高中生物實驗教學的優化探究

李芳芳 王?，|

（1.南京師范大學第二附屬高級中學 江蘇揚州 211400）

（2.儀征市教學研究室 江蘇揚州 211400）

生物學是一門以實驗為基礎的自然科學，生物學實驗在中學生物教學中占有極其重要的地位?？v觀近幾年的考試說明及生物高考試卷，對學生的實驗設計、實驗分析等實驗能力的要求有明顯提高。高中生物學教材有大量的驗證性或探究性實驗，教師如何切實開好這些實驗課，從而提高學生的實驗能力、創造能力，提高生物教學效果和提高學生的科學素質？

1 實驗操作方法的優化

1.1 對實驗材料進行預處理

在“綠葉中色素的提取和分離”實驗中，如果實驗材料——菠菜帶有大量雜質并且水分不充足，則會影響實驗結果。因此，為了得到色素更純的濾液，教師必須預處理菠菜：將菠菜沖洗干凈，去掉葉片上過于大的葉脈，晾干備用。在實驗課上，為了避免學生在研磨菠菜葉上耗費大量時間，學生可將菠菜葉放入微波爐中烘干1～2 min。烘干后研磨節約了課堂時間，在降低菠菜葉水分的同時，增加了色素的提取率。

在“植物細胞的吸水和失水”實驗中，對洋蔥進行預處理以更好地撕去其外表皮的方法：剝下洋蔥鱗片，并且放在特定的環境中晾曬。在晾曬的過程中，洋蔥細胞因為失去了大量的水分，可能會出現和表皮脫離的現象，而且因失去了大量的水分，液泡中的紫色會明顯加深。這種方式可以高效率地撕取表皮細胞，取得了一定的實驗效果。但是，教師也要注意不能將洋蔥放在陽光下晾曬，洋蔥里的細胞會直接死亡，導致實驗失敗。

1.2 畫濾液細線

在實驗“綠葉中色素的提取和分離”中，筆者發現使用毛細吸管來畫濾液細線很難使實驗難取得一定的成效，主要是由于：①在整個實驗的過程中，可能會因操作失誤導致毛細管發生破裂；②毛細吸管移液管的孔中很容易溢出濾液，導致濾紙上的線條雜亂分布，顏色難以順利實現分離。教師可采用如下方式：選擇0.5 mm直徑的水筆芯，取出色素提取物在鉛筆線上畫一條細線，并在濾液細線干燥后重復多次操作。經過實踐，用水筆芯代替毛細管移液管控制濾液拉絲更容易掌控，也可以很好地避免濾液流出過多，可以促使印花顏料線細膩均勻。

2 教學方法的優化

科學化的教學方法能夠很好地指引實驗操作，脫離實際的教學方式不能很好地落地實踐，因此在實驗中，選取更科學合理的方法就顯得格外重要。

2.1 設置對照實驗

教材中有的實驗沒有設置對照實驗，教師可以引導學生思考并設置對照組。例如，教材一直強調不要讓濾液細線觸及層析液。為了更好地解釋這個問題，教師可以鼓勵學生成立對照小組，小組成員把濾液細線浸入層析液中，并比較結果。通過實驗發現，對照組中的色素徹底融入到層析液中，幾乎看不到色素帶。這種采用對照方式進行的實驗操作，可以提高實驗的嚴謹性，也可以清晰地解決學生對此存在的疑慮。

2.2 選擇實驗效果便于觀察的材料

實驗效果的好壞一定程度上取決于實驗觀察，尤其是在觀察和驗證性實驗上更為明顯。教師必須依據實驗的目的，慎重選擇材料。例如，西瓜勻漿雖富含還原糖，主要是由于其自身為紅色，在使用斐林試劑檢測還原糖時，勻漿本身的顏色對觀察造成了影響。因此西瓜勻漿不適合做為檢測還原糖的實驗材料。也有些實驗材料染色后對比度大，有助于實驗現象的觀察。例如，人體口腔上皮細胞經甲基綠吡羅紅染液染色后，DNA呈現的綠色和RNA呈現的紅色在無色口腔上皮細胞內特別明顯，很容易觀察。

3 教學設計的優化

在實驗操作環節，學生都會有或多或少的錯誤操作。教師應關注所有的學生，及時發現學生所存在的缺陷，并對其進行指導和幫助，幫助學生高效地完成實驗。例如，在學生對動物和植物的結構進行觀察時，教師應該要求學生由上往下、由內而外進行觀察。又如，當研究洋蔥表皮細胞時應該取一定厚度的材料，但是許多學生采取的材料太厚，可能導致實驗出現偏差。這就要求教師首先進行一些示范操作，再引導學生自主操作。學生通過反復的練習，確定實驗材料的合適厚度。在實驗操作完成后，教師應該立即指出學生在之前的操作中的一些誤區，引導學生尋找相應的解決方案。教師可以事先制定相應的操作評估表，在學生操作的同時對其進行綜合評估，可以促進學生的實操操作更好地貼近標準，同時又能作為實驗評估的手段來評價實驗課的具體情況。

4 實驗裝置的優化

4.1 探究酵母菌細胞呼吸的方式

教師可以改進教科書中關于有氧呼吸的實驗裝置，在裝有質量分數為10%的NaOH溶液的錐形燒瓶之后加一個澄清石灰水的錐形瓶。這種裝置可以檢驗空氣中的二氧化碳是否已經被NaOH溶液完全吸收，使實驗操作更加嚴謹?？梢詫⒁唤M控制裝置添加到無氧呼吸操作中，具體操作是把一些未添加酵母的葡萄糖培養溶液和含有澄清石灰水的錐形瓶連接以消除澄清石灰水中的二氧化碳。另外，還可以將兩種裝置的培養液的液面添加一些油脂以形成厭氧環境，來排除錐形瓶中的空氣對實驗結果的影響。

4.2 比較過氧化氫在不同條件下的分解

比較過氧化氫在不同條件下的分解的實驗過程會產生一些氣泡，氣泡中或多或少都會有些水分，會影響衛生香的燃燒效果，也有可能會導致衛生香熄滅，影響實驗結果，甚至直接導致實驗失敗。同時，過氧化氫分解出來的氣體在實驗過程中也極易揮發，在進行衛生香的檢驗時，當檢測到氣體時，實驗測試結果就有明顯的區別。

改進后的實驗裝置如圖1所示。

圖1 過氧化氫在不同條件下的反應裝置圖

原有的實驗裝置在實際操作中容易溢流。改進后的實驗裝置能充分回收產生的氣體，并且利用氣球體積來展現出所有的氣體量，可以使該實驗效果更加明顯。

5 實驗類型的優化

高中教師在開展實驗教學時，驗證類實驗的開設率較高，探索類實驗較低。過高頻率地開展驗證類實驗會在一定程度上降低學生的主觀能動性和參與實驗的積極性，還會對學生的創新能力造成一定的阻礙。教師將一些驗證類的實驗轉變成探究類的實驗，可以提升學生的主觀能動性。

例如，在“綠葉中色素的提取和分離”實驗中，教師將實驗轉變為“在高等植物的葉綠體中探索其有幾種色素和顏色”。在實驗的初期，教師按照一定的順序，將有顏色的條帶和實驗材料擺放在一起。讓學生借助實驗來自己分析結果，并根據條帶的顏色確定隸屬于哪個色素帶，進而真正理解色素的具體排列順序。此外，教師提出問題，引導學生分析具體的實驗結果：為什么不同的色素會分隔開？為什么一些色素帶的寬窄不同？

又如，在“植物細胞的吸水和失水”的實驗中，教師在預實驗時，確定洋蔥表皮細胞細胞液的質量濃度為0～0.30 g/mL，以0.05 g/mL為濃度梯度，共設置6個濃度值，引導學生對洋蔥表皮細胞的細胞液濃度范圍進行相關的探討和分析。

6 實驗考評方式的優化

在實驗中，教師要重點關注實驗教學的評價方式，盡可能地搭建一個全方位的評估體系，可利用試卷測試以及實驗相結合的方法，為每個實驗制定相應的實驗規則，依據評估內容的重要性設定相應的比重，全面評價學生的實驗態度及實操技能、實驗探究及分析、科學方法的使用和思維能力。例如，筆者搭建的實驗綜合評價體系見表1。

表1 實驗綜合評估體系

在實驗過程中，實驗操作的準確性是整個實驗成功的關鍵。所以，在實驗實操的評估中，教師應當提升實驗操作技能這一項考核比重，促進學生重視實操。每一個實驗的操作要點不同，所評價的項目也不相同。實驗操作能力主要通過實驗操作的規范性與實驗結果的準確性來體現的。

在實際的實驗教學過程當中，教師要采用多種評價方法，有助于學生對于自己的優點和缺點有一個更深入的了解，促使學生的全方位能力得到明顯提高。