高中生物實驗的拓展及實踐

劉莉

高中生物實驗的拓展，是指在教材原有實驗的基礎上再做出新研究和新嘗試。通過實踐，加深學生對知識的理解；借助自主探究，塑造學生的理性思維和科學探究意識。

拓展實驗與生物教學

生物是建立在實驗基礎上的學科，生物實驗對高中生物教學研究的重要作用不言而喻。生物實驗拓展是指在教材原有實驗的基礎上再做出新研究和新嘗試，并對生物教學具有重要意義。針對學生易混易錯內容展開拓展實驗，可以加深學生對知識的理解；實驗設計和操作過程，可以塑造學生的理性思維和科學探究的核心素養；團隊協作探究，能引發學生的求知欲和學習樂趣，可謂一舉多得。

實驗“比較過氧化氫在不同條件下的分解”位于人教版高中生物必修一第五章第一節，是教材中第一個與酶有關的實驗。此實驗的探究目的是說明酶在代謝中的作用，其中無機催化劑和酶處理組結果的對比還能說明酶的特性——高效性；同時，本實驗中滲透的“控制變量”“對照實驗”的實驗思想，是生物實驗設計的關鍵方法，需要學生多思考多落實。為達成本實驗內容的教學目標，培養學生的探究意識和思維能力，教師可以對本實驗進行以下三方面的拓展并帶領學生動手落實，達成真實收獲。

實驗拓展內容

拓展一：實驗材料的拓展 在本實驗操作過程中，教師和學生都發現向過氧化氫中加入肝臟研磨液時，氣泡產生量很大，由于氣泡中攜帶水汽，易使衛生香熄滅，不能獲得預期結果。同時，許多文獻及習題中提及馬鈴薯中含過氧化氫酶，這些酶的含量和活性如何？能否代替豬肝研磨液作為實驗試劑？這可成為學生探究的問題。在原有實驗材料的基礎上，增加馬鈴薯塊莖和與豬肝研磨液濃度相等的馬鈴薯勻漿兩種材料。根據實驗現象：有時加入肝臟研磨液組會出現衛生香熄滅，引發學生探究馬鈴薯塊莖或馬鈴薯勻漿對過氧化氫分解速率的影響。依據單一變量原則，學生將原來的4組實驗增加為6組，即增加馬鈴薯塊莖、馬鈴薯勻漿處理組，通過氣泡產生速率和衛生香的復燃情況，判斷底物分解速率。最終結果顯示：馬鈴薯塊莖或勻漿的催化效率優于FeCl3溶液，但遠不如豬肝研磨液。考慮到馬鈴薯具有價格低、易獲得、安全性高等優點，在肝臟不易獲得的條件下，可嘗試用馬鈴薯作為代替材料，否則建議使用豬肝研磨液。

拓展二：研究問題的拓展 酶的用量、反應物濃度與反應速率間的關系，是理解酶的作用機理和酶的特性的重要內容。不過，許多學生對此內容缺乏感性和理性認識，可以說是只知其然，而不知其所以然，導致在解題過程中阻礙重重。綜上，本次實驗中將酶的用量與過氧化氫分解的關系、反應物濃度與過氧化氫分解的關系，設為拓展探究內容。實驗設計過程，實質是對酶的相關內容和實驗設計原則的應用，學生在團隊協作中容易發現自己的知識漏洞，形成清晰的自我評價；通過動手實踐，學生可發現實驗設計的漏洞并修改，發現新的研究議題并探究，發現分工合作的重要性并及時協調，這些過程使學生在潛移默化中鍛煉了理性思維和科學探究意識。

拓展三：實驗設備的拓展 為進一步鍛煉學生收集、整理和分析數據的能力，我們將本實驗由定性實驗改為定性和定量相結合的實驗。教材中原有實驗及“實驗材料拓展”實驗仍采用觀察氣泡產生速率和衛生香復燃情況的方法衡量過氧化氫的分解速率，使學生對酶的作用機理有清晰的認識。在“問題拓展”的兩個實驗研究中，通過定量測量的方式分析結果。這就需要拓展實驗器材，即在結果檢驗中增加氧氣傳感器的使用。氧氣傳感器與電腦相連，通過電腦顯示屏的示數，可以得出單位時間內反應體系中氧氣含量的變化；然后通過數據整理分析，便可得出酶的用量對過氧化氫分解影響、反應物濃度對過氧化氫分解影響的曲線；并由學生嘗試解析結果得出結論，最終形成對該問題的清晰認識。

結束語

生物實驗的拓展是高中生物實驗教學的新方向、新起點。實驗課程的拓展，需要教師更多地關注學情，思考實驗與常見問題的聯系，更需要教師完善的課程安排和較高的學科素養。同時，拓展實驗務必要聯系實際，多做一些對學生學習有益、鍛煉學生能力的拓展實驗，培養學生解決實際問題的能力，使他們學之有用、學之樂用，并在興趣的伴隨下，不斷塑造核心素養，提升實驗教學質量。

參考文獻

[1]劉桃彥.淺談高中生物學實驗的拓展教學[J].生物技術世界，2015（6）：205.

[2]成蘊秀，陳曉波，魏京寧，李林澤.“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗替代材料篩選[J].生物學通報，2015（6）：53-54.

（作者單位：黑龍江省大慶實驗中學）