◆張福平

(韓山師范學(xué)院生物系)

中學(xué)生物學(xué)簡(jiǎn)單化低成本的實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)

◆張福平

(韓山師范學(xué)院生物系)

生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是中學(xué)生物教學(xué)的重要組成部分，也是實(shí)施素質(zhì)教育的重要途徑，它不僅能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的興趣，鞏固理論知識(shí)，而且具有培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和創(chuàng)新能力、動(dòng)手操作能力、科學(xué)探究能力和創(chuàng)新能力等教育功能。為了全面體現(xiàn)倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)的理念，更好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，新課程的生物學(xué)教材十分注重探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)，把探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)擺在一個(gè)重要的位置，已經(jīng)成為生物學(xué)基礎(chǔ)教育的重要組成部分。這對(duì)中學(xué)現(xiàn)有的師資和設(shè)備等教學(xué)資源提出了更高的要求，特別是辦學(xué)條件和辦學(xué)觀念一直相對(duì)落后的廣大農(nóng)村中學(xué)，將面臨新的困難和挑戰(zhàn)。根據(jù)《生物課程標(biāo)準(zhǔn)》的實(shí)施建議、課程資源的開(kāi)發(fā)與利用等方面，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要操作簡(jiǎn)便明了、節(jié)省時(shí)間，強(qiáng)化了安全意識(shí)、環(huán)保意識(shí)，提倡實(shí)驗(yàn)的生活化、趣味化、綠色化、清潔化、低成本。改善經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)的一項(xiàng)重要措施就是大力加強(qiáng)低成本生物實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)。“低成本生物實(shí)驗(yàn)”也是國(guó)際生物教育界所倡導(dǎo)的一種生物教學(xué)工作行為，其宗旨是，一方面，通過(guò)利用生活中的廉價(jià)材料開(kāi)展生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以解決或緩解實(shí)驗(yàn)器材短缺問(wèn)題，滿足經(jīng)濟(jì)落后國(guó)家或地區(qū)中學(xué)開(kāi)展生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要;另一方面，通過(guò)利用生活材料、物品或器具做生物實(shí)驗(yàn)，可以提高學(xué)生對(duì)生物的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和實(shí)踐能力。如何立足于農(nóng)村，抓住新課程改革的機(jī)遇，因地制宜，加快農(nóng)村中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展，是農(nóng)村中學(xué)和農(nóng)村生物學(xué)教師必須關(guān)注的問(wèn)題。

一、中學(xué)開(kāi)發(fā)低成本生物實(shí)驗(yàn)的基本原則

1．理論與實(shí)踐相結(jié)合的原則

農(nóng)村中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)注重理論與實(shí)踐相結(jié)合的原則。中學(xué)生物學(xué)教師要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，勇于打破自身的教學(xué)思維，借助課程改革所體現(xiàn)出的探究實(shí)驗(yàn)過(guò)程的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)理念，充分地運(yùn)用到教學(xué)實(shí)踐中去。農(nóng)村的學(xué)生對(duì)生物不陌生，他們的身邊有的是植物和動(dòng)物，但對(duì)生物學(xué)的理論卻感到很抽象，原因是他們不知道這些理論是如何建構(gòu)起來(lái)的。實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)應(yīng)該讓學(xué)生能親自參與，這可提高他們對(duì)生物學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。如開(kāi)展動(dòng)植物野外見(jiàn)習(xí)、校園植物掛牌、葉脈書(shū)簽制作、蚯蚓的培養(yǎng)與觀察、蛙的變態(tài)發(fā)育觀察等，所有這些實(shí)驗(yàn)，必須由學(xué)生靠自己的知識(shí)和智慧去解決，通過(guò)以上的活動(dòng)，可以極大地激發(fā)學(xué)生對(duì)生物學(xué)的學(xué)習(xí)熱情，不僅使他們學(xué)到了科學(xué)思維的方法，也提高了獨(dú)立工作的能力，這對(duì)鞏固和加深已學(xué)的知識(shí)，培養(yǎng)他們的觀察能力、動(dòng)手能力、分析能力和生物學(xué)素質(zhì)都起著極大的作用。

2．創(chuàng)新原則

生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是探索生命本質(zhì)的一項(xiàng)實(shí)踐活動(dòng)，強(qiáng)調(diào)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，加深學(xué)生對(duì)自然科學(xué)概念、原理和規(guī)律的理解，重視培養(yǎng)學(xué)生將來(lái)從事科學(xué)研究的能力，它重在過(guò)程，不管實(shí)驗(yàn)最終是成功或失敗，都會(huì)是一種經(jīng)歷的收獲，要善于從錯(cuò)誤中去學(xué)習(xí)，從失敗中獲得經(jīng)驗(yàn)。這就要求教師勇于探索、力爭(zhēng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，嘗試實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)方法的創(chuàng)新，不斷總結(jié)實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和教學(xué)手段，使生物實(shí)驗(yàn)更科學(xué)和直觀，有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，使學(xué)生得到了研究設(shè)計(jì)能力、思維表達(dá)能力、綜合判斷能力等等能力的培養(yǎng)，達(dá)到了綜合教育的目的。經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)的中學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)施差，儀器陳舊老化、嚴(yán)重短缺，這些客觀因素影響了中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)的正常開(kāi)展，教師應(yīng)大膽進(jìn)行教學(xué)改革，創(chuàng)新教學(xué)方法，以學(xué)生為主體，最大限度地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力、實(shí)際操作能力以及學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)的能力。生物實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新可以從實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化，不斷增加學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練的機(jī)會(huì);同時(shí)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生可以不定時(shí)地自由到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，滿足學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)課的要求，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)到的實(shí)驗(yàn)技能得到及時(shí)的復(fù)習(xí)和訓(xùn)練，讓學(xué)生在開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行一些探究性的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力和創(chuàng)新精神，提高他們的綜合能力。

二、中學(xué)開(kāi)發(fā)低成本生物實(shí)驗(yàn)的基本途徑

1．利用生活材料、物品或器具做生物實(shí)驗(yàn)

生物學(xué)實(shí)驗(yàn)材料的適當(dāng)選擇是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵。生物課程標(biāo)準(zhǔn)指出:“生物教師應(yīng)創(chuàng)造條件，就地取材，因陋就簡(jiǎn)地開(kāi)設(shè)好生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，來(lái)加強(qiáng)和改善生物學(xué)實(shí)驗(yàn)和其他實(shí)踐活動(dòng)的教學(xué)?！睆霓r(nóng)村中學(xué)生物學(xué)教育的情況看，由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備不齊全，往往導(dǎo)致探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)成為紙上談兵。有的農(nóng)村中學(xué)教師對(duì)新課程要求的生物學(xué)探究實(shí)驗(yàn)只說(shuō)不做，甚至不說(shuō)不做，表現(xiàn)出畏難情緒。如何在教學(xué)資金不足的情況下最大限度地提高實(shí)驗(yàn)開(kāi)出率是農(nóng)村中學(xué)生物學(xué)教師必須解決的問(wèn)題。其實(shí)，農(nóng)村的實(shí)驗(yàn)材料是非常充分的，生物學(xué)教材中實(shí)驗(yàn)涉及到的材料很多在農(nóng)村是可以找到的，如觀察蛙的發(fā)育過(guò)程、觀察種子萌發(fā)過(guò)程、觀察植物的形態(tài)等，這些都是農(nóng)村本身所具的優(yōu)勢(shì)。選擇實(shí)驗(yàn)材料時(shí)，應(yīng)該用當(dāng)?shù)匾渍摇⒒ㄥX(qián)不多或不需花錢(qián)的材料替代那些本地不產(chǎn)或價(jià)格較高的材料用于實(shí)驗(yàn)，如解剖蚯蚓實(shí)驗(yàn)，有條件的學(xué)?？梢再?gòu)買(mǎi)蠟盤(pán)，若一組實(shí)驗(yàn)有30位學(xué)生，那么購(gòu)買(mǎi)30個(gè)蠟盤(pán)就是一筆不小的開(kāi)支，而利用生活的廢品泡沫板或小木板代替蠟盤(pán)，同樣可以取得滿意的實(shí)驗(yàn)效果，教師平時(shí)只需要留意將泡沫板積累起來(lái)就可以了。再如采集眼蟲(chóng)、變形蟲(chóng)、渦蟲(chóng)等動(dòng)物時(shí)，可以用礦泉水瓶或百事可樂(lè)瓶，還可以將塑料瓶剪掉上半部分替代燒杯或玻璃水槽培養(yǎng)這些小動(dòng)物，完全不受實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)的限制，做到實(shí)驗(yàn)材料就地取材及實(shí)驗(yàn)形式豐富多樣，使學(xué)生對(duì)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生興趣，豐富了知識(shí)，增強(qiáng)了情感，更有利于實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣摺?/p>

2．注重實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新

生物學(xué)實(shí)驗(yàn)如何做到科學(xué)、直觀、高效和有說(shuō)服力，要求教師要勇于探索、力爭(zhēng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)成為培養(yǎng)學(xué)生多種能力的科學(xué)方法。生物學(xué)實(shí)驗(yàn)重在過(guò)程，不管實(shí)驗(yàn)最終是成功或失敗，都會(huì)是一種經(jīng)歷的收獲，我們要善于從失敗中獲得經(jīng)驗(yàn)，嘗試實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)方法的創(chuàng)新，把某些驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)改為探究型實(shí)驗(yàn)、把課本中的問(wèn)題設(shè)計(jì)為課外實(shí)驗(yàn)等。例如，《生物學(xué)》八年級(jí)下冊(cè)探究實(shí)驗(yàn)“酒精對(duì)水蚤心率的影響”，實(shí)驗(yàn)的目的是通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解酒精對(duì)生物體的危害，進(jìn)一步討論酗酒對(duì)人體健康的危害。因水蚤在農(nóng)村池塘非常容易采集到，若把實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步延伸，讓學(xué)生采集水蚤后在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)，還可以觀察水蚤的繁殖，在溫暖的季節(jié)，水里食物豐富，水蚤一般進(jìn)行孤雌繁殖。雌水蚤每次產(chǎn)卵幾枚至幾十枚，這些卵不需要受精，在母體的孵化囊里直接發(fā)育成小水蚤，這些小水蚤通常都是雌的，一只雌水蚤可以一批一批不斷生殖，產(chǎn)出的小水蚤成長(zhǎng)后又同樣生殖下一代。這種孤雌生殖方式使水蚤能在短時(shí)間內(nèi)大量繁殖。為了證明水蚤是否進(jìn)行孤雌生殖，可以將采集到的水蚤單獨(dú)分離，每一個(gè)塑料瓶只放1只水蚤，當(dāng)水蚤繁殖第1代小水蚤后，馬上將小水蚤分離單獨(dú)培養(yǎng)，小水蚤成熟后又產(chǎn)下第2代水蚤，因?qū)嶒?yàn)過(guò)程中，水蚤沒(méi)有受精的機(jī)會(huì)，就可以證明水蚤是孤雌生殖的。水蚤孤雌生殖實(shí)驗(yàn)是教材第七單元第一章“生物的生殖和發(fā)育”內(nèi)容的延續(xù)和非常好的補(bǔ)充，該實(shí)驗(yàn)的材料非常簡(jiǎn)單，只需要購(gòu)買(mǎi)1小袋魚(yú)飼料、準(zhǔn)備一些廢棄的塑料瓶和1根吸管就可以了，真正做到簡(jiǎn)單化低成本。實(shí)驗(yàn)前多提出有幾個(gè)探究?jī)r(jià)值的問(wèn)題，如“水蚤的繁殖周期多長(zhǎng)?”“水蚤的母本與子代的基因是否一致?”等等，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中讓學(xué)生帶著實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵蟠竽懭?shí)驗(yàn)，并適當(dāng)加以指導(dǎo)，只要學(xué)生積極參與實(shí)踐，那一定會(huì)有新的感觸和收獲的，也會(huì)獲得意想不到的實(shí)驗(yàn)成果。這有利于學(xué)生獲得生物學(xué)知識(shí)的成就感，感受生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的趣味性，激發(fā)做實(shí)驗(yàn)的激情，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和實(shí)驗(yàn)技能。

3．充分利用校內(nèi)外資源，增加學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)踐機(jī)會(huì)

在農(nóng)村建立生物學(xué)實(shí)驗(yàn)園或?qū)嶒?yàn)實(shí)習(xí)基地，這對(duì)大多數(shù)農(nóng)村中學(xué)是可以做到的，它可以創(chuàng)造更便利的實(shí)驗(yàn)條件和更多的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)，這就要求教師要對(duì)中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)做整體規(guī)劃，合理安排實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，適時(shí)指導(dǎo)學(xué)生到實(shí)驗(yàn)區(qū)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，同時(shí)讓學(xué)生直接參與實(shí)驗(yàn)區(qū)的設(shè)計(jì)與管理，把實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作交給學(xué)生來(lái)做，增加學(xué)生鍛煉的機(jī)會(huì)。如果學(xué)生能把實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備做好，就說(shuō)明他們已經(jīng)掌握了實(shí)驗(yàn)的精髓，并且也會(huì)更多地思考實(shí)驗(yàn)的利弊，這是培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)性的好方法，可以擴(kuò)大學(xué)生視野、激發(fā)求知欲，提高實(shí)驗(yàn)興趣。組織學(xué)生參觀農(nóng)、林、牧、漁業(yè)等生產(chǎn)基地，請(qǐng)有專長(zhǎng)的技術(shù)員現(xiàn)場(chǎng)講解和示范，加強(qiáng)有關(guān)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的調(diào)查和研究，學(xué)生通過(guò)參觀和實(shí)踐，能使學(xué)生有效獲得科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法和正確的實(shí)驗(yàn)態(tài)度，能迅速獲取更系統(tǒng)更廣泛的生物學(xué)知識(shí)，了解更多的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段，是生物學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)實(shí)價(jià)值的體現(xiàn);還可以在寒、暑假組織學(xué)生開(kāi)展多方位的集學(xué)習(xí)、科研和服務(wù)社會(huì)為一體的社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，如參加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科研試驗(yàn)、自然生態(tài)旅游、農(nóng)科常識(shí)培訓(xùn)等農(nóng)業(yè)科技示范點(diǎn)的活動(dòng)。在實(shí)踐活動(dòng)中，不僅使學(xué)生學(xué)到了更多的專業(yè)知識(shí)，也提高了他們的綜合能力，并在實(shí)踐中得到鞏固。

現(xiàn)代社會(huì)提倡建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，提倡開(kāi)發(fā)與節(jié)約并重，節(jié)約優(yōu)先的原則，低成本開(kāi)設(shè)生物實(shí)驗(yàn)，可為學(xué)校節(jié)省部分資金，同時(shí)可以培養(yǎng)學(xué)生愛(ài)護(hù)資源、節(jié)約資源的意識(shí)。農(nóng)村中學(xué)通過(guò)開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單化低成本的實(shí)驗(yàn)，因地制宜地利用農(nóng)村生物資源有效進(jìn)行生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以提高生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)出率，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能，提高學(xué)生科學(xué)探究能力、創(chuàng)新能力和科學(xué)素養(yǎng)。

［1］姚家佳．淺談中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)的幾點(diǎn)改進(jìn)和創(chuàng)新［J］．新課程研究(基礎(chǔ)教育)，2010，(1):98 －100．

［2］許哲斌．新課程背景下農(nóng)村中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨的困難及對(duì)策［J］．生物學(xué)通報(bào)，2005，40(10):30 －31．

［3］羅益群．談農(nóng)村中學(xué)低成本開(kāi)設(shè)生物實(shí)驗(yàn)［J］．中學(xué)生物學(xué)，2010，26(1):49－50．

［4］陳彬．農(nóng)村中學(xué)如何開(kāi)展生物學(xué)實(shí)驗(yàn)［J］．生物學(xué)教學(xué)，2009，34(5):41－42．

［5］周家樸．淺議農(nóng)村中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)［J］．生物學(xué)教學(xué)，2007，32(8):53－54．

本文獲得2010年國(guó)家第六批高等學(xué)校特色專業(yè)建設(shè)基金項(xiàng)目(TS12367)資助。