗課也是如此。

（作者單位：江蘇省淮安市清江中學）