開(kāi)展生理生化實(shí)驗(yàn) 發(fā)展生物核心素養(yǎng)

姚紅敏 陳國(guó)梁

摘 要：理性分析和科學(xué)探究能力是高中生物核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容。而基于生理或生化分析開(kāi)展的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，則可以有效地培養(yǎng)學(xué)生們的理性分析和科學(xué)探究能力。本文主要講解了在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，關(guān)注實(shí)驗(yàn)的生理和生化分析實(shí)驗(yàn)，從取材、試劑、操作這三個(gè)方面著手，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生物實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，從而提升學(xué)生們的科學(xué)探究能力。

關(guān)鍵詞：高中生物；生理生化；實(shí)驗(yàn)分析

生物核心素養(yǎng)是現(xiàn)階段高中生物教學(xué)的重要內(nèi)容，也是廣大生物教師不斷探索研究的內(nèi)容。基于生物教材內(nèi)容開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是培養(yǎng)學(xué)生理性分析和科學(xué)探究能力的重要過(guò)程。因此，高中生物教師應(yīng)結(jié)合生物實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生們開(kāi)展有效的生理、生化實(shí)驗(yàn)分析，讓學(xué)生們?cè)诜治鋈〔摹⒃噭┖途唧w操作的過(guò)程中，關(guān)注生物實(shí)驗(yàn)結(jié)果中的細(xì)微變化，從而培養(yǎng)學(xué)生們的實(shí)驗(yàn)分析能力，為培養(yǎng)學(xué)生們的生物核心素養(yǎng)提供助力。

一、 取材分析，關(guān)注生長(zhǎng)部位

取材是生物實(shí)驗(yàn)探究的基礎(chǔ)，也是組成生物實(shí)驗(yàn)過(guò)程的重要步驟。正確地取材，是生物實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝽樌⒊晒Φ赝瓿傻那疤帷５趯?shí)際教學(xué)的過(guò)程中，教師往往只關(guān)注實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)操作的正確性，忽視了實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前的取材過(guò)程分析，從而導(dǎo)致部分學(xué)生即使按照正確的實(shí)驗(yàn)操作完成實(shí)驗(yàn)，也得不出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最終對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容仍舊一知半解。

比如，我在帶領(lǐng)學(xué)生們學(xué)習(xí)《觀察植物細(xì)胞的有絲分裂》這一實(shí)驗(yàn)時(shí)，就引導(dǎo)學(xué)生們關(guān)注實(shí)驗(yàn)取材這一過(guò)程，并針對(duì)取材設(shè)置了對(duì)照組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)照。實(shí)驗(yàn)中，我們選取了“培養(yǎng)好的洋蔥”作為實(shí)驗(yàn)材料，實(shí)驗(yàn)的開(kāi)端應(yīng)先制作裝片。取材時(shí)，我要求學(xué)生們先在“洋蔥根尖生長(zhǎng)點(diǎn)部位”準(zhǔn)確地切取實(shí)驗(yàn)材料，然后再在“洋蔥的其他部位”切取一塊實(shí)驗(yàn)材料作為取材對(duì)照組，同時(shí)開(kāi)展后續(xù)解離和漂洗等步驟。制作完成后，學(xué)生們觀察兩組實(shí)驗(yàn)裝片，發(fā)現(xiàn)有一組實(shí)驗(yàn)裝片可以清晰地觀察到分裂相細(xì)胞，而另一組則很難觀察到分裂相細(xì)胞。這時(shí)，我引導(dǎo)學(xué)生們開(kāi)展分析：為什么取材部位的不同會(huì)導(dǎo)致不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果？結(jié)合對(duì)照實(shí)驗(yàn)結(jié)果加以分析，學(xué)生們得知只有在植物的根尖分生組織細(xì)胞才能夠觀察到有絲分裂的過(guò)程。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生們就實(shí)驗(yàn)取材設(shè)置對(duì)照組，讓學(xué)生們觀察不同取材對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，不僅能夠完善實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，也讓學(xué)生們認(rèn)識(shí)到取材的不同對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果有著較大的影響。同時(shí)，通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)取材這一細(xì)微過(guò)程，也可以提高學(xué)生們對(duì)于生物實(shí)驗(yàn)嚴(yán)謹(jǐn)性的認(rèn)識(shí)。

二、 試劑分析，關(guān)注濃度純度

開(kāi)展生物實(shí)驗(yàn)時(shí)，往往會(huì)涉及試劑的量、濃度或者純度等實(shí)驗(yàn)因素的選取，選擇不同濃度或純度的試劑往往會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同。因此，高中生物教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生們結(jié)合具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分析試劑濃度等因素，并在對(duì)照分析的過(guò)程中，關(guān)注不同濃度的試劑對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響程度，保證學(xué)生們的理性分析能力有所提高。

比如，我在引導(dǎo)學(xué)生們探究《植物細(xì)胞的吸水和失水》這一實(shí)驗(yàn)時(shí)，就設(shè)置了對(duì)照實(shí)驗(yàn)，用于分析不同濃度的實(shí)驗(yàn)試劑對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。實(shí)際操作的過(guò)程中，我們選取了紫色的洋蔥鱗片葉、質(zhì)量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液、清水以及質(zhì)量濃度為1 g/mL的蔗糖溶液等實(shí)驗(yàn)材料。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后，我們將制成的裝片放置于顯微鏡上，先滴質(zhì)量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)植物細(xì)胞發(fā)生了明顯的質(zhì)壁分離，再滴入清水，植物細(xì)胞恢復(fù)到原先的樣子。此時(shí)，在實(shí)驗(yàn)對(duì)照組的裝片上滴1 g/mL的蔗糖溶液，我們?nèi)耘f能夠觀察到細(xì)胞發(fā)生了明顯的質(zhì)壁分離，滴清水后，細(xì)胞卻不能還原到原先的樣子了。

在完成生物實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，著眼于分析不同濃度或純度的試劑對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，不僅可以引導(dǎo)學(xué)生們準(zhǔn)確地完成生物探究實(shí)驗(yàn)，也能夠加深學(xué)生們對(duì)于實(shí)驗(yàn)原理和相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解，使其認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)探究的科學(xué)性與嚴(yán)謹(jǐn)性，有助于學(xué)生們科學(xué)探究能力的提升，以及生物核心素養(yǎng)的發(fā)展。

三、 操作分析，關(guān)注細(xì)微誤差

合理且嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)操作也是完成生物實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體過(guò)程，我們發(fā)現(xiàn)：實(shí)驗(yàn)操作的細(xì)微誤差往往是最容易忽略的，卻也恰恰是學(xué)生們實(shí)驗(yàn)失敗的最大誘因。因此，生物教師應(yīng)當(dāng)充分關(guān)注實(shí)驗(yàn)操作的細(xì)節(jié)教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生們分析生物實(shí)驗(yàn)中不同的操作過(guò)程對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，明確實(shí)驗(yàn)操作的準(zhǔn)確性對(duì)生物實(shí)驗(yàn)的重要作用。

比如，我在帶領(lǐng)學(xué)生們完成《植物細(xì)胞的有絲分裂》這一實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先指導(dǎo)學(xué)生們完成實(shí)驗(yàn)裝片。而裝片制作過(guò)程中的很多細(xì)微之處都會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析產(chǎn)生影響。裝片的制作過(guò)程中有一個(gè)步驟是解離，就是用15%的鹽酸溶液溶解細(xì)胞壁之間的胞間質(zhì)，使組織中的細(xì)胞相互分開(kāi)，避免顯微鏡下觀察細(xì)胞時(shí)發(fā)生重疊現(xiàn)象。解離時(shí)，細(xì)胞解離程度的控制要求就比較高。若是解離不充分，觀察細(xì)胞時(shí)就會(huì)出現(xiàn)重疊的現(xiàn)象；若是解離過(guò)度，細(xì)胞則會(huì)腐爛。而解離之后的漂洗也是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵，許多學(xué)生在漂洗操作時(shí)敷衍了事，不能夠徹底地予以漂洗，導(dǎo)致最終的染色效果不佳，影響了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察分析。

進(jìn)行生物實(shí)驗(yàn)時(shí)，若是各個(gè)步驟的操作都存在誤差，就會(huì)對(duì)最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生較大影響。而學(xué)生們?cè)谕瓿蓪?shí)驗(yàn)時(shí)，常常因粗心而忽略了準(zhǔn)確操作的重要性，此時(shí)就要求生物教師能夠?qū)@一細(xì)節(jié)開(kāi)展針對(duì)性的教學(xué)指導(dǎo)，在糾正錯(cuò)誤操作的過(guò)程中，明晰正確的操作過(guò)程，從而提升學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究能力。

總的來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高中生物教學(xué)的重要內(nèi)容。而生物教師通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生們分析取材、試劑、操作之于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，不僅可以提升學(xué)生們理性分析和科學(xué)探究能力，也可以有效地發(fā)展其生物核心素養(yǎng)。因此，廣大生物教師在實(shí)際教學(xué)時(shí)，應(yīng)適時(shí)地開(kāi)展生物實(shí)驗(yàn)中的生理生化分析，為發(fā)展學(xué)生們的生物核心素養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

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作者簡(jiǎn)介：姚紅敏，陳國(guó)梁，湖北省襄陽(yáng)市，湖北省南漳縣第二中學(xué)。