再談高中生物教材中幾個實驗的的改進與創新

李培

隨著江蘇高考對教材中的實驗考查力度不斷加大，高中生物教師越來越重視實驗教學。但是有些實驗，學生無法一節課完成；或由于每個學校的實驗儀器有限，學生喪失了做實驗的機會，只能觀看視頻或者聽教師講授。筆者根據教學實踐，就如何降低實驗成本，簡化實驗操作，增強實驗效果，介紹幾個實驗的替代與改進方案。

1 降低實驗成本

“植物細胞的吸水和失水”是必修一第四章第一節“物質跨膜運輸的實例”的一個探究實驗，探討植物細胞質壁分離的原因。此實驗易操作，但是很難及時讓學生看到實驗現象，而數碼顯微鏡價格昂貴，許多學校沒有此儀器。通過實踐，筆者發現可以利用5號電池手電筒和手機來解決這個問題。具體操作如下：將顯微鏡的反光鏡取下，把長度適中的5號電池手電筒豎直放在顯微鏡的遮光器下，使光照垂直射入，提供穩定、明亮的光源。將手機鏡頭直接放在目鏡上，微調距離，手不要抖動，即可獲得清晰圖像。最后利用數據線直接與電腦相連，可與更多人分享觀察的結果。實驗結果如圖1所示。

“探究酵母菌細胞呼吸的方式”是必修一第五章第三節“ATP的主要來源——細胞呼吸”的一個探究實驗。教材中提供的裝置在實際情況中很難實現，原因如下：① 分組實驗用到的錐形瓶、玻璃管、帶孔的橡皮塞太多，很難實現。② 實驗所需要的時間過長。按照上課的時間，因本實驗開設的時間一般都在秋冬季節，溫度低，酵母菌新陳代謝慢。所以很多教師放棄了這個實驗。但是呼吸作用是整個高中階段的重點和難點，而此實驗又是幫助學生理解呼吸作用的一把金鑰匙，所以筆者和學生一起尋求代替方案。過程如下：

探究酵母發生無氧呼吸：酵母菌和葡萄糖混合在玻璃瓶或者塑料瓶中，擱置一段時間，用重鉻酸鉀檢測酒精的產生，通過放出的氣泡和帶火星的木條來檢測是否有CO2的產生，最后的結論是酵母菌無氧呼吸產生了酒精和CO2。

探究酵母發生有氧呼吸：因為醫用輸液瓶有橡皮塞，有較好的氣密性，而輸液器剪下來的小塑料管可以代替玻璃管，利用輸液瓶和輸液器連接出教科書的裝置，可以探究酵母菌的有氧呼吸。

“滲透現象”是必修一第四章第一節“物質跨膜運輸的實例”中的導入實驗，用到較多的是雞蛋的卵殼膜，取卵殼膜的操作比較困難，并會造成一定的浪費。筆者采用蘋果來代替這個實驗。去除蘋果上端的果皮，從上端用刀挖成一個倒圓錐形的洞窩，洞窩的尖端開口位于蘋果的另一端。蘋果按照大口朝上小口向下的方向懸放。觀察蘋果底部開口處，沒有水分流出。若在洞窩里面撒上一層白砂糖，錐面上馬上就會出現水分。這是因為糖融化后，形成了一層高濃度的溶液，蘋果細胞液的濃度較低，于是水分就從低濃度的蘋果細胞液里滲透到外面的糖液里，匯聚成“水流”。

“檢測生物組織中的蛋白質”是必修一第二章第一節“細胞中的元素和化合物”的一個實驗，常用的材料是豆漿或者雞蛋清溶液，用后者需要稀釋，若稀釋不均勻，可能導致殘留在試管壁上不易清洗。可改為使用煮熟的雞蛋白，整個過程不需要使用試管，還減少雞蛋的浪費，直接將蛋白放在培養皿上，先加雙縮脲試劑A液，再加B液，即可直接觀察到實驗現象，且雞蛋白為白色，與實驗現象紫色形成明顯顏色對比，實驗現象明顯。

2 利用微型實驗加強實驗效果

“用樣方法調查草地中某種雙子葉植物的種群密度”是必修三第四章第一節“種群的特征”中的探究實驗。為了讓學生更好的掌握樣方法，教師通常需要帶領學生到戶外進行調查，但是有些學校校園沒有這樣的場地；即使有，由于學生多，活動范圍大，經常出現學生聚集玩耍的現象，教師不能有效地控制實驗課的秩序，也不能很好檢查他們是否出現差錯。為了解決以上問題，筆者設計了該實驗的微型實驗：

發給學生每個小組一個無蓋盒子，盒子的底部是劃線的小方格，上面貼上雙面膠，每個小組有一個小燒杯，里面放60顆黑豆（不讓學生知道數目），讓學生隨機將黑豆灑在方格上面。黑豆表示一棵植物，讓學生用樣方法調查植物的種群密度，并完成表1。

“運用標記重捕法調查某動物種群的種群密度”依舊是必修三第四章第一節“種群的特征”中的另一個探究實驗，教材中沒有規定必須要做，很多教師就省去這個實驗。但也有不少教師選用抓豆子的方法，耗費時間較多。所以筆者做了以下嘗試：

在部分學案的左上角打上“☆”標記，在上課之前隨機發下去。這個標記就相當于第一次捕獲動物的總數和第一次標記數。然后隨機抽取20~30位學生（根據班級人數而定），并確定他們的學案中有多少有“☆”標記。被抽到的學生就相當于是第二次捕獲的動物總數，其中有“☆”標記的就相當于是第二次捕到的有標記的動物。整個過程學生很有興趣，并能很快得到結果。此結果正好與班級人數做個對比，學生也會自發地思考理論值和實際值為什么會有出入。這樣可并為下一個環節“標記時要注意哪些事項”一問題的過渡和思考做好鋪墊。

“制作DNA雙螺旋結構模型”是必修二第三章第二節“DNA分子的結構”中的構建實驗。筆者嘗試讓學生以自己為道具，具體操作如下：學生的身體是脫氧核糖，右手平舉相當于是堿基。左手向上舉相當于是磷酸，這樣就構成了一個脫氧核苷酸（圖2）。然后請4位學生到臺上組成一條脫氧核苷酸鏈：四名學生站成一列，后面的一名學生的左手抬起前面同學的左腿，形成一條脫氧核苷酸鏈。DNA是雙鏈結構，如何形成另外一條鏈呢？另外4名學生反向站另一列，依舊是后面學生的左手抬起前面同學的左腿。堿基通過氫鍵形成堿基對，學生相互伸出2個手指表示A=T配對，學生相互伸出3個手指表示G三C配對。整個過程學生的積極性很高，教學效果很好！

生物實驗教學不僅承擔著學生實驗技能的任務，承擔著育人的功能。通過實驗，學生會具備勇于探索，不怕失敗，態度認真的優良品質。所以教師應該在實驗教學上和學生一起學習進步！

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隨著江蘇高考對教材中的實驗考查力度不斷加大，高中生物教師越來越重視實驗教學。但是有些實驗，學生無法一節課完成；或由于每個學校的實驗儀器有限，學生喪失了做實驗的機會，只能觀看視頻或者聽教師講授。筆者根據教學實踐，就如何降低實驗成本，簡化實驗操作，增強實驗效果，介紹幾個實驗的替代與改進方案。

1 降低實驗成本

“植物細胞的吸水和失水”是必修一第四章第一節“物質跨膜運輸的實例”的一個探究實驗，探討植物細胞質壁分離的原因。此實驗易操作，但是很難及時讓學生看到實驗現象，而數碼顯微鏡價格昂貴，許多學校沒有此儀器。通過實踐，筆者發現可以利用5號電池手電筒和手機來解決這個問題。具體操作如下：將顯微鏡的反光鏡取下，把長度適中的5號電池手電筒豎直放在顯微鏡的遮光器下，使光照垂直射入，提供穩定、明亮的光源。將手機鏡頭直接放在目鏡上，微調距離，手不要抖動，即可獲得清晰圖像。最后利用數據線直接與電腦相連，可與更多人分享觀察的結果。實驗結果如圖1所示。

“探究酵母菌細胞呼吸的方式”是必修一第五章第三節“ATP的主要來源——細胞呼吸”的一個探究實驗。教材中提供的裝置在實際情況中很難實現，原因如下：① 分組實驗用到的錐形瓶、玻璃管、帶孔的橡皮塞太多，很難實現。② 實驗所需要的時間過長。按照上課的時間，因本實驗開設的時間一般都在秋冬季節，溫度低，酵母菌新陳代謝慢。所以很多教師放棄了這個實驗。但是呼吸作用是整個高中階段的重點和難點，而此實驗又是幫助學生理解呼吸作用的一把金鑰匙，所以筆者和學生一起尋求代替方案。過程如下：

探究酵母發生無氧呼吸：酵母菌和葡萄糖混合在玻璃瓶或者塑料瓶中，擱置一段時間，用重鉻酸鉀檢測酒精的產生，通過放出的氣泡和帶火星的木條來檢測是否有CO2的產生，最后的結論是酵母菌無氧呼吸產生了酒精和CO2。

探究酵母發生有氧呼吸：因為醫用輸液瓶有橡皮塞，有較好的氣密性，而輸液器剪下來的小塑料管可以代替玻璃管，利用輸液瓶和輸液器連接出教科書的裝置，可以探究酵母菌的有氧呼吸。

“滲透現象”是必修一第四章第一節“物質跨膜運輸的實例”中的導入實驗，用到較多的是雞蛋的卵殼膜，取卵殼膜的操作比較困難，并會造成一定的浪費。筆者采用蘋果來代替這個實驗。去除蘋果上端的果皮，從上端用刀挖成一個倒圓錐形的洞窩，洞窩的尖端開口位于蘋果的另一端。蘋果按照大口朝上小口向下的方向懸放。觀察蘋果底部開口處，沒有水分流出。若在洞窩里面撒上一層白砂糖，錐面上馬上就會出現水分。這是因為糖融化后，形成了一層高濃度的溶液，蘋果細胞液的濃度較低，于是水分就從低濃度的蘋果細胞液里滲透到外面的糖液里，匯聚成“水流”。

“檢測生物組織中的蛋白質”是必修一第二章第一節“細胞中的元素和化合物”的一個實驗，常用的材料是豆漿或者雞蛋清溶液，用后者需要稀釋，若稀釋不均勻，可能導致殘留在試管壁上不易清洗。可改為使用煮熟的雞蛋白，整個過程不需要使用試管，還減少雞蛋的浪費，直接將蛋白放在培養皿上，先加雙縮脲試劑A液，再加B液，即可直接觀察到實驗現象，且雞蛋白為白色，與實驗現象紫色形成明顯顏色對比，實驗現象明顯。

2 利用微型實驗加強實驗效果

“用樣方法調查草地中某種雙子葉植物的種群密度”是必修三第四章第一節“種群的特征”中的探究實驗。為了讓學生更好的掌握樣方法，教師通常需要帶領學生到戶外進行調查，但是有些學校校園沒有這樣的場地；即使有，由于學生多，活動范圍大，經常出現學生聚集玩耍的現象，教師不能有效地控制實驗課的秩序，也不能很好檢查他們是否出現差錯。為了解決以上問題，筆者設計了該實驗的微型實驗：

發給學生每個小組一個無蓋盒子，盒子的底部是劃線的小方格，上面貼上雙面膠，每個小組有一個小燒杯，里面放60顆黑豆（不讓學生知道數目），讓學生隨機將黑豆灑在方格上面。黑豆表示一棵植物，讓學生用樣方法調查植物的種群密度，并完成表1。

“運用標記重捕法調查某動物種群的種群密度”依舊是必修三第四章第一節“種群的特征”中的另一個探究實驗，教材中沒有規定必須要做，很多教師就省去這個實驗。但也有不少教師選用抓豆子的方法，耗費時間較多。所以筆者做了以下嘗試：

在部分學案的左上角打上“☆”標記，在上課之前隨機發下去。這個標記就相當于第一次捕獲動物的總數和第一次標記數。然后隨機抽取20~30位學生（根據班級人數而定），并確定他們的學案中有多少有“☆”標記。被抽到的學生就相當于是第二次捕獲的動物總數，其中有“☆”標記的就相當于是第二次捕到的有標記的動物。整個過程學生很有興趣，并能很快得到結果。此結果正好與班級人數做個對比，學生也會自發地思考理論值和實際值為什么會有出入。這樣可并為下一個環節“標記時要注意哪些事項”一問題的過渡和思考做好鋪墊。

“制作DNA雙螺旋結構模型”是必修二第三章第二節“DNA分子的結構”中的構建實驗。筆者嘗試讓學生以自己為道具，具體操作如下：學生的身體是脫氧核糖，右手平舉相當于是堿基。左手向上舉相當于是磷酸，這樣就構成了一個脫氧核苷酸（圖2）。然后請4位學生到臺上組成一條脫氧核苷酸鏈：四名學生站成一列，后面的一名學生的左手抬起前面同學的左腿，形成一條脫氧核苷酸鏈。DNA是雙鏈結構，如何形成另外一條鏈呢？另外4名學生反向站另一列，依舊是后面學生的左手抬起前面同學的左腿。堿基通過氫鍵形成堿基對，學生相互伸出2個手指表示A=T配對，學生相互伸出3個手指表示G三C配對。整個過程學生的積極性很高，教學效果很好！

生物實驗教學不僅承擔著學生實驗技能的任務，承擔著育人的功能。通過實驗，學生會具備勇于探索，不怕失敗，態度認真的優良品質。所以教師應該在實驗教學上和學生一起學習進步！

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隨著江蘇高考對教材中的實驗考查力度不斷加大，高中生物教師越來越重視實驗教學。但是有些實驗，學生無法一節課完成；或由于每個學校的實驗儀器有限，學生喪失了做實驗的機會，只能觀看視頻或者聽教師講授。筆者根據教學實踐，就如何降低實驗成本，簡化實驗操作，增強實驗效果，介紹幾個實驗的替代與改進方案。

1 降低實驗成本

“植物細胞的吸水和失水”是必修一第四章第一節“物質跨膜運輸的實例”的一個探究實驗，探討植物細胞質壁分離的原因。此實驗易操作，但是很難及時讓學生看到實驗現象，而數碼顯微鏡價格昂貴，許多學校沒有此儀器。通過實踐，筆者發現可以利用5號電池手電筒和手機來解決這個問題。具體操作如下：將顯微鏡的反光鏡取下，把長度適中的5號電池手電筒豎直放在顯微鏡的遮光器下，使光照垂直射入，提供穩定、明亮的光源。將手機鏡頭直接放在目鏡上，微調距離，手不要抖動，即可獲得清晰圖像。最后利用數據線直接與電腦相連，可與更多人分享觀察的結果。實驗結果如圖1所示。

“探究酵母菌細胞呼吸的方式”是必修一第五章第三節“ATP的主要來源——細胞呼吸”的一個探究實驗。教材中提供的裝置在實際情況中很難實現，原因如下：① 分組實驗用到的錐形瓶、玻璃管、帶孔的橡皮塞太多，很難實現。② 實驗所需要的時間過長。按照上課的時間，因本實驗開設的時間一般都在秋冬季節，溫度低，酵母菌新陳代謝慢。所以很多教師放棄了這個實驗。但是呼吸作用是整個高中階段的重點和難點，而此實驗又是幫助學生理解呼吸作用的一把金鑰匙，所以筆者和學生一起尋求代替方案。過程如下：

探究酵母發生無氧呼吸：酵母菌和葡萄糖混合在玻璃瓶或者塑料瓶中，擱置一段時間，用重鉻酸鉀檢測酒精的產生，通過放出的氣泡和帶火星的木條來檢測是否有CO2的產生，最后的結論是酵母菌無氧呼吸產生了酒精和CO2。

探究酵母發生有氧呼吸：因為醫用輸液瓶有橡皮塞，有較好的氣密性，而輸液器剪下來的小塑料管可以代替玻璃管，利用輸液瓶和輸液器連接出教科書的裝置，可以探究酵母菌的有氧呼吸。

“滲透現象”是必修一第四章第一節“物質跨膜運輸的實例”中的導入實驗，用到較多的是雞蛋的卵殼膜，取卵殼膜的操作比較困難，并會造成一定的浪費。筆者采用蘋果來代替這個實驗。去除蘋果上端的果皮，從上端用刀挖成一個倒圓錐形的洞窩，洞窩的尖端開口位于蘋果的另一端。蘋果按照大口朝上小口向下的方向懸放。觀察蘋果底部開口處，沒有水分流出。若在洞窩里面撒上一層白砂糖，錐面上馬上就會出現水分。這是因為糖融化后，形成了一層高濃度的溶液，蘋果細胞液的濃度較低，于是水分就從低濃度的蘋果細胞液里滲透到外面的糖液里，匯聚成“水流”。

“檢測生物組織中的蛋白質”是必修一第二章第一節“細胞中的元素和化合物”的一個實驗，常用的材料是豆漿或者雞蛋清溶液，用后者需要稀釋，若稀釋不均勻，可能導致殘留在試管壁上不易清洗。可改為使用煮熟的雞蛋白，整個過程不需要使用試管，還減少雞蛋的浪費，直接將蛋白放在培養皿上，先加雙縮脲試劑A液，再加B液，即可直接觀察到實驗現象，且雞蛋白為白色，與實驗現象紫色形成明顯顏色對比，實驗現象明顯。

2 利用微型實驗加強實驗效果

“用樣方法調查草地中某種雙子葉植物的種群密度”是必修三第四章第一節“種群的特征”中的探究實驗。為了讓學生更好的掌握樣方法，教師通常需要帶領學生到戶外進行調查，但是有些學校校園沒有這樣的場地；即使有，由于學生多，活動范圍大，經常出現學生聚集玩耍的現象，教師不能有效地控制實驗課的秩序，也不能很好檢查他們是否出現差錯。為了解決以上問題，筆者設計了該實驗的微型實驗：

發給學生每個小組一個無蓋盒子，盒子的底部是劃線的小方格，上面貼上雙面膠，每個小組有一個小燒杯，里面放60顆黑豆（不讓學生知道數目），讓學生隨機將黑豆灑在方格上面。黑豆表示一棵植物，讓學生用樣方法調查植物的種群密度，并完成表1。

“運用標記重捕法調查某動物種群的種群密度”依舊是必修三第四章第一節“種群的特征”中的另一個探究實驗，教材中沒有規定必須要做，很多教師就省去這個實驗。但也有不少教師選用抓豆子的方法，耗費時間較多。所以筆者做了以下嘗試：

在部分學案的左上角打上“☆”標記，在上課之前隨機發下去。這個標記就相當于第一次捕獲動物的總數和第一次標記數。然后隨機抽取20~30位學生（根據班級人數而定），并確定他們的學案中有多少有“☆”標記。被抽到的學生就相當于是第二次捕獲的動物總數，其中有“☆”標記的就相當于是第二次捕到的有標記的動物。整個過程學生很有興趣，并能很快得到結果。此結果正好與班級人數做個對比，學生也會自發地思考理論值和實際值為什么會有出入。這樣可并為下一個環節“標記時要注意哪些事項”一問題的過渡和思考做好鋪墊。

“制作DNA雙螺旋結構模型”是必修二第三章第二節“DNA分子的結構”中的構建實驗。筆者嘗試讓學生以自己為道具，具體操作如下：學生的身體是脫氧核糖，右手平舉相當于是堿基。左手向上舉相當于是磷酸，這樣就構成了一個脫氧核苷酸（圖2）。然后請4位學生到臺上組成一條脫氧核苷酸鏈：四名學生站成一列，后面的一名學生的左手抬起前面同學的左腿，形成一條脫氧核苷酸鏈。DNA是雙鏈結構，如何形成另外一條鏈呢？另外4名學生反向站另一列，依舊是后面學生的左手抬起前面同學的左腿。堿基通過氫鍵形成堿基對，學生相互伸出2個手指表示A=T配對，學生相互伸出3個手指表示G三C配對。整個過程學生的積極性很高，教學效果很好！

生物實驗教學不僅承擔著學生實驗技能的任務，承擔著育人的功能。通過實驗，學生會具備勇于探索，不怕失敗，態度認真的優良品質。所以教師應該在實驗教學上和學生一起學習進步！

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