“雙新”背景下高中生物實驗教學的思考

余鳴

生物學是一門以實驗為基礎的自然科學，實驗教學在生物教學中占有非常重要的地位。在高中生物教材中，幾乎每節課都穿插了實驗內容，目的是通過實驗使學生深刻地掌握生物學知識，提高學生的實驗能力。《普通高中生物學課程標準（2017年版2020修訂版）》要求：加強和完善生物學實驗教學；實驗設計應該多樣化；在重視定性實驗的同時，也應重視定量實驗，讓學生在量的變化中了解事物的本質；要注意實驗安全教育。在當前以考查能力和素質為核心的新高考改革中，更加注重對實驗能力的考查，就近年來的高考試題看，實驗的探索性思想在試題中不斷滲透，因此培養學生的實驗分析和設計能力已成為高中生物學能力培養中非常重要的組成部分。筆者在近年的新課標新高考背景下高中實驗教學中，進行了有關的實踐和研究。現就“雙新”背景下高中生物實驗教學作了一定的思考。

一、重視生物實驗方案的設計

生物實驗教學的起始應對實驗作好規劃。材料、儀器及方案是實驗規劃的主要內容，其中材料、儀器是在課前準備，而方案設計往往在教學中形成。首先，實驗的課前準備要充分。課前對實驗進行充分的研究與準備，認真做好預實驗，才能保證教學中的指導到位、科學處理生成，從而保障實驗成效。在預實驗時，應著力關注實驗器材的選擇、實驗方法的探索、實驗細節的發現，其中每個實驗要用什么材料、材料是否要多樣、要多少數量、材料準備是否方便、材料是否具有能夠揭示科學內涵的典型性，是否具有操作的可行性均得認真分析。例如質壁分離的實驗應選擇什么植物材料，才能縮短實驗時程短且實驗現象明顯，要不要準備不同的材料，怎樣處理材料;葉綠素分離實驗時選擇哪種植物，選擇哪種類型的層析紙、哪些展開劑等。其次，實驗方案設計要充分。以學生實驗為例，在設計實驗方案時教師首先應該讓學生學會判斷該實驗的類型，特別是判定是屬于探究型實驗還是驗證型實驗，從而讓學生對實驗的過程與目的有方向性的認識與科學性的把握;在設計實驗方案時應運用討論、質疑的教學方法，引導學生遵循實驗設計的對照性、重復性、隨機性、單一變量原則，運用實驗原理或已有知識對方案進行科學性、周密性、嚴謹性的考量與確定，并引導學生自己談談實驗的關鍵、困難與安全事項，該環節教師可結合課前的預實驗交代細節、講解技巧，從而形成一個經得起質疑、可行的科學實驗方案，然后才進行實驗，這其實就是動手之前應充分動腦，因而這個過程應保證有充分的時間。

二、激發學生的生物實驗興趣

興趣是最好的老師，只有對學習產生了濃厚的興趣，學生才能在學習上積極主動，才能產生強烈的求知欲望。在生物實驗中存在很多的創新點，如果能充分抓住這一點，學生的興趣也就能很快被吸引。例如，在“葉綠體色素的提取和分離”實驗中，有的學生將濾紙條變為圓形濾紙，在正中央滴加濾液，結果形成了4個不同顏色的圓，筆者展示給其他小組看后，很快引起競相模仿，全班學生的興趣一下子就被點燃了。還有的學生用粉筆代替濾紙條也取得了良好的效果，學生能有這樣的創新精神實在出乎教師的意料之外。又如，“滲透作用”實驗是教材中的重點實驗之一，尋找合適的“半透膜”材料是學生感興趣的地方（課本上提供的材料是玻璃紙），學生也非常樂于創新。他們充分發揮創造性，想到了雞蛋膜、玻璃紙或魚嫖等。他們利用課余時間，把這些材料都找出來，逐個試驗，結果發現雞蛋膜和魚鰾是較為理想的實驗材料。再如，在“探究酵母菌的呼吸作用方式”實驗中，酵母菌呼吸作用產生氣體這一現象，可以在錐形瓶里放入酵母菌培養液，上面套上一個氣球，通過觀察氣球的膨脹，直接感受呼吸作用產生氣體這一現象。為了增加實驗的趣味性，可以用橡膠手套等，使氣體膨脹之后產生一定的形狀。將收集到的氣體導入澄清石灰水，可以使其變渾濁，進一步探究該氣體是CO2。在“細胞大小與物質運輸的關系”實驗中，教材建議的實驗材料是含酚酞的瓊脂塊與質量分數為0.1%的氫氧化鈉溶液，換用涼粉代替含酚酞的瓊脂塊，用紅墨水代替氫氧化鈉溶液，其實驗效果也不錯，這樣做，不僅降低了實驗成本，減少了制備瓊脂塊的麻煩事，而且可以避免氫氧化鈉溶液腐蝕衣服和皮膚的安全問題。總之，在實驗過程中，創新實驗，可以收到意想不到的效果，使學生對生物學實驗產生極大的興趣，激發學生的學習熱情。

三、引導學生分析實驗的現象

在實驗中，經常存在著對實驗最后結果的記錄，而輕視對實驗過程中出現的某些現象的記錄，重視結果而不重視分析結果，重視對成功實驗的肯定，而不重視對實驗中的失敗查找原因等現象，這不利于學生實驗能力的提高。例如，在觀察植物有絲分裂的實驗中，在顯微鏡的某個視野中，要讓學生了解為什么看到的細胞多數為間期的細胞，在葉綠體中色素提取和分離實驗中四種色素彼此分離的原理是什么，這一原理單靠高中教科書中的知識還不夠，應讓學生了解四種色素的化學結構和性質不同，它們在濾紙上吸附能力不同，在層析液中溶解度不同這個道理，四種色素隨著層析液在濾紙條上的擴散速度不同，溶解度大而吸附力小，擴散速度快，反之擴散速度則慢。高中生物新教材中學生分組實驗很多，實驗過程中經常會出現沒有預想到的異常現象，遇到了這些“不符合邏輯”或不正確的實驗事實時，我們教師不能武斷地認為學生的實驗操作不準確或不正確，甚至進行粗暴的訓斥，那樣只會挫傷學生學習的積極性。這種時候作為老師應該和學生一起去反思、分析，因為這些異常現象的產生除了可能是因為學生的實驗操作不準確或不正確，也有可能是教材中實驗方案本身不完善所造成的。這種反思分析的過程使學生學會了應該怎樣面對實驗的失敗，怎樣去修改和完善實驗方案。

總之，生物是一門以實驗為基礎的學科，在教學過程中實驗是必不可少的一部分。受傳統教學模式的影響，教師在教學中有時還會展現出傳統教學模式的弊端，生物實驗教學的實施還存在許多問題，需要教師不斷改革和創新。