李維軍
(甘肅省岷縣第一中學 748400)
實驗教學作為生物學教學的一個不可分割的重要組成部分,它幫助學生變感性認識為理性認識,化具體思維到抽象思維,應當引起廣大生物學教師的高度重視。因此,在實驗教學時擺脫教材約束,創新開發與科學利用實驗教學資源非常重要。
人教版高中生物學教材中安排了較多的實驗,為學生學習和理解相關內容奠定了基礎。但照搬書本很難實現知識的升華,同時很多實驗由于學校實驗設備、經費和課時等因素的限制無法正常進行,使教學效果大打折扣。因此,在實驗教學時,要擺脫教材的約束,對教材安排的實驗做科學合理的拓展和改進。
1.1 適當拓展教材實驗 為了調動學生學習生物學的興趣,結合高考實驗命題特點,可適當拓展教材實驗。例如在探究影響酶活性因素相關實驗之后,探究重金屬離子(如Hg2+、Ag+)、有機溶劑(如甲醛、乙醇)、農藥(如DDVP、殺滅菊酯)等物質對酶活性的影響;在“葉綠體中色素的提取與分離”實驗之后,嘗試用不同固定相和流動相觀察層析效果,用不同實驗材料對比觀察色素種類與含量差異,用柱層析法分離獲取不同色素,結合三棱鏡觀察不同色素的吸收光譜等。
1.2 科學開發實驗材料 實驗材料的選擇關系到實驗的成敗,實驗材料可以由教師指導學生分組自行準備,還可以在提高學生實驗興趣的同時,培養學生的創新能力。例如,“葉綠體中色素的提取與分離”實驗中,能不能選用時已入秋的黃色葉片、一品紅的紅色葉片、彩葉草葉片或金邊吊蘭葉片的白化部分?選用這些材料分別會得到什么樣的結果?在實驗中能讓學生帶著這些問題對實驗材料進行選擇與開發,實現對知識的升華。
結合當地實際情況,對課堂上不能完成的實驗,創造條件讓學生去農場、牧場或養殖場參觀學習,在學習技術知識的同時,實現STS教育目標。
2.1 農牧場和養殖場參觀學習 例如“微生物的實驗室培養”實驗,實驗室沒有滅菌設備,沒有恒溫培養箱,無法完成正常實驗教學。可以利用周末帶領學生到蘑菇養殖場參觀學習,征得同意后還可以動手操作,讓學生掌握微生物培養的基本技術。
2.2 讓大自然成為生物學實驗室 很多生物學知識僅憑教材內容學生往往難以理解,但受到課堂教學的限制又很難能對相關內容進行拓展。例如,種群密度調查的樣方法中樣方的選擇及樣方中數量的計算可以在戶外進行,讓學生在與大自然親密接觸的同時完成相關教學任務。
實驗一直是生物學高考的重要考點,考查以教材實驗為基礎但高于教材,命題內容豐富、考法多樣、難點較多和難度較高。為了讓學生在理解教材實驗的基礎上學會創新思維,鍛煉創新能力,需要深入研究高考實驗,對往年高考涉及的實驗進行選擇性的開發利用。
3.1 從實驗題中開發實驗資源 為了進一步鍛煉學生創新思維能力,應該引導學生去開發利用實驗題中的實驗教學資源。例如,探究一品紅紅色葉片是由于色素比例變化還是新色素的產生引起的?在解析該題時聯系教材中“葉綠體中色素的提取與分離實驗”,進行對照實驗:①取等量的一品紅綠色葉片與紅色葉片分為A、B兩組;②分別進行色素的提取與紙層析分離;③比較兩組的色素帶差異,得出結論。
3.2 高考實驗的變式運用 在教材實驗的學習過程中,進行變式創新,對高考中出現的實驗進行開發,獲得有效的資源。在不同的情境下選用不同的方式來應對,學會變式運用,在分析高考實驗題的基礎上開發出實驗資源。例如,探究酵母菌呼吸方式的變式實驗:利用小氣球、量筒和水槽測定酵母菌無氧呼吸速率。分析發現教材中沒有酵母菌無氧呼吸定量測定實驗,可以結合排水法測定酵母菌無氧呼吸產生的CO2體積,進而計算酵母菌無氧呼吸速率:①將酵母菌接種于培養液中,有氧條件下增殖一段時間;②把培養液灌入氣球,排氣后將氣球扎緊;③隔一段時間后用排飽和碳酸氫鈉溶液法收集氣體;④利用測出的CO2體積計算酵母菌無氧呼吸速率。還可以設定不同溫度進行該實驗,探究溫度對酵母菌無氧呼吸速率的影響。