例析新課程高中生物實驗教學如何聚焦學生解題思維

新課程的基本理念是促進全體學生在知識、能力、情感、態度和價值觀等方面全面發展，引導學生主動參與和體驗各種科學探索活動，而不只是被動地學習知識。因此，如何在符合新課程理念的教學方式下，在實驗教學中聚焦學生的解題思維，提高學生解題能力，教師就需要擺脫以往的題海戰術，探索一條新的途徑。

1新課程高中生物實驗的高考考試要求

生物科學是一門以實驗為基礎的自然科學，其基礎理論體系的形成與學科發展過程中的經典實驗緊密相連。高考考試說明中明確提出了對學生實驗能力的考查要求，其中最基本的是要了解相關實驗的目的、原理、方法和操作步驟；另外還要求學生具備初步驗證生物學事實的能力，并能對實驗現象和結果進行解釋、分析和處理，具備初步探究一些生物學問題、恰當評價和完善實驗方案的能力。對教科書中基本實驗內容的考查題目，學生能比較順利地解決，而在新情景中運用一些實驗的基本原理和方法解決新問題的試題常常讓學生無所適從，不知從哪下手而造成嚴重失分。要想提高學生在高考中實驗題的得分，教師還得從最基礎的實驗課做起，把實驗課上好，通過課堂去有意識地培養學生在實驗方面的各項能力。

2“葉綠素中色素的提取和分離”實驗教學中如何聚焦解題思維

下面以“葉綠素中色素的提取和分離”實驗為例，一起探討新課程改革中生物實驗教學的教師的引導作用及學生掌握科學探究的歷程。

2.1教學內容處理

“葉綠素中色素的提取和分離”實驗是高中生物必做實驗中器材較多、操作復雜，困難較大的一個實驗。在必修一第三章“細胞的結構”一章中，學生已經用高倍鏡觀察過葉綠體，光學顯微鏡的觀察結果呈現綠色，學生能夠推測出葉綠體內部具有色素。因此。本節課關于色素的提取是對已有的推測的一個驗證，讓學生切身感受到色素的存在。另外，光合作用在綠色植物的新陳代謝以及整個生態系統的物質循環和能量流動中，具有十分重要的意義，學生還要搞清楚葉綠體中的色素種類及其吸收光譜、基粒片層結構的垛疊形式、色素在片層上的分布、基粒與基質的關系，才有可能深刻理解光合作用和光反應和暗反應及其相互關系。因此，在教學內容處理上，筆者把本節課的教學分為驗證色素存在——提取葉綠體色素；探究色素的種類——分離色素實驗。

2.2學生情況分析

學生從生活和已學知識中，對葉綠體色素種類的知識已經有了一定的積累。比如在生活中經常會看到或聽到過有關葉綠素和胡蘿卜素的知識，但沒有提取和分離過各種葉綠體中的色素。因此學生對親自從葉片中提取和分離葉綠體色素具有濃厚的興趣和渴望。做好“葉綠體中色素的提取和分離”實驗，不但可使學生學會有關方法，還可以激發學生學習生物學的興趣，加深對有關知識的認識。

2.3教學中聚焦解題思維的訓練

在進行實驗教學時，教師要加強對學生的解題思維訓練，首先要把握好高考對各個實驗的考查特點，其次再進行有針對性的思維訓練。

2.3.1把握該實驗的高考考查特點

通過對近些年各地高考生物試題的分析。例如，（2005年廣東卷）葉綠體色素的紙層析結果顯示，葉綠素b位于層析濾紙最下端的原因是什么？（2007年上海卷）在葉綠體色素提取和分離實驗中，收集到的濾液綠色過淺的原因是什么？（2008年江蘇卷）分離葉綠體中的色素時，不同色素隨層析液在濾紙上的擴散速度是否相同？（2012年海南卷）乙醇提取的葉綠體色素是否能吸收光能？有關該實驗的考查重在實驗原理、實驗方法以及基本實驗步驟的考評，同時也檢測學生的思維能力和綜合分析的能力。教師在進行該實驗教學時，首先把握好高考對該實驗考查的特點，做到有的放矢地進行教學。在實驗教學過程中，一定要讓學生明確實驗原理、實驗方法以及基本的實驗步驟，同時通過學生的動手實踐來強化對知識的理解。在此過程中，教師加強對學生的解題思維訓練。

2.3.2開展學生解題思維的訓練

教師在開展該實驗教學之前，心中已經對該實驗的特點有了整體的把握。在實驗教學過程中，可以從實驗原理、實驗方法以及實驗基本步驟三方面開展思維訓練。在思維訓練過程中，教師重在對“問題”的設計，把“問題”作為貫穿思維訓練的主線。“問題”的設計要有針對性，能夠有效地激發學生的學習和探究的欲望，同時對學生的解題思維起到引導和啟發作用。

（1）實驗原理的思維訓練。

每個生物實驗都有實驗原理，在該實驗教學過程中，首先引導學生圍繞實驗原理進行理解和辨析。教師可以設計如下問題：為什么要用無水乙醇來提取葉綠素中的色素？葉綠體中的色素在層析液中的溶解度與色素在濾紙上的擴散速度有什么關系？通過這兩個問題，學生能夠把握整個實驗的原理，包括色素的提取原理以及色素的分離原理。由于實驗原理的思維訓練在整個實驗開展的起始階段，因此問題的設計不要太多太復雜，綜合分析能力的思維訓練可以在做完實驗后進行。

（2）實驗方法及實驗步驟的思維訓練。

對該實驗的實驗方法進行思維訓練，可以貫穿于整個實驗步驟的思維訓練過程中。學生沒有進行具體的實驗操作，對實驗方法的理解是不深刻的。在該實驗中，筆者將色素的提取和分離分別進行驗證性實驗和探究性實驗的處理。

①驗證性實驗環節一葉綠體中色素的提取。

在學生進行實驗前，教師應對實驗方法給予簡要說明。如，在研缽內加入二氧化硅是為了研磨充分；加入少許的碳酸鈣是為了防止在研磨的過程中，葉綠素受到破壞。在該部分實驗過程中，要向學生強調葉片、試劑的量，過濾時應該注意避光保存等事項。待學生進行完色素的分離實驗后，讓學生將色素濾液進行比較，從色澤上比較不同學生提取出菜色素濾液的差異。此時，教師可以提問學生進行原因分析，觀察學生能夠想出哪些可能的原因，對學生的發散思維以及思維的開闊性進行訓練。

②探究性實驗環節——葉綠體中色素的分離。

學生在提取完綠葉中的色素，得到了濾液后，就要進行色素的分離實驗。在該實驗環節中，筆者采用探究性實驗教學，充分訓練學生的探究性思維能力，進而提高學生的實驗設計能力。該實驗的實驗方法是“紙層析法”，在教學中，教師要讓學生通過具體實踐領會該方法的原理和實驗操作步驟。在該環節的思維訓練中，教師讓學生帶著以下問題開展探究性實驗：①你探究的課題是什么？②描述探究實驗結果。③根據實驗結果，描述葉綠體色素擴散情況。教師在此過程中，需要對一些細節問題進行強調。例如，畫濾液細線時不能太慢、不能停頓，待濾液干后再反復多次；分離色素時不能讓濾液細線觸到層析液等。待實驗完成后，學生得到了分布有不同色素帶的濾紙。教師讓學生表達和交流實驗結果和實驗結論，最后進行總結。教師小結時，可以借助問題的提出來進行，如：4種色素在濾紙上擴散速度，從快到慢的順序、顏色分別是什么？4種色素中含量最少的是什么？濾紙上距離最近的兩條色素帶是什么？通過這些問題幫助學生深化對核心知識點的理解，同時對學生的解題思維進行有效的訓練。

在做完這個實驗之后，教師可以再提出幾個可行的探究課題讓學生拓展開進一步去探究，在設計上要幫助學生從思想上完善如何設計對照實驗以及理解單一變量在實驗中的作用。例如：①不同綠色植物中的色素分離效果分析比較；②探究碳酸鈣在色素提取分離中的作用；③探究綠色葉片與黃色葉片中色素的異同；④探究濾紙條的處理（剪角與否）對色素分離效果的影響；⑤濾紙干燥與否對色素分離的影響；⑥濾液細線畫法不同對色素分離的影響等。通過這些問題，學生收獲的不單純是一些課本知識和進行探究實驗的設計方法，更重要的是，學生的思維能力得到了一定的訓練和提高。

理綜生物試題強調通過學科內知識的綜合，突出對理解能力、推理能力和分析綜合能力等的考查。從理綜生物實驗題看，考查考生的實驗能力，特別是設計探究能力，反映了在知識結構和能力要求上的跨越性。教師需要在平時的實驗教學過程中，貫徹對學生解題思維的訓練，做到：熟悉實驗考查特點——有的放矢地進行思維訓練；精心設計問題——讓學生善思會變；靈活處理實驗教學內容——有效訓練學生的實驗設計能力。