丁志鋒

摘 要 結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，重點(diǎn)說明了在實(shí)驗(yàn)材料選擇與處理、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)流程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果檢測(cè)與分析以及后續(xù)實(shí)驗(yàn)課題衍生與再探究等方面，實(shí)施的開放性設(shè)置與優(yōu)化。并就如何變實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的“意外”為“精彩”提出了幾點(diǎn)應(yīng)對(duì)策略和建議。

關(guān)鍵詞 開放性實(shí)驗(yàn) 材料選擇與處理 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B

1 引言

新課程標(biāo)準(zhǔn)要求高中生物實(shí)驗(yàn)的主要價(jià)值應(yīng)體現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究方法和創(chuàng)新思維，發(fā)展學(xué)生的能力，養(yǎng)成尊重事實(shí)，探索真理的科學(xué)態(tài)度。當(dāng)前，由于教學(xué)課時(shí)的限制、教師傳統(tǒng)教學(xué)理念和模式的沿襲以及教師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主動(dòng)性研究的缺乏，導(dǎo)致中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在以下典型問題：重知識(shí)輕技能；重講解輕引導(dǎo)；重結(jié)果輕過程，導(dǎo)致學(xué)生的探究意識(shí)、操作能力以及科學(xué)素養(yǎng)極度缺乏，學(xué)科知識(shí)缺乏有效支撐。因此，在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，如何讓實(shí)驗(yàn)真正成為學(xué)生形象認(rèn)識(shí)生物體結(jié)構(gòu)、深刻理解生物學(xué)規(guī)律的有效推手，需要教師對(duì)新課程標(biāo)準(zhǔn)下高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行積極探索和不斷優(yōu)化。

2 教學(xué)實(shí)施

新課程標(biāo)準(zhǔn)指出：教科書內(nèi)容的呈現(xiàn)方式應(yīng)當(dāng)有較大的開放性，應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到教科書內(nèi)容不是讓他們被動(dòng)地不假思索地全盤接受，而是提供了一些讓他們分析和思考的素材。學(xué)生對(duì)教科書內(nèi)容有不同的看法，不僅是允許的，而且是值得鼓勵(lì)的。因此，在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)自身的特點(diǎn)，教師可有選擇、有針對(duì)性地在實(shí)驗(yàn)材料選擇與處理、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)流程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果檢測(cè)與分析以及后續(xù)實(shí)驗(yàn)課題衍生與再探究等方面，進(jìn)行開放性設(shè)置與優(yōu)化。

2.1 實(shí)驗(yàn)材料的開放性選擇與處理

實(shí)驗(yàn)選材不能教條主義、經(jīng)驗(yàn)主義，因?yàn)樯飳?shí)驗(yàn)材料不具有唯一性。教學(xué)中，教師可讓學(xué)生自主選擇材料進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)果的比較，確認(rèn)最佳實(shí)驗(yàn)材料，并嘗試分析原因。例如，在DNA的粗提取與分離實(shí)驗(yàn)中，筆者為學(xué)生提供了花菜、香蕉、雞血、魚白四種材料，將學(xué)生分成四組，各選其中一種材料分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最終發(fā)現(xiàn)選擇魚白的組別提取到的絮狀DNA最多，實(shí)驗(yàn)效果最佳，實(shí)驗(yàn)成功率很高。最后教師引導(dǎo)學(xué)生討論、分析魚白材料中DNA含量高的原因，為實(shí)驗(yàn)結(jié)果尋求理論依據(jù)。通過實(shí)驗(yàn)材料的開放性設(shè)置，有效激發(fā)了學(xué)生的探究興趣，鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手操作能力，使理論與實(shí)踐得到了有機(jī)結(jié)合。

利用相同的實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，一些不同的處理方法有時(shí)就會(huì)有簡化實(shí)驗(yàn)步驟、提高實(shí)驗(yàn)效率之妙。例如，以香蕉作為材料進(jìn)行DNA粗提取時(shí)，就可采用以下處理方法：香蕉去皮切成小塊放入保鮮袋中，用手掌壓成泥狀；將含有洗潔精的食鹽緩沖液倒入保鮮袋內(nèi)，進(jìn)行充分混合擠壓后，將保鮮袋放入60℃溫水浴中15 min；取一只50 mL燒杯，罩上4層紗布（用橡皮筋把紗布罩在燒杯口上），取出保鮮袋，在袋底部剪一小口，讓袋內(nèi)混合物經(jīng)過紗布過濾，獲取濾液……DNA的粗提取是一個(gè)復(fù)雜、繁瑣的實(shí)驗(yàn)，且需要一定試劑和儀器設(shè)備的支撐，這對(duì)一般中學(xué)開展此實(shí)驗(yàn)帶來了難度，而以上對(duì)實(shí)驗(yàn)材料的處理降低了對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的要求，節(jié)約了時(shí)間，效果也較為明顯。

2.2 實(shí)驗(yàn)裝置的開放性優(yōu)化

在“綠葉中色素的提取與分離”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生進(jìn)行分離色素這一步驟時(shí)，如果按照教材采用小燒杯作為層析裝置，用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯，極易造成濾液細(xì)線觸及層析液或?yàn)V紙條貼壁，致使實(shí)驗(yàn)失敗。因此，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行原因分析時(shí)，教師要求學(xué)生根據(jù)這一失利原因進(jìn)行課后討論，嘗試對(duì)該層析裝置設(shè)計(jì)予以優(yōu)化。一周后，有學(xué)生提出了以下實(shí)驗(yàn)裝置改裝設(shè)想：用濾紙封住燒杯口并用透明膠固定好，用小刀在濾紙上刻出間隔合理的多個(gè)缺口，用于插入和固定濾紙條。使用后，發(fā)現(xiàn)這樣的裝置制作簡單并具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)：位置固定，避免了濾紙條貼壁；減少了層析液的揮發(fā)；可同時(shí)放置多個(gè)濾紙條，多個(gè)實(shí)驗(yàn)組可合用一個(gè)這樣的裝置，減少了層析液等實(shí)驗(yàn)耗材及相關(guān)器具的用量，便于課后統(tǒng)一回收（圖1）。

2.3 實(shí)驗(yàn)流程的開放性設(shè)置

根據(jù)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)誤差的反思和探究，對(duì)實(shí)驗(yàn)流程作一些簡單的調(diào)整，實(shí)驗(yàn)效果有時(shí)會(huì)十分“驚艷”。在色素分離實(shí)驗(yàn)中，有時(shí)濾紙條上的色素帶顏色較淡，原因有很多，其中一個(gè)原因就是濾紙條上色素含量少。為了使濾紙條上積聚更多的色素，提高實(shí)驗(yàn)的成功率，教師可在教材提出的步驟中增添一步萃取的操作：在獲得色素提取液后，可在試管中加1~2 mL層析液，靜置一段時(shí)間，由于色素在層析液中溶解度更大，可在試管上層獲得較濃的色素提取液，層析后濾紙條上色素帶非常清晰。

2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果檢測(cè)方法的開放性設(shè)計(jì)

在探究酵母菌呼吸作用方式實(shí)驗(yàn)中，針對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物的鑒定環(huán)節(jié)，可在教材裝置的基礎(chǔ)上改裝增設(shè)一個(gè)簡易裝置，能讓學(xué)生更加直觀地理解酵母菌的發(fā)酵產(chǎn)物：分別在無氧和有氧兩個(gè)組別的發(fā)酵瓶右側(cè)出氣導(dǎo)管上分別套上1個(gè)擠癟的小氣球，并密封好連接口。在發(fā)酵過程中，可通過觀察小氣球的鼓起程度直觀實(shí)時(shí)地估測(cè)兩個(gè)組別的氣體產(chǎn)物的多少；待發(fā)酵結(jié)束，取下小氣球，將其中的氣體收集并通入澄清石灰水，可觀察到石灰水變渾濁，同時(shí)可在無氧發(fā)酵組的氣球口看到少量泡沫積聚，并能嗅到酒香味。該檢測(cè)方法最大的優(yōu)點(diǎn)在于：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、直觀形象。

2.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的開放性分析

完成實(shí)驗(yàn)后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的展示交流是提高學(xué)生分析能力的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生的展示交流應(yīng)該具有開放性，要能對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性進(jìn)行互相評(píng)價(jià)，要能對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是預(yù)期的還是意外的進(jìn)行討論分析，對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論進(jìn)行總結(jié)與歸納，并對(duì)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)和創(chuàng)新交流自己的看法。例如，在“葉綠體中色素的提取與分離”實(shí)驗(yàn)中，有學(xué)生濾紙條上只出現(xiàn)了兩條色素帶，有學(xué)生濾紙條上一條色素帶都沒有，有學(xué)生濾紙條上出現(xiàn)了四條色素帶，但顏色很淺……教師可引導(dǎo)學(xué)生從選材及處理、在實(shí)驗(yàn)中的操作不規(guī)范乃至錯(cuò)誤等幾個(gè)方向，分析現(xiàn)象異常原因。學(xué)生在討論分析的過程中，對(duì)本實(shí)驗(yàn)的原理、步驟又將有更深入的認(rèn)識(shí)和理解，有助于拓展學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯苛?xí)慣。

2.6 實(shí)驗(yàn)課題的開放性衍生與再探究

科學(xué)研究與發(fā)現(xiàn)往往需要經(jīng)過周而復(fù)始的質(zhì)疑、實(shí)證、辯論、修正后，才能形成一個(gè)相對(duì)成熟的理論，而質(zhì)疑是探索的源泉和方向。因此，實(shí)驗(yàn)完成得出結(jié)論之時(shí)，其實(shí)又是新一輪探究的開始。此時(shí)，教師需要積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行開放性再思考。

在植物細(xì)胞質(zhì)壁分離及復(fù)原實(shí)驗(yàn)完成后，教師可引導(dǎo)學(xué)生思考以下問題：洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞在經(jīng)3 mol/L蔗糖溶液處理后再置于蒸餾水中能否復(fù)原？若將洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞置于KNO3溶液中，多少濃度條件下能發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象呢？多少濃度條件下能發(fā)生質(zhì)壁分離自動(dòng)復(fù)原現(xiàn)象呢？……并可從中挑選有價(jià)值的課題予以再探究。本研究設(shè)計(jì)了一系列濃度梯度的KNO3溶液，以探究洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離及自動(dòng)復(fù)原的最佳KNO3溶液濃度（范圍）。

實(shí)驗(yàn)材料用具：紫色洋蔥鱗片葉、光學(xué)顯微鏡（載玻片、蓋玻片）、刀片、鑷子。

實(shí)驗(yàn)步驟：制片→滴加各濃度KNO3溶液2滴→鏡檢（持續(xù)30 min）。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：據(jù)表1可知，在較高濃度的KNO3溶液（大于0.6 mol/L）中，洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞是可以發(fā)生質(zhì)壁分離的，而較低濃度的KNO3溶液（如0.6 mol/L）更適合用做觀察質(zhì)壁分離自動(dòng)復(fù)原。

3 關(guān)注開放性設(shè)置后產(chǎn)生的“意外”

開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，有時(shí)難免會(huì)出現(xiàn)一些“意外”現(xiàn)象。如何對(duì)待教學(xué)中的“意外”現(xiàn)象？如何讓這一次次的“意外”演繹轉(zhuǎn)變成一次次的“精彩”呢？下面就以一個(gè)學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)材料并自主設(shè)計(jì)完成的“探究pH對(duì)酶活性的影響”實(shí)驗(yàn)方案為例予以說明。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：1、2、4號(hào)試管都不同程度的顯藍(lán)色，3、5號(hào)試管顯色為橙黃色，出現(xiàn)了與預(yù)設(shè)結(jié)果不一致的“意外”。學(xué)生提出疑問：唾液淀粉酶最適pH是6.8，在堿性條件下難道沒有失活而且活性還很高？面對(duì)“意外”和疑問，教師引導(dǎo)學(xué)生分析可能原因：① pH為8時(shí)，淀粉酶活性很高；② 緩沖液中的堿性物質(zhì)改變了淀粉的性質(zhì)；③ 緩沖液中的堿性物質(zhì)破壞了碘液，使碘液遇淀粉不再顯色。然后教師進(jìn)一步指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以上觀點(diǎn)。

驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)一：重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，最后在各試管中分別加入斐林試劑并水浴加熱，結(jié)果1~4號(hào)試管不同程度出現(xiàn)磚紅色沉淀，3號(hào)試管顏色最深，5號(hào)試管為淺藍(lán)色。結(jié)論：淀粉酶在pH為6.8時(shí)活性最高，而在堿性條件下幾乎沒有活性。

驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)二：實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果見表3。

據(jù)表3中實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出結(jié)論：NaOH能使淀粉的性質(zhì)發(fā)生改變，但在被酸中和時(shí)淀粉可復(fù)性。

驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)三：實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果見表4。

據(jù)表4中實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出結(jié)論：NaOH可以破壞碘液，但在被酸中和時(shí)碘液顏色可恢復(fù)。

綜合以上驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，學(xué)生認(rèn)識(shí)到：“探究pH對(duì)酶活性的影響”實(shí)驗(yàn)中5號(hào)試管不顯藍(lán)色，不是淀粉被唾液淀粉酶水解，而是因?yàn)榈矸墼趬A性條件下性質(zhì)發(fā)生改變，碘液在堿性條件下顯色反應(yīng)受到影響所致。由此得出：在“探究pH對(duì)酶活性的影響”實(shí)驗(yàn)中，堿性條件下不宜選用碘液作鑒定指示劑。

通過以上案例，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，只要教師正確面對(duì)和引導(dǎo)，通過科學(xué)設(shè)計(jì)、再實(shí)驗(yàn)，就能變“意外”為“精彩”，在科學(xué)處理實(shí)驗(yàn)“意外”的同時(shí)，學(xué)生的探究能力、分析綜合能力和解決實(shí)際問題的能力也能得到有效鍛煉和提高。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，通過各實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的開放性設(shè)置，有助于教師實(shí)現(xiàn)四個(gè)方面的轉(zhuǎn)變：使學(xué)生積極參與到實(shí)驗(yàn)中來，變被動(dòng)為主動(dòng)；重實(shí)驗(yàn)結(jié)果更甚于重實(shí)驗(yàn)過程；教師從監(jiān)管者轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)者；采用各種激勵(lì)措施，讓每位學(xué)生都進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。同時(shí)，通過開放性設(shè)置而形成的多元化平臺(tái)，讓學(xué)生有了充分想象和獨(dú)立思考的空間，學(xué)生的個(gè)性、獨(dú)立性、協(xié)作性將得到更加充分的發(fā)展，學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)將能得到切實(shí)提高。

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摘 要 結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，重點(diǎn)說明了在實(shí)驗(yàn)材料選擇與處理、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)流程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果檢測(cè)與分析以及后續(xù)實(shí)驗(yàn)課題衍生與再探究等方面，實(shí)施的開放性設(shè)置與優(yōu)化。并就如何變實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的“意外”為“精彩”提出了幾點(diǎn)應(yīng)對(duì)策略和建議。

關(guān)鍵詞 開放性實(shí)驗(yàn) 材料選擇與處理 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B

1 引言

新課程標(biāo)準(zhǔn)要求高中生物實(shí)驗(yàn)的主要價(jià)值應(yīng)體現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究方法和創(chuàng)新思維，發(fā)展學(xué)生的能力，養(yǎng)成尊重事實(shí)，探索真理的科學(xué)態(tài)度。當(dāng)前，由于教學(xué)課時(shí)的限制、教師傳統(tǒng)教學(xué)理念和模式的沿襲以及教師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主動(dòng)性研究的缺乏，導(dǎo)致中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在以下典型問題：重知識(shí)輕技能；重講解輕引導(dǎo)；重結(jié)果輕過程，導(dǎo)致學(xué)生的探究意識(shí)、操作能力以及科學(xué)素養(yǎng)極度缺乏，學(xué)科知識(shí)缺乏有效支撐。因此，在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，如何讓實(shí)驗(yàn)真正成為學(xué)生形象認(rèn)識(shí)生物體結(jié)構(gòu)、深刻理解生物學(xué)規(guī)律的有效推手，需要教師對(duì)新課程標(biāo)準(zhǔn)下高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行積極探索和不斷優(yōu)化。

2 教學(xué)實(shí)施

新課程標(biāo)準(zhǔn)指出：教科書內(nèi)容的呈現(xiàn)方式應(yīng)當(dāng)有較大的開放性，應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到教科書內(nèi)容不是讓他們被動(dòng)地不假思索地全盤接受，而是提供了一些讓他們分析和思考的素材。學(xué)生對(duì)教科書內(nèi)容有不同的看法，不僅是允許的，而且是值得鼓勵(lì)的。因此，在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)自身的特點(diǎn)，教師可有選擇、有針對(duì)性地在實(shí)驗(yàn)材料選擇與處理、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)流程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果檢測(cè)與分析以及后續(xù)實(shí)驗(yàn)課題衍生與再探究等方面，進(jìn)行開放性設(shè)置與優(yōu)化。

2.1 實(shí)驗(yàn)材料的開放性選擇與處理

實(shí)驗(yàn)選材不能教條主義、經(jīng)驗(yàn)主義，因?yàn)樯飳?shí)驗(yàn)材料不具有唯一性。教學(xué)中，教師可讓學(xué)生自主選擇材料進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)果的比較，確認(rèn)最佳實(shí)驗(yàn)材料，并嘗試分析原因。例如，在DNA的粗提取與分離實(shí)驗(yàn)中，筆者為學(xué)生提供了花菜、香蕉、雞血、魚白四種材料，將學(xué)生分成四組，各選其中一種材料分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最終發(fā)現(xiàn)選擇魚白的組別提取到的絮狀DNA最多，實(shí)驗(yàn)效果最佳，實(shí)驗(yàn)成功率很高。最后教師引導(dǎo)學(xué)生討論、分析魚白材料中DNA含量高的原因，為實(shí)驗(yàn)結(jié)果尋求理論依據(jù)。通過實(shí)驗(yàn)材料的開放性設(shè)置，有效激發(fā)了學(xué)生的探究興趣，鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手操作能力，使理論與實(shí)踐得到了有機(jī)結(jié)合。

利用相同的實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，一些不同的處理方法有時(shí)就會(huì)有簡化實(shí)驗(yàn)步驟、提高實(shí)驗(yàn)效率之妙。例如，以香蕉作為材料進(jìn)行DNA粗提取時(shí)，就可采用以下處理方法：香蕉去皮切成小塊放入保鮮袋中，用手掌壓成泥狀；將含有洗潔精的食鹽緩沖液倒入保鮮袋內(nèi)，進(jìn)行充分混合擠壓后，將保鮮袋放入60℃溫水浴中15 min；取一只50 mL燒杯，罩上4層紗布（用橡皮筋把紗布罩在燒杯口上），取出保鮮袋，在袋底部剪一小口，讓袋內(nèi)混合物經(jīng)過紗布過濾，獲取濾液……DNA的粗提取是一個(gè)復(fù)雜、繁瑣的實(shí)驗(yàn)，且需要一定試劑和儀器設(shè)備的支撐，這對(duì)一般中學(xué)開展此實(shí)驗(yàn)帶來了難度，而以上對(duì)實(shí)驗(yàn)材料的處理降低了對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的要求，節(jié)約了時(shí)間，效果也較為明顯。

2.2 實(shí)驗(yàn)裝置的開放性優(yōu)化

在“綠葉中色素的提取與分離”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生進(jìn)行分離色素這一步驟時(shí)，如果按照教材采用小燒杯作為層析裝置，用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯，極易造成濾液細(xì)線觸及層析液或?yàn)V紙條貼壁，致使實(shí)驗(yàn)失敗。因此，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行原因分析時(shí)，教師要求學(xué)生根據(jù)這一失利原因進(jìn)行課后討論，嘗試對(duì)該層析裝置設(shè)計(jì)予以優(yōu)化。一周后，有學(xué)生提出了以下實(shí)驗(yàn)裝置改裝設(shè)想：用濾紙封住燒杯口并用透明膠固定好，用小刀在濾紙上刻出間隔合理的多個(gè)缺口，用于插入和固定濾紙條。使用后，發(fā)現(xiàn)這樣的裝置制作簡單并具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)：位置固定，避免了濾紙條貼壁；減少了層析液的揮發(fā)；可同時(shí)放置多個(gè)濾紙條，多個(gè)實(shí)驗(yàn)組可合用一個(gè)這樣的裝置，減少了層析液等實(shí)驗(yàn)耗材及相關(guān)器具的用量，便于課后統(tǒng)一回收（圖1）。

2.3 實(shí)驗(yàn)流程的開放性設(shè)置

根據(jù)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)誤差的反思和探究，對(duì)實(shí)驗(yàn)流程作一些簡單的調(diào)整，實(shí)驗(yàn)效果有時(shí)會(huì)十分“驚艷”。在色素分離實(shí)驗(yàn)中，有時(shí)濾紙條上的色素帶顏色較淡，原因有很多，其中一個(gè)原因就是濾紙條上色素含量少。為了使濾紙條上積聚更多的色素，提高實(shí)驗(yàn)的成功率，教師可在教材提出的步驟中增添一步萃取的操作：在獲得色素提取液后，可在試管中加1~2 mL層析液，靜置一段時(shí)間，由于色素在層析液中溶解度更大，可在試管上層獲得較濃的色素提取液，層析后濾紙條上色素帶非常清晰。

2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果檢測(cè)方法的開放性設(shè)計(jì)

在探究酵母菌呼吸作用方式實(shí)驗(yàn)中，針對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物的鑒定環(huán)節(jié)，可在教材裝置的基礎(chǔ)上改裝增設(shè)一個(gè)簡易裝置，能讓學(xué)生更加直觀地理解酵母菌的發(fā)酵產(chǎn)物：分別在無氧和有氧兩個(gè)組別的發(fā)酵瓶右側(cè)出氣導(dǎo)管上分別套上1個(gè)擠癟的小氣球，并密封好連接口。在發(fā)酵過程中，可通過觀察小氣球的鼓起程度直觀實(shí)時(shí)地估測(cè)兩個(gè)組別的氣體產(chǎn)物的多少；待發(fā)酵結(jié)束，取下小氣球，將其中的氣體收集并通入澄清石灰水，可觀察到石灰水變渾濁，同時(shí)可在無氧發(fā)酵組的氣球口看到少量泡沫積聚，并能嗅到酒香味。該檢測(cè)方法最大的優(yōu)點(diǎn)在于：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、直觀形象。

2.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的開放性分析

完成實(shí)驗(yàn)后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的展示交流是提高學(xué)生分析能力的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生的展示交流應(yīng)該具有開放性，要能對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性進(jìn)行互相評(píng)價(jià)，要能對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是預(yù)期的還是意外的進(jìn)行討論分析，對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論進(jìn)行總結(jié)與歸納，并對(duì)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)和創(chuàng)新交流自己的看法。例如，在“葉綠體中色素的提取與分離”實(shí)驗(yàn)中，有學(xué)生濾紙條上只出現(xiàn)了兩條色素帶，有學(xué)生濾紙條上一條色素帶都沒有，有學(xué)生濾紙條上出現(xiàn)了四條色素帶，但顏色很淺……教師可引導(dǎo)學(xué)生從選材及處理、在實(shí)驗(yàn)中的操作不規(guī)范乃至錯(cuò)誤等幾個(gè)方向，分析現(xiàn)象異常原因。學(xué)生在討論分析的過程中，對(duì)本實(shí)驗(yàn)的原理、步驟又將有更深入的認(rèn)識(shí)和理解，有助于拓展學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯苛?xí)慣。

2.6 實(shí)驗(yàn)課題的開放性衍生與再探究

科學(xué)研究與發(fā)現(xiàn)往往需要經(jīng)過周而復(fù)始的質(zhì)疑、實(shí)證、辯論、修正后，才能形成一個(gè)相對(duì)成熟的理論，而質(zhì)疑是探索的源泉和方向。因此，實(shí)驗(yàn)完成得出結(jié)論之時(shí)，其實(shí)又是新一輪探究的開始。此時(shí)，教師需要積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行開放性再思考。

在植物細(xì)胞質(zhì)壁分離及復(fù)原實(shí)驗(yàn)完成后，教師可引導(dǎo)學(xué)生思考以下問題：洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞在經(jīng)3 mol/L蔗糖溶液處理后再置于蒸餾水中能否復(fù)原？若將洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞置于KNO3溶液中，多少濃度條件下能發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象呢？多少濃度條件下能發(fā)生質(zhì)壁分離自動(dòng)復(fù)原現(xiàn)象呢？……并可從中挑選有價(jià)值的課題予以再探究。本研究設(shè)計(jì)了一系列濃度梯度的KNO3溶液，以探究洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離及自動(dòng)復(fù)原的最佳KNO3溶液濃度（范圍）。

實(shí)驗(yàn)材料用具：紫色洋蔥鱗片葉、光學(xué)顯微鏡（載玻片、蓋玻片）、刀片、鑷子。

實(shí)驗(yàn)步驟：制片→滴加各濃度KNO3溶液2滴→鏡檢（持續(xù)30 min）。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：據(jù)表1可知，在較高濃度的KNO3溶液（大于0.6 mol/L）中，洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞是可以發(fā)生質(zhì)壁分離的，而較低濃度的KNO3溶液（如0.6 mol/L）更適合用做觀察質(zhì)壁分離自動(dòng)復(fù)原。

3 關(guān)注開放性設(shè)置后產(chǎn)生的“意外”

開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，有時(shí)難免會(huì)出現(xiàn)一些“意外”現(xiàn)象。如何對(duì)待教學(xué)中的“意外”現(xiàn)象？如何讓這一次次的“意外”演繹轉(zhuǎn)變成一次次的“精彩”呢？下面就以一個(gè)學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)材料并自主設(shè)計(jì)完成的“探究pH對(duì)酶活性的影響”實(shí)驗(yàn)方案為例予以說明。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：1、2、4號(hào)試管都不同程度的顯藍(lán)色，3、5號(hào)試管顯色為橙黃色，出現(xiàn)了與預(yù)設(shè)結(jié)果不一致的“意外”。學(xué)生提出疑問：唾液淀粉酶最適pH是6.8，在堿性條件下難道沒有失活而且活性還很高？面對(duì)“意外”和疑問，教師引導(dǎo)學(xué)生分析可能原因：① pH為8時(shí)，淀粉酶活性很高；② 緩沖液中的堿性物質(zhì)改變了淀粉的性質(zhì)；③ 緩沖液中的堿性物質(zhì)破壞了碘液，使碘液遇淀粉不再顯色。然后教師進(jìn)一步指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以上觀點(diǎn)。

驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)一：重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，最后在各試管中分別加入斐林試劑并水浴加熱，結(jié)果1~4號(hào)試管不同程度出現(xiàn)磚紅色沉淀，3號(hào)試管顏色最深，5號(hào)試管為淺藍(lán)色。結(jié)論：淀粉酶在pH為6.8時(shí)活性最高，而在堿性條件下幾乎沒有活性。

驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)二：實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果見表3。

據(jù)表3中實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出結(jié)論：NaOH能使淀粉的性質(zhì)發(fā)生改變，但在被酸中和時(shí)淀粉可復(fù)性。

驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)三：實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果見表4。

據(jù)表4中實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出結(jié)論：NaOH可以破壞碘液，但在被酸中和時(shí)碘液顏色可恢復(fù)。

綜合以上驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，學(xué)生認(rèn)識(shí)到：“探究pH對(duì)酶活性的影響”實(shí)驗(yàn)中5號(hào)試管不顯藍(lán)色，不是淀粉被唾液淀粉酶水解，而是因?yàn)榈矸墼趬A性條件下性質(zhì)發(fā)生改變，碘液在堿性條件下顯色反應(yīng)受到影響所致。由此得出：在“探究pH對(duì)酶活性的影響”實(shí)驗(yàn)中，堿性條件下不宜選用碘液作鑒定指示劑。

通過以上案例，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，只要教師正確面對(duì)和引導(dǎo)，通過科學(xué)設(shè)計(jì)、再實(shí)驗(yàn)，就能變“意外”為“精彩”，在科學(xué)處理實(shí)驗(yàn)“意外”的同時(shí)，學(xué)生的探究能力、分析綜合能力和解決實(shí)際問題的能力也能得到有效鍛煉和提高。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，通過各實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的開放性設(shè)置，有助于教師實(shí)現(xiàn)四個(gè)方面的轉(zhuǎn)變：使學(xué)生積極參與到實(shí)驗(yàn)中來，變被動(dòng)為主動(dòng)；重實(shí)驗(yàn)結(jié)果更甚于重實(shí)驗(yàn)過程；教師從監(jiān)管者轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)者；采用各種激勵(lì)措施，讓每位學(xué)生都進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。同時(shí)，通過開放性設(shè)置而形成的多元化平臺(tái)，讓學(xué)生有了充分想象和獨(dú)立思考的空間，學(xué)生的個(gè)性、獨(dú)立性、協(xié)作性將得到更加充分的發(fā)展，學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)將能得到切實(shí)提高。

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摘 要 結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，重點(diǎn)說明了在實(shí)驗(yàn)材料選擇與處理、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)流程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果檢測(cè)與分析以及后續(xù)實(shí)驗(yàn)課題衍生與再探究等方面，實(shí)施的開放性設(shè)置與優(yōu)化。并就如何變實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的“意外”為“精彩”提出了幾點(diǎn)應(yīng)對(duì)策略和建議。

關(guān)鍵詞 開放性實(shí)驗(yàn) 材料選擇與處理 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B

1 引言

新課程標(biāo)準(zhǔn)要求高中生物實(shí)驗(yàn)的主要價(jià)值應(yīng)體現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究方法和創(chuàng)新思維，發(fā)展學(xué)生的能力，養(yǎng)成尊重事實(shí)，探索真理的科學(xué)態(tài)度。當(dāng)前，由于教學(xué)課時(shí)的限制、教師傳統(tǒng)教學(xué)理念和模式的沿襲以及教師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主動(dòng)性研究的缺乏，導(dǎo)致中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在以下典型問題：重知識(shí)輕技能；重講解輕引導(dǎo)；重結(jié)果輕過程，導(dǎo)致學(xué)生的探究意識(shí)、操作能力以及科學(xué)素養(yǎng)極度缺乏，學(xué)科知識(shí)缺乏有效支撐。因此，在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，如何讓實(shí)驗(yàn)真正成為學(xué)生形象認(rèn)識(shí)生物體結(jié)構(gòu)、深刻理解生物學(xué)規(guī)律的有效推手，需要教師對(duì)新課程標(biāo)準(zhǔn)下高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行積極探索和不斷優(yōu)化。

2 教學(xué)實(shí)施

新課程標(biāo)準(zhǔn)指出：教科書內(nèi)容的呈現(xiàn)方式應(yīng)當(dāng)有較大的開放性，應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到教科書內(nèi)容不是讓他們被動(dòng)地不假思索地全盤接受，而是提供了一些讓他們分析和思考的素材。學(xué)生對(duì)教科書內(nèi)容有不同的看法，不僅是允許的，而且是值得鼓勵(lì)的。因此，在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)自身的特點(diǎn)，教師可有選擇、有針對(duì)性地在實(shí)驗(yàn)材料選擇與處理、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)流程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果檢測(cè)與分析以及后續(xù)實(shí)驗(yàn)課題衍生與再探究等方面，進(jìn)行開放性設(shè)置與優(yōu)化。

2.1 實(shí)驗(yàn)材料的開放性選擇與處理

實(shí)驗(yàn)選材不能教條主義、經(jīng)驗(yàn)主義，因?yàn)樯飳?shí)驗(yàn)材料不具有唯一性。教學(xué)中，教師可讓學(xué)生自主選擇材料進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)果的比較，確認(rèn)最佳實(shí)驗(yàn)材料，并嘗試分析原因。例如，在DNA的粗提取與分離實(shí)驗(yàn)中，筆者為學(xué)生提供了花菜、香蕉、雞血、魚白四種材料，將學(xué)生分成四組，各選其中一種材料分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最終發(fā)現(xiàn)選擇魚白的組別提取到的絮狀DNA最多，實(shí)驗(yàn)效果最佳，實(shí)驗(yàn)成功率很高。最后教師引導(dǎo)學(xué)生討論、分析魚白材料中DNA含量高的原因，為實(shí)驗(yàn)結(jié)果尋求理論依據(jù)。通過實(shí)驗(yàn)材料的開放性設(shè)置，有效激發(fā)了學(xué)生的探究興趣，鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手操作能力，使理論與實(shí)踐得到了有機(jī)結(jié)合。

利用相同的實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，一些不同的處理方法有時(shí)就會(huì)有簡化實(shí)驗(yàn)步驟、提高實(shí)驗(yàn)效率之妙。例如，以香蕉作為材料進(jìn)行DNA粗提取時(shí)，就可采用以下處理方法：香蕉去皮切成小塊放入保鮮袋中，用手掌壓成泥狀；將含有洗潔精的食鹽緩沖液倒入保鮮袋內(nèi)，進(jìn)行充分混合擠壓后，將保鮮袋放入60℃溫水浴中15 min；取一只50 mL燒杯，罩上4層紗布（用橡皮筋把紗布罩在燒杯口上），取出保鮮袋，在袋底部剪一小口，讓袋內(nèi)混合物經(jīng)過紗布過濾，獲取濾液……DNA的粗提取是一個(gè)復(fù)雜、繁瑣的實(shí)驗(yàn)，且需要一定試劑和儀器設(shè)備的支撐，這對(duì)一般中學(xué)開展此實(shí)驗(yàn)帶來了難度，而以上對(duì)實(shí)驗(yàn)材料的處理降低了對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的要求，節(jié)約了時(shí)間，效果也較為明顯。

2.2 實(shí)驗(yàn)裝置的開放性優(yōu)化

在“綠葉中色素的提取與分離”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生進(jìn)行分離色素這一步驟時(shí)，如果按照教材采用小燒杯作為層析裝置，用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯，極易造成濾液細(xì)線觸及層析液或?yàn)V紙條貼壁，致使實(shí)驗(yàn)失敗。因此，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行原因分析時(shí)，教師要求學(xué)生根據(jù)這一失利原因進(jìn)行課后討論，嘗試對(duì)該層析裝置設(shè)計(jì)予以優(yōu)化。一周后，有學(xué)生提出了以下實(shí)驗(yàn)裝置改裝設(shè)想：用濾紙封住燒杯口并用透明膠固定好，用小刀在濾紙上刻出間隔合理的多個(gè)缺口，用于插入和固定濾紙條。使用后，發(fā)現(xiàn)這樣的裝置制作簡單并具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)：位置固定，避免了濾紙條貼壁；減少了層析液的揮發(fā)；可同時(shí)放置多個(gè)濾紙條，多個(gè)實(shí)驗(yàn)組可合用一個(gè)這樣的裝置，減少了層析液等實(shí)驗(yàn)耗材及相關(guān)器具的用量，便于課后統(tǒng)一回收（圖1）。

2.3 實(shí)驗(yàn)流程的開放性設(shè)置

根據(jù)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)誤差的反思和探究，對(duì)實(shí)驗(yàn)流程作一些簡單的調(diào)整，實(shí)驗(yàn)效果有時(shí)會(huì)十分“驚艷”。在色素分離實(shí)驗(yàn)中，有時(shí)濾紙條上的色素帶顏色較淡，原因有很多，其中一個(gè)原因就是濾紙條上色素含量少。為了使濾紙條上積聚更多的色素，提高實(shí)驗(yàn)的成功率，教師可在教材提出的步驟中增添一步萃取的操作：在獲得色素提取液后，可在試管中加1~2 mL層析液，靜置一段時(shí)間，由于色素在層析液中溶解度更大，可在試管上層獲得較濃的色素提取液，層析后濾紙條上色素帶非常清晰。

2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果檢測(cè)方法的開放性設(shè)計(jì)

在探究酵母菌呼吸作用方式實(shí)驗(yàn)中，針對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物的鑒定環(huán)節(jié)，可在教材裝置的基礎(chǔ)上改裝增設(shè)一個(gè)簡易裝置，能讓學(xué)生更加直觀地理解酵母菌的發(fā)酵產(chǎn)物：分別在無氧和有氧兩個(gè)組別的發(fā)酵瓶右側(cè)出氣導(dǎo)管上分別套上1個(gè)擠癟的小氣球，并密封好連接口。在發(fā)酵過程中，可通過觀察小氣球的鼓起程度直觀實(shí)時(shí)地估測(cè)兩個(gè)組別的氣體產(chǎn)物的多少；待發(fā)酵結(jié)束，取下小氣球，將其中的氣體收集并通入澄清石灰水，可觀察到石灰水變渾濁，同時(shí)可在無氧發(fā)酵組的氣球口看到少量泡沫積聚，并能嗅到酒香味。該檢測(cè)方法最大的優(yōu)點(diǎn)在于：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、直觀形象。

2.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的開放性分析

完成實(shí)驗(yàn)后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的展示交流是提高學(xué)生分析能力的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生的展示交流應(yīng)該具有開放性，要能對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性進(jìn)行互相評(píng)價(jià)，要能對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是預(yù)期的還是意外的進(jìn)行討論分析，對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論進(jìn)行總結(jié)與歸納，并對(duì)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)和創(chuàng)新交流自己的看法。例如，在“葉綠體中色素的提取與分離”實(shí)驗(yàn)中，有學(xué)生濾紙條上只出現(xiàn)了兩條色素帶，有學(xué)生濾紙條上一條色素帶都沒有，有學(xué)生濾紙條上出現(xiàn)了四條色素帶，但顏色很淺……教師可引導(dǎo)學(xué)生從選材及處理、在實(shí)驗(yàn)中的操作不規(guī)范乃至錯(cuò)誤等幾個(gè)方向，分析現(xiàn)象異常原因。學(xué)生在討論分析的過程中，對(duì)本實(shí)驗(yàn)的原理、步驟又將有更深入的認(rèn)識(shí)和理解，有助于拓展學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯苛?xí)慣。

2.6 實(shí)驗(yàn)課題的開放性衍生與再探究

科學(xué)研究與發(fā)現(xiàn)往往需要經(jīng)過周而復(fù)始的質(zhì)疑、實(shí)證、辯論、修正后，才能形成一個(gè)相對(duì)成熟的理論，而質(zhì)疑是探索的源泉和方向。因此，實(shí)驗(yàn)完成得出結(jié)論之時(shí)，其實(shí)又是新一輪探究的開始。此時(shí)，教師需要積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行開放性再思考。

在植物細(xì)胞質(zhì)壁分離及復(fù)原實(shí)驗(yàn)完成后，教師可引導(dǎo)學(xué)生思考以下問題：洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞在經(jīng)3 mol/L蔗糖溶液處理后再置于蒸餾水中能否復(fù)原？若將洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞置于KNO3溶液中，多少濃度條件下能發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象呢？多少濃度條件下能發(fā)生質(zhì)壁分離自動(dòng)復(fù)原現(xiàn)象呢？……并可從中挑選有價(jià)值的課題予以再探究。本研究設(shè)計(jì)了一系列濃度梯度的KNO3溶液，以探究洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離及自動(dòng)復(fù)原的最佳KNO3溶液濃度（范圍）。

實(shí)驗(yàn)材料用具：紫色洋蔥鱗片葉、光學(xué)顯微鏡（載玻片、蓋玻片）、刀片、鑷子。

實(shí)驗(yàn)步驟：制片→滴加各濃度KNO3溶液2滴→鏡檢（持續(xù)30 min）。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：據(jù)表1可知，在較高濃度的KNO3溶液（大于0.6 mol/L）中，洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞是可以發(fā)生質(zhì)壁分離的，而較低濃度的KNO3溶液（如0.6 mol/L）更適合用做觀察質(zhì)壁分離自動(dòng)復(fù)原。

3 關(guān)注開放性設(shè)置后產(chǎn)生的“意外”

開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，有時(shí)難免會(huì)出現(xiàn)一些“意外”現(xiàn)象。如何對(duì)待教學(xué)中的“意外”現(xiàn)象？如何讓這一次次的“意外”演繹轉(zhuǎn)變成一次次的“精彩”呢？下面就以一個(gè)學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)材料并自主設(shè)計(jì)完成的“探究pH對(duì)酶活性的影響”實(shí)驗(yàn)方案為例予以說明。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：1、2、4號(hào)試管都不同程度的顯藍(lán)色，3、5號(hào)試管顯色為橙黃色，出現(xiàn)了與預(yù)設(shè)結(jié)果不一致的“意外”。學(xué)生提出疑問：唾液淀粉酶最適pH是6.8，在堿性條件下難道沒有失活而且活性還很高？面對(duì)“意外”和疑問，教師引導(dǎo)學(xué)生分析可能原因：① pH為8時(shí)，淀粉酶活性很高；② 緩沖液中的堿性物質(zhì)改變了淀粉的性質(zhì)；③ 緩沖液中的堿性物質(zhì)破壞了碘液，使碘液遇淀粉不再顯色。然后教師進(jìn)一步指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以上觀點(diǎn)。

驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)一：重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，最后在各試管中分別加入斐林試劑并水浴加熱，結(jié)果1~4號(hào)試管不同程度出現(xiàn)磚紅色沉淀，3號(hào)試管顏色最深，5號(hào)試管為淺藍(lán)色。結(jié)論：淀粉酶在pH為6.8時(shí)活性最高，而在堿性條件下幾乎沒有活性。

驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)二：實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果見表3。

據(jù)表3中實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出結(jié)論：NaOH能使淀粉的性質(zhì)發(fā)生改變，但在被酸中和時(shí)淀粉可復(fù)性。

驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)三：實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果見表4。

據(jù)表4中實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出結(jié)論：NaOH可以破壞碘液，但在被酸中和時(shí)碘液顏色可恢復(fù)。

綜合以上驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，學(xué)生認(rèn)識(shí)到：“探究pH對(duì)酶活性的影響”實(shí)驗(yàn)中5號(hào)試管不顯藍(lán)色，不是淀粉被唾液淀粉酶水解，而是因?yàn)榈矸墼趬A性條件下性質(zhì)發(fā)生改變，碘液在堿性條件下顯色反應(yīng)受到影響所致。由此得出：在“探究pH對(duì)酶活性的影響”實(shí)驗(yàn)中，堿性條件下不宜選用碘液作鑒定指示劑。

通過以上案例，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，只要教師正確面對(duì)和引導(dǎo)，通過科學(xué)設(shè)計(jì)、再實(shí)驗(yàn)，就能變“意外”為“精彩”，在科學(xué)處理實(shí)驗(yàn)“意外”的同時(shí)，學(xué)生的探究能力、分析綜合能力和解決實(shí)際問題的能力也能得到有效鍛煉和提高。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，通過各實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的開放性設(shè)置，有助于教師實(shí)現(xiàn)四個(gè)方面的轉(zhuǎn)變：使學(xué)生積極參與到實(shí)驗(yàn)中來，變被動(dòng)為主動(dòng)；重實(shí)驗(yàn)結(jié)果更甚于重實(shí)驗(yàn)過程；教師從監(jiān)管者轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)者；采用各種激勵(lì)措施，讓每位學(xué)生都進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。同時(shí)，通過開放性設(shè)置而形成的多元化平臺(tái)，讓學(xué)生有了充分想象和獨(dú)立思考的空間，學(xué)生的個(gè)性、獨(dú)立性、協(xié)作性將得到更加充分的發(fā)展，學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)將能得到切實(shí)提高。

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