陳旗建

[摘 要]在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，運(yùn)用比較策略，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)。實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)比較選用不同實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的熱情；利用不同方法開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究，體驗(yàn)科學(xué)探究的奇妙；設(shè)計(jì)不同實(shí)驗(yàn)過(guò)程，感悟科學(xué)流程的嚴(yán)謹(jǐn)；通過(guò)班組對(duì)照，領(lǐng)悟在科學(xué)研究中如何運(yùn)用科學(xué)統(tǒng)計(jì)方法。

[關(guān)鍵詞]比較 策略 優(yōu)化

[中圖分類(lèi)號(hào)] G633.91 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 16746058（2015）260103

《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》確立的課程理念之一是提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)，而高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)的重要載體。但是，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，往往是在教師組織下，全體學(xué)生步調(diào)一致地完成實(shí)驗(yàn)操作，這樣做，雖然也完成了實(shí)驗(yàn)教學(xué)，但沒(méi)能使實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價(jià)值得到真正體現(xiàn)。如何從教學(xué)策略上更好地設(shè)計(jì)、實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)，從而更好地發(fā)揮其教育價(jià)值呢？

一、比較材料，激發(fā)科學(xué)探究的熱情

選擇合適的實(shí)驗(yàn)材料是高中生物實(shí)驗(yàn)成功的重要因素之一。教材中往往都推薦一些很經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)材料，如在探究植物細(xì)胞的吸水和失水實(shí)驗(yàn)中，教材推薦使用的實(shí)驗(yàn)材料是紫色的洋蔥鱗片葉。紫色洋蔥鱗片葉易獲得，雖然外表皮撕取有些困難，但實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，全班同學(xué)統(tǒng)一按照要求做實(shí)驗(yàn)，很容易獲得一致成功。但是，觀察、反思實(shí)驗(yàn)后學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)，不難發(fā)現(xiàn)，部分學(xué)生由此產(chǎn)生片面認(rèn)識(shí)，甚至錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。有的學(xué)生誤認(rèn)為只有紫色洋蔥鱗片葉的外表皮才能發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，而更易撕取的內(nèi)表皮細(xì)胞不會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。有的學(xué)生提出是不是洋蔥鱗片葉的外表皮細(xì)胞具有大液泡，而內(nèi)表皮細(xì)胞沒(méi)有大液泡？還有的學(xué)生提出是否可以用馬齒莧的紫色莖表皮或者紫鴨跖草葉等等。對(duì)此，我重新設(shè)計(jì)了該實(shí)驗(yàn)。首先，課前明確學(xué)生可以自由組合成小組，可以自選實(shí)驗(yàn)材料，并且，課前就開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，但是，要求每組學(xué)生必須嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)要求，規(guī)范操作，認(rèn)真記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并且，每個(gè)小組必須推薦一人，在實(shí)驗(yàn)課上，向全班同學(xué)介紹實(shí)驗(yàn)中使用的材料、實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等等。學(xué)生利用不同實(shí)驗(yàn)材料探究植物細(xì)胞失水和吸水的熱情一下子就被激發(fā)出來(lái)了。學(xué)生都積極想辦法，有的上網(wǎng)查找資料，更多的是從校園或家中尋找材料，并且，主動(dòng)利用課外時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。等到正式上課時(shí)，有些學(xué)生已經(jīng)利用不同材料做了幾次實(shí)驗(yàn)，有成功的，也有失敗的。課前，我主動(dòng)了解情況，及時(shí)與不同小組的學(xué)生進(jìn)行交流，總結(jié)成功實(shí)驗(yàn)中所用實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)，與學(xué)生一起深入分析實(shí)驗(yàn)失敗的原因，并在課堂上組織學(xué)生介紹不同的典型事例，這樣學(xué)生不僅認(rèn)識(shí)到利用紫色洋蔥鱗片葉外表皮可以做該實(shí)驗(yàn)，而且，還認(rèn)識(shí)到馬齒莧的紫色莖表皮、紫鴨跖草葉、紫玉蘭花表皮等也可以作為該實(shí)驗(yàn)的材料，進(jìn)而知道選擇含有一定色素的成熟植物細(xì)胞做材料，有利于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。紫色洋蔥鱗片葉的內(nèi)表皮細(xì)胞雖然不含有紫色色素，但是同樣具有大液泡，也可以用來(lái)做實(shí)驗(yàn)材料，并可通過(guò)在蔗糖溶液中滴加少量紅墨水，觀察質(zhì)壁分離現(xiàn)象。也可以通過(guò)在實(shí)驗(yàn)前用刀將洋蔥縱向切2至3刀至2/3處，再放在通風(fēng)透光處，讓鱗片葉的內(nèi)表皮產(chǎn)生紫色后，也可以觀察到細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原現(xiàn)象，并且，撕取內(nèi)表皮更容易，又可以節(jié)約材料。更讓學(xué)生認(rèn)識(shí)正確選擇實(shí)驗(yàn)材料是取得實(shí)驗(yàn)成功的重要因素之一，深刻理解該實(shí)驗(yàn)的原理與操作方法。

二、比較過(guò)程，感悟科學(xué)流程的嚴(yán)謹(jǐn)

在“觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教材明確給出了制作裝片流程是：解離→漂洗→染色→制片，并且，明確給出每一個(gè)過(guò)程的具體操作方法、操作時(shí)間及目的。雖然通過(guò)教師的講解，學(xué)生按照要求實(shí)驗(yàn)，也能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹５?，一段時(shí)間后，常有學(xué)生將該制片流程順序弄錯(cuò)。反思錯(cuò)誤的原因，主要在于學(xué)生只是按照教材與教師的要求去做，并沒(méi)有真正理解這樣設(shè)計(jì)流程的科學(xué)道理。為此，在該實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，有意安排三組學(xué)生，分別按照下列制片流程去做：第一組，解離→染色→制片；第二組，解離→漂洗→制片；第三組，染色→制片；其他小組同學(xué)按照正常流程去做。結(jié)果這三組均不能觀察到典型的細(xì)胞分裂相，同時(shí)也有部分小組同學(xué)按照正常流程操作也沒(méi)有觀察到典型的細(xì)胞分裂相。這時(shí)，組織學(xué)生討論原因，認(rèn)識(shí)到不進(jìn)行漂洗，會(huì)因?yàn)檫^(guò)度解離，并影響染色；不染色，就無(wú)法清晰觀察到細(xì)胞中的染色體與染色質(zhì)；不解離，根尖細(xì)胞難以分離，也就無(wú)法有效染色，同樣無(wú)法清晰觀察到細(xì)胞的分裂相。有了這樣的認(rèn)識(shí)，學(xué)生又積極反思按照正常操作流程也沒(méi)有觀察到細(xì)胞典型分裂相的原因，并不斷修正。這樣的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)流程，不是僅僅停留在“照方抓藥”的層次上，而是深刻感悟?qū)嶒?yàn)流程設(shè)計(jì)的科學(xué)性與嚴(yán)謹(jǐn)性。

三、方法比較，體驗(yàn)科學(xué)探究的奇妙

在高中生物實(shí)驗(yàn)中，教材往往會(huì)給出某種適合高中生的實(shí)驗(yàn)方法，但通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，有時(shí)也可以采用多種不同實(shí)驗(yàn)方法。在上課前，認(rèn)真分析不同實(shí)驗(yàn)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，在班級(jí)實(shí)驗(yàn)時(shí)，有計(jì)劃地將學(xué)生分組，并采用不同實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生不僅能完成實(shí)驗(yàn)，更能切身體驗(yàn)運(yùn)用不同實(shí)驗(yàn)方法，探索生物科學(xué)奧秘的奇妙之處。例如，在“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)中，如何有效提取到葉片中的色素，是實(shí)驗(yàn)的重要一環(huán)。通過(guò)積極閱讀有關(guān)的雜志等資料，了解到提取葉片中色素的不同方法，設(shè)計(jì)下列四種不同方法：方法一，采用教材中規(guī)范的“研磨過(guò)濾法”；方法二，提取色素的方法與方法一基本相同，但不添加碳酸鈣；方法三，提取色素的方法與方法一基本相同，但不添加無(wú)水乙醇，改用等量的蒸餾水；方法四，采用“水浴法”來(lái)操作，即取1g綠色葉片，剪碎，放入盛有2mL無(wú)水乙醇的試管中，然后，放入水浴鍋中沸水浴2-3min，獲得色素提取液。提取到濾液后，讓相應(yīng)四組學(xué)生代表，呈現(xiàn)四組濾液，分別描述一下各自獲得的濾液顏色，并讓學(xué)生觀察比較。接著組織學(xué)生分析、討論并解釋原因。通過(guò)辨析，使全體學(xué)生認(rèn)識(shí)到不加碳酸鈣，在研磨過(guò)程中會(huì)因部分色素被破壞而呈現(xiàn)黃綠色；不加無(wú)水乙醇，因色素不溶于水，而使濾液幾乎無(wú)色；采用“研磨過(guò)濾法”與“水浴法”都可以得到所需色素濾液，但是，“水浴法”獲得的色素提取液色素含量高，實(shí)驗(yàn)效果更明顯，而且，節(jié)約實(shí)驗(yàn)材料和時(shí)間。通過(guò)比較實(shí)驗(yàn)方法，學(xué)生不僅學(xué)會(huì)了提取綠葉中色素的方法與原理，更能深刻體會(huì)不同試劑的作用。

四、班組比較，領(lǐng)悟科學(xué)統(tǒng)計(jì)方法

在組織學(xué)生學(xué)習(xí)一對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)分析孟德?tīng)査龅耐愣蛊叻N不同相對(duì)性狀雜交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，學(xué)生很容易看出F2中都出現(xiàn)3∶1的性狀分離比，但是，學(xué)生難以理解為什么會(huì)出現(xiàn)3∶1分離比？為此，教材中安排了性狀分離比的模擬實(shí)驗(yàn)。在組織該實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，將班級(jí)分組，每組同學(xué)分別從兩個(gè)小桶內(nèi)隨機(jī)抓取標(biāo)記有不同基因的小球組合到一起，模擬配子隨機(jī)結(jié)合，并記錄小球組合所得合子基因組合類(lèi)型、數(shù)量及比例，然后將各組合數(shù)量按照從少至多的順序列在黑板上，再計(jì)算出全班所得的組合總數(shù)。

這時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生分析、比較各組所得組合類(lèi)型的數(shù)量比，并分析、討論是不是每組數(shù)據(jù)都符合3∶1分離比？與3∶1分離比的偏差大小與各組所做組合數(shù)量大小有什么關(guān)系？全班與各組統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)相比，為什么全班統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)更接近3∶1分離比？通過(guò)分析、討論，學(xué)生不僅認(rèn)識(shí)隨機(jī)抓取彩球與雌雄配子結(jié)合的關(guān)系，更能理解實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)量越大，越接近統(tǒng)計(jì)規(guī)律，從而領(lǐng)悟科學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，嚴(yán)格統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，且實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)要足夠大，才能更好地揭示生命活動(dòng)中隱含的自然規(guī)律，認(rèn)識(shí)科學(xué)統(tǒng)計(jì)方法在科學(xué)研究中的重要作用。

（責(zé)任編輯 易志毅）