實驗在中學(xué)生物教學(xué)中的滲透

郝雅麗

摘要：實驗操作是學(xué)生獲取知識和檢驗知識的重要方式，而且實驗技能也是近年來高考考查的一個重要內(nèi)容，通過實驗在生物教學(xué)過程中的滲透，能夠有效提高生物教育質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生的認知能力。

關(guān)鍵詞：實驗;生物教學(xué);能力提升

中圖分類號：G633.91 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1992-7711（2019）01-0062

在生物教學(xué)中，實驗對學(xué)生掌握生物學(xué)知識，運用科學(xué)方法，培養(yǎng)實踐認知能力，形成科學(xué)素養(yǎng)都有非常重要的作用。在教學(xué)中滲透實驗操作能使學(xué)生更直觀、更深入地了解課本的理論知識，探究生物現(xiàn)象的本質(zhì)。中學(xué)生物學(xué)的教學(xué)內(nèi)容是比較復(fù)雜和抽象的，通過教師對實驗操作的講解、演示以及學(xué)生的實際操作，學(xué)生更容易接受和掌握知識，還可以使學(xué)生認識各種實驗儀器并能正確、規(guī)范地使用。實驗操作教學(xué)通過看得見，感受得到的現(xiàn)象，使學(xué)生獲得良好的感性認識和理性認識，很容易調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

一、實驗引導(dǎo)生物教學(xué)

在生物教學(xué)中，實驗不僅能為學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識提供感性材料，還能為他們理解疑難概念或原理做鋪墊。例如：“物質(zhì)跨膜運輸”實例的問題探討，有個滲透裝置實驗，教師課前準備好2個長頸漏斗，漏斗口分別用一層紗布和半透膜封好，一個裝有質(zhì)量分數(shù)為30%的蔗糖溶液的大燒杯，還有一瓶紅墨水，再準備2個裝有清水的大燒杯，分開存放。上課時，先將蔗糖溶液注入用半透膜封好的漏斗中，為了便于觀察，再滴入幾滴紅墨水，同時將漏斗迅速放入清水，實驗開始時要保證漏斗長頸內(nèi)的蔗糖溶液液面與外界燒杯中的清水液面齊平。接下來，教師應(yīng)提醒學(xué)生密切觀察漏斗管內(nèi)液面的變化情況并討論變化的原因。

學(xué)生通過仔細觀察，看到出現(xiàn)了漏斗內(nèi)液面上升的現(xiàn)象，展開討論很快便說出原因——燒杯中的清水進入漏斗所致。接著教師引導(dǎo)學(xué)生思考另外兩個問題：用另外一塊紗布封好的漏斗操作，液面還會升高嗎？如果燒杯中不是清水，而是用同樣濃度的蔗糖溶液，結(jié)果會怎樣？學(xué)生思考并嘗試動手進行實驗來驗證自己的猜想。實驗驗證的結(jié)果是：漏斗用紗布來封的話所裝的蔗糖溶液全部滲出，若將燒杯中清水換成同樣濃度的蔗糖溶液，則液面不會升高，并且與外界液面平齊。這些實驗和現(xiàn)象說明了什么？經(jīng)過小組討論以及教師的引導(dǎo)啟發(fā)，大家共同總結(jié)得出：一個滲透裝置，必須同時具備兩個條件——半透膜和內(nèi)外溶液的濃度差。

由此可見，生物學(xué)實驗不僅是驗證理論正確與否的手段和工具，而且還能具體形象地展示生物學(xué)知識的形成和發(fā)展過程，所以實驗引導(dǎo)法也是教學(xué)手段中不可缺少的一種方法。為了充分發(fā)揮實驗引導(dǎo)的功能，生物教學(xué)要進一步重視實驗室建設(shè)，不斷進行實驗的改進與創(chuàng)新，同時要為學(xué)生提供更多的實驗機會。

二、實驗精簡教學(xué)環(huán)節(jié)

在教學(xué)中如果過多以教師為主體進行講解、練習(xí)及安排作業(yè)，不斷地呈現(xiàn)資料、教學(xué)用具，以努力抓住學(xué)生的眼球，吸引學(xué)生的注意力，那么，這種過度的介入必然會導(dǎo)致學(xué)生被動學(xué)習(xí)，不利于學(xué)生認知生物學(xué)科的本質(zhì)，更不利于教學(xué)環(huán)節(jié)的精簡設(shè)計。

教師應(yīng)在教學(xué)過程中凸顯學(xué)生的主體地位，減少教學(xué)環(huán)節(jié)，明確教學(xué)目的。通過實驗讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，從而讓課堂精簡干練。例如：在做“綠葉在光下制造淀粉”實驗之前，教師拿一個馬鈴薯，在課上，將馬鈴薯切成透明薄片后直接滴加碘液，即可看到馬鈴薯片上有藍色物質(zhì)，學(xué)生就可以知道遇碘變藍是淀粉的特性。接著再用綠葉來操作，很容易就能得出綠葉在光的照射下可以制造地淀粉的結(jié)論。還有“綠葉在光下釋放氧氣”“光合作用需要二氧化碳為原料”這兩個實驗，單純靠講解，對于學(xué)生而言很難徹底理解光合作用的本質(zhì)。而用實驗的手段，學(xué)生通過操作和探究來認識，教師適當(dāng)引導(dǎo)，學(xué)生也會充分的思考，驗證和體驗，從而對知識有深刻的體會。教師也能從事無巨細的辛苦中得到解放，把更多的精力用來激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)和引導(dǎo)探究的欲望上。

三、用實驗激發(fā)學(xué)生能力

1. 用實驗激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力

實驗是學(xué)生探究自然科學(xué)知識的重要方法。實驗以其豐富、直觀的優(yōu)勢得到了學(xué)生的喜愛。學(xué)生在參與過程中往往會出現(xiàn)許多預(yù)想不到的問題，所以在實驗操作中充滿生成，生成又賦予創(chuàng)新。例如：檢測花生種子脂肪實驗，教材中是要求制作花生子葉臨時切片，用顯微鏡觀察子葉細胞的著色情況。這一實驗操作步驟復(fù)雜，有著較高的實驗技能技巧的要求，首先要求學(xué)生能徒手切出合適厚度的花生薄片，其次還得會從泡在水里的切片中找出最薄的一片，再次要染色以及浮色，如果在這一步?jīng)]有做好也會導(dǎo)致看不到實驗現(xiàn)象。針對上述問題，教師的指導(dǎo)和學(xué)生積極探討反復(fù)地進行創(chuàng)新性改進和實驗操作，終于克服了教材實驗的不足。有的學(xué)生用花生勻漿實驗;有的用按壓痕跡法，即在白紙上用鑷子柄按壓花生，然后在油跡上滴加少量蘇丹Ⅲ染液，就可觀察到現(xiàn)象。

通過創(chuàng)新活動，尋找到一定方式方法使生物實驗更加安全、操作過程更加簡單、實驗現(xiàn)象更加明顯。在這個實驗操作與改進中，學(xué)生通過疑問獲得創(chuàng)新成果。在活躍的思維下，認真地觀察和積極動手操作，不僅加深了學(xué)生對知識的理解，也使學(xué)生的創(chuàng)造性思維得到了培養(yǎng)，有效提高了學(xué)生的觀察能力和動手操作能力，而且還能培養(yǎng)學(xué)生手腦并用的習(xí)慣。

2. 用實驗培養(yǎng)學(xué)生合作能力

實驗的操作不僅是讓學(xué)生學(xué)習(xí)知識，還應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生與人合作的意識。合作性實驗有利于培養(yǎng)學(xué)生的合作精神，同時還是解決實驗材料、儀器和實驗課時間等條件限制的有效方法。例如，探究酵母菌細胞呼吸的方式，并了解酵母菌在有氧和無氧條件下細胞呼吸的產(chǎn)物。在該實驗中要設(shè)置兩個實驗組（像這樣設(shè)置兩個或兩個以上的實驗組，通過結(jié)果的比較分析，來探究某種因素與實驗對象的關(guān)系，這樣的實驗叫做對比實驗），因此可以將學(xué)生分組各自做一個實驗來進行探究，分別統(tǒng)計實驗結(jié)果，對比分析，最后獲得實驗結(jié)論。酵母菌在有氧和無氧條件下均能進行細胞呼吸，均能產(chǎn)生二氧化碳;在有氧的條件下，酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生大量的二氧化碳;在無氧的條件下，酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生酒精和少量的二氧化碳。通過合作實驗共同探究科學(xué)的奧秘，不僅能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，還能培養(yǎng)團隊精神。

3. 用實驗檢驗學(xué)生學(xué)習(xí)效果

生物學(xué)是研究生命現(xiàn)象及其活動規(guī)律的科學(xué)，其研究的基本方法是觀察和實驗。結(jié)合近年來高考注重對實驗原理、方法以及實驗結(jié)果分析能力的考查，要求學(xué)生具有對一些生物學(xué)問題進行初步探索能力，包括確認變量，做出假設(shè)和預(yù)期結(jié)果，設(shè)計可行性高的研究方案，處理對簡單的實驗方案作出恰當(dāng)?shù)脑u價和修改。考查學(xué)生的知識遷移能力、實驗推理能力和創(chuàng)新能力，要求高、難度大。學(xué)生需要運用多種理論知識，結(jié)合實驗操作的經(jīng)驗，才能得出科學(xué)合理的實驗設(shè)計方案。例如：2017年高考理綜29題：“利用放射性同位素標記的方法，以體外培養(yǎng)的宿主等細胞為材料，設(shè)計實驗以確定新病毒的類型。”要求學(xué)生寫出實驗思路，預(yù)期實驗結(jié)果和結(jié)論。該題實際上就是對教材“噬菌體侵染細菌的實驗”的考查，教材中詳細講解了實驗的過程，而考題只需將教材實驗進行遷移就可以很好地作答，對于實驗結(jié)果和結(jié)論要用多種形式準確描述相關(guān)理論學(xué)習(xí)內(nèi)容，因而有效檢驗了學(xué)生的對生物學(xué)理論認識水平。

實驗教學(xué)是十分重要的教學(xué)方式，不僅能使學(xué)生更直觀地學(xué)習(xí)生物學(xué)知識、掌握操作技能，更能提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。依照教育部指定的“高中生物課程標準”，要求學(xué)校開設(shè)實驗課，且教育裝備部門應(yīng)不斷完善和提升教學(xué)儀器配備標準，保質(zhì)保量地配備教學(xué)儀器，為實驗課的正常開展創(chuàng)設(shè)條件，盡可能地讓每位學(xué)生都能動手去做，并且將實驗與教學(xué)相融合，讓學(xué)生通過觀察、思考、實驗和探索等途徑加深知識的理解，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和思維品質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

（作者單位：山西省太原市教育裝備中心 ? 030000）