高中生物實驗教學改進與創新

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1008-0333（2025）21-0124-03

隨著新課改的深人，核心素養逐漸成為評價學生的主要標準，因此，核心素養的培養成為教學的主要導向.高中階段生物學科的核心素養包括生命觀念、理性思維、科學探究以及社會責任[1].教師可通過實驗教學對學生進行核心素養培養，尤其是理性思維和科學探究素養的滲透與培養[2].這不僅可以提高學生的學習興趣、加強學生對知識的理解和吸收，更重要的是，學生可以通過實踐掌握科學研究的基本過程和方法，在實踐中認識到實驗、學習及團隊協作的重要性，從而全面提高綜合素質.教師要對實驗教學高度重視，努力克服實驗教學中面臨的問題，力求通過實驗教學提高學生的動手操作能力，培養其創新思維和科學探究精神[3].

1改進與創新高中生物實驗教學的策略

1.1 選擇更合適的實驗材料

實驗材料的選擇直接影響實驗的順利開展和實驗的效果.教材中推薦的實驗材料雖能保證實驗的順利開展，但由于不同地區的氣候環境和資源等因素有較大差異，有些材料在當地難以獲得或者成本太高，還有些材料實驗效果不太理想.因此，如何就地取材，充分利用本地資源選擇一些實驗效果好、成本低的材料，就顯得尤為重要.例如，在“用水蒸氣蒸餾法提取植物芳香油”實驗中，教材提供的實驗材料是玫瑰花瓣.但玫瑰花瓣價格昂貴，玫瑰花開放的盛期時間短，主要在五月的上中旬，且從中提取的精油量少.因此，我們可以選擇生活中易得的其他實驗材料，比如選擇廚房中常見的香料八角.八角價格便宜，材料易得.將八角研成粉末后，用水蒸氣蒸餾法提取八角精油.提取的精油香味濃郁，學生對此實驗印象深刻，很感興趣

又如，在“探討滲透現象”實驗中，作為半透膜的實驗材料玻璃紙并不常見，我們可以用魚等材料代替.但接下來將半透膜套在長頸漏斗口外并密封，再向長頸漏斗內注入蔗糖溶液，操作難度較大，很容易失敗，且最終漏斗內液面上升現象并不明顯.

針對這種情況，我們改進滲透裝置（如圖1所示），在雞蛋的一端敲開一個小孔，吸出內容物并洗凈，再將雞蛋另一端的蛋殼用鹽酸腐蝕一部分，露出卵殼膜（此處卵殼膜相當于半透膜），將該雞蛋內裝入用胭脂紅配置的高濃度溶液，將雞蛋另一端裸露的卵殼膜浸入裝有清水的小燒杯中，滲透裝置制作完成.實驗開始一段時間后，蛋殼中的紅色溶液從小孔處逐漸流出，實驗現象非常明顯。

圖1滲透裝置改進圖

1.2 設計更有效的操作方法

教材中的實驗操作步驟一般都已經過精心設計和大量實踐，所以實驗過程大都簡潔明了，具有很強的可操作性.但也不排除少數實驗的部分操作仍略顯繁瑣，操作效果不佳.因此，我們需要在原有的基礎上做出適當改變，以達到簡化操作、提高實驗效果的目的.

例如，在“綠葉中色素的提取與分離”實驗中，畫濾液細線的方法是用毛細管蘸取少量濾液，在鉛筆細線處劃濾液細線，待濾液干后，再重復劃線.但學生在實際操作中發現毛細管并不好用，不僅很難保證濾液細線“細、直、齊”，而且容易把濾紙劃破，還可能折斷.對于這種情況，我們可以用干凈的蓋玻片一側的邊緣蘸取適量的濾液，直接印在濾紙條上的鉛筆線處，待其晾干后，再反復操作幾次，這樣既可以保證濾液細線“細、直、齊”，又省時省力，且最終實驗效果明顯.又如，在“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質”實驗中，為觀察到被染液染成橘黃色的脂肪顆粒，我們需要制作臨時裝片并在顯微鏡下觀察.但此處制作徒手切片是操作中的難點，大部分學生切出的花生子葉切片太厚，在顯微鏡下無法觀察.因此，我們嘗試用刀片從切開的花生子葉斷面上“刮取”碎屑的方式獲取花生子葉組織細胞，再把這些碎屑涂抹在玻片上，經染色能清晰地觀察到細胞內的脂肪顆粒.

1.3 呈現更直觀的實驗結果

實驗結果的呈現形式往往多種多樣，但總體而言，實驗結果呈現的方式越直觀，學生印象就越深刻，也就越容易得出正確的實驗結論.為此，我們往往要借助一些新的技術手段，或者創造性地利用現有的技術，來直觀地呈現實驗的結果.例如，在“探究植物細胞的吸水和失水”實驗中，教材提供了0.3g/mL 蔗糖溶液和清水供我們對洋蔥鱗片葉細胞進行處理，以分別觀察質壁分離及復原的過程.如果我們想觀察植物質壁分離后自動復原的過程，可以選用 0.1g/mL 的 KNO₃ 溶液進行實驗.但實際操作中發現，紫色的洋蔥鱗片葉細胞在 0.1g/mL 的KNO₃ 溶液中質壁分離后的自動復原過程進行緩慢，至少需要20分鐘，學生在實驗課上不可能這么長的時間一直盯著顯微鏡視野看，所以也就無法直觀地觀察到質壁分離自動復原的動態連續過程.對此，我在實驗中讓部分學生使用電子自鏡錄下0.1g/mL 的 KNO₃ 溶液中細胞質壁分離自動復原的緩慢過程，再通過快進的方式將視頻在多媒體上播放給全班學生看，這樣學生可以清楚地看到顯微鏡視野下的多個細胞發生質壁分離自動復原的動態過程，對該實驗現象有了更直觀的認識.如果實驗室條件較好，有數碼顯微鏡，則效果更好.如果實驗室沒有數碼顯微鏡或電子目鏡，可以將帶固定支架的智能手機的攝像頭對準目鏡鏡頭錄制視瀕，再將視頻無線投屏到多媒體上播放，也能達到同樣效果.

1.4 進行更深入的分析與拓展

實驗操作都有明確的實驗目的，但在實驗過程中以及實驗操作完成后，我們如果能針對實驗設計一些問題來引導學生進一步思考和探究，就能增加實驗教學的深度和廣度，加深學生對實驗的理解水平，提高學生運用實驗知識解釋生活現象和解決生活問題的能力.例如，在“鑒定細胞中的糖類、脂肪和蛋白質”實驗中，我們可以給學生提出進一步思考和探究的問題：（1）斐林試劑的甲液和乙液如果是先后加入，會對實驗結果產生怎樣的影響？（2）雙縮脲試劑的A液和B液如果加入量相同，會對實驗結果產生怎樣的影響？又如，在“探究植物細胞的吸水和失水”實驗中，我們可以設計這樣的拓展問題：（1）你能否根據植物細胞吸水和失水的原理，用普通光學顯微鏡判斷植物葉肉細胞是否為活細胞？（2）你能否設計實驗估測出某植物細胞的細胞液濃度？再如，在“胡蘿卜素的提取”實驗中，我們可以提出這樣一些問題：（1）影響萃取效果的因素有哪些？（2）影響胡蘿卜素鑒定結果的因素有哪些？（3）回憶必修一中“綠葉中色素的提取和分離\"中色素的紙層析法，比較兩個實驗的異同點，

1.5 開發更新穎的實驗課題

實驗的改進與創新并不僅限于對課本中現有實驗做出改變，還可以根據課本內容設計開發新的實驗.如果設計的新實驗新穎且有探究價值，不僅能加深學生對課本知識的理解，進一步提高學生的實驗設計、操作與分析能力，還能增強學生對生物學科的興趣，拓展學生的知識面，可謂是“一舉多得”.

例如，人教版生物必修3的一篇閱讀材料“評述植物生長調節劑的應用”中提到：經赤霉素處理過的大麥種子無需發芽就可以產生a-淀粉酶，利用此原理生產啤酒，可以簡化工藝、降低成本.生物組教師據此開發了“探究赤霉素對大麥種子產生α-淀粉酶的影響”系列實驗.該系列實驗包括以下三個子實驗：

（1）驗證一定濃度的赤霉素能促進大麥種子產生α-淀粉酶.將未發芽的大麥種子均分成兩組，實驗組用一定濃度赤霉素處理，對照組不做處理.通過觀察大麥種子培養液水解淀粉的程度來檢驗種子中a-淀粉酶的含量.

（2）探究發芽的大麥種子胚在產生α-淀粉酶中的作用.因大麥種子的胚與胚乳不易徹底分離，因此將未發芽的大麥種子從中間切分為“有胚的半粒種子（即胚 + 胚乳）\"和“無胚的半粒種子（即僅有胚乳）”，在相同且適宜條件下培養一段時間，取等量培養液分別滴加等量淀粉溶液，并用碘液顯色后比較兩組淀粉水解情況.

（3）探究誘導大麥種子產生α-淀粉酶的最適赤霉素濃度.取未發芽的大麥種子無胚半粒50粒，均分為五組，分別用等量的蒸餾水及四組不同濃度的赤霉素溶液培養一段時間，取等量培養液分別滴加等量淀粉溶液，并用碘液檢測五組淀粉水解情況.實際操作中由于各組顏色區別不明顯，所以使用分光光度計測量并比較五組反應液的吸光度，實驗結果較為明顯.

2 實驗教學總結

高中生物實驗教學在改進與創新中應注意以下的問題：

一是不能只顧閉門造車，而忽視學生的主觀能動性.學生是教學活動的主體，充分調動學生的積極性，能給實驗的改進與創新帶來意想不到的收獲.因此，在實驗課教學前，我們要鼓勵并要求學生查閱資料、設計實驗.在實驗課上，我們要引導學生分析數據、互助交流，如果實驗進行中遇到了困難和失敗，我們要鼓勵并指導學生分析原因、總結經驗教訓，迎難而上，積極探索嘗試新方法，最終完成實驗.實驗課結束后，我們還要引導學生在總結實驗結論的基礎上深入思考并進一步探究，將實驗課的收獲拓展得更深更廣.

二是不能只專注于傳統實驗課的教學模式，而忽視日新月異的現代化實驗技術和教學手段.現代科技日新月異，數碼顯微鏡、傳感器技術、智慧課堂教學技術、大數據云學習技術層出不窮，如果我們不與時俱進，那么被淘汰將是遲早的事.因此，我們要認真鉆研新技術和新手段，積極參加相關培訓，并及時將新技術和新手段運用在實驗課的教學中.唯有如此，才能在實驗課的改革與創新中立于不敗之地.

參考文獻：

[1］王飛.高中生物探究性實驗教學的現狀與反思：以甘肅省為例[J].天津師范大學學報（基礎教育版），2019，20（02）：22-28.

[2］華秀玲.論高中生物課堂的新型實驗教學方法[J].中國校外教育，2019（04）：136-137.

[3]宋欣.高中生物實驗現狀分析及實驗技術改進與創新[J].課程教育研究，2018（51）：169.

[責任編輯：孫美齊]