薛麗華

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》提出了從生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會職責(zé)等方面發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)觀點(diǎn)，其中科學(xué)思維要求學(xué)生養(yǎng)成運(yùn)用科學(xué)的思維方法認(rèn)識事物、解決實(shí)際問題的思維習(xí)慣和能力，而科學(xué)探究要求學(xué)生具備發(fā)現(xiàn)問題，并進(jìn)行觀察、提問、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、方案實(shí)施以及對結(jié)果交流與討論的能力。在高中生物教學(xué)中，學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)和科學(xué)探究的養(yǎng)成離不開教師對生物實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化教學(xué)。如何優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師的引導(dǎo)就顯得尤為重要。

一、精心設(shè)問，優(yōu)化預(yù)習(xí)

學(xué)生的實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)，包括明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模私鈱?shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)等。這項(xiàng)工作如果只是叫學(xué)生瀏覽教材，效果是不明顯的。所以為學(xué)生精心設(shè)計(jì)幾個小問題，可以起到事半功倍的效果。

案例1 在進(jìn)行《觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)》時，我設(shè)計(jì)了5個小問題讓學(xué)生們思考：

1.為什么成熟植物細(xì)胞相當(dāng)于滲透裝置？

2.如何控制原生質(zhì)層兩側(cè)的溶液具有濃度差？

3.如何有技巧的判斷植物細(xì)胞發(fā)生了質(zhì)壁分離和復(fù)原現(xiàn)象？

4.如果用無色的成熟植物細(xì)胞是否可以進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)？

5.植物細(xì)胞質(zhì)壁分離的程度與蔗糖溶液的濃度什么關(guān)系？

當(dāng)然，準(zhǔn)備的小問題學(xué)生不一定能馬上解決，但是我要求學(xué)生思考，簡單寫出自己的觀點(diǎn)。事實(shí)證明，帶著思考，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時會注意力更集中，以尋找答案。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時，學(xué)生們通過實(shí)驗(yàn)操作的體會及老師的引導(dǎo)，預(yù)習(xí)的問題就迎刃而解了。

二、細(xì)心引導(dǎo)，優(yōu)化操作

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生直接動手操作往往很盲目，甚至?xí)褜?shí)驗(yàn)當(dāng)游戲，結(jié)果可能一無所獲。因此教師可以預(yù)先演示一些實(shí)驗(yàn)，以便學(xué)生學(xué)習(xí)、模仿，演示中教師必須操作規(guī)范、步驟正確。

案例2 在做《紫色洋蔥表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)》時，我示范如何巧妙的撕取表皮，如何在載玻片上用引流法滴加溶液。學(xué)生通過模仿可以減少實(shí)驗(yàn)時間的浪費(fèi)，并取得較好的觀察效果。

對一些按照書本方法實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯的實(shí)驗(yàn)，教師可以適當(dāng)選擇變通的實(shí)驗(yàn)方法，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)操作。

案例3 做《葉綠體色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)》時，第一步提取綠葉中的色素，如果葉子不是特別綠，那么研磨時加入的酒精可適當(dāng)減少。另外如果研磨液過濾不順暢時，可將研磨物倒入一個保鮮袋，袋角上剪一小孔，然后直接將液體從孔中擠出，用基部放有單層尼龍布的漏斗過濾即可。還有學(xué)生畫濾液細(xì)線易彎曲，我讓學(xué)生直接將濾紙折一痕跡，然后沿折痕畫濾液細(xì)線，效果極佳。

三、回顧反思 優(yōu)化改進(jìn)

生物實(shí)驗(yàn)有成功也有失敗，這很正常。但是實(shí)驗(yàn)的失敗會給學(xué)生造成挫敗感，從而回避失敗。此時及時引導(dǎo)學(xué)生分析失敗的原因，顯得尤為重要。我曾經(jīng)要求學(xué)生記錄失敗的原因，整理了一下，發(fā)現(xiàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的成敗往往和以下幾個方面有關(guān)。

1.取材問題

生物實(shí)驗(yàn)要用到生物材料，正確取材是實(shí)驗(yàn)成功的第一步。

案例4 實(shí)驗(yàn)《觀察細(xì)胞的有絲分裂實(shí)驗(yàn)》中，準(zhǔn)確切取洋蔥根尖分生區(qū)部位，是實(shí)驗(yàn)成功的前提。實(shí)驗(yàn)員往往準(zhǔn)備一個培養(yǎng)好根的洋蔥給一組學(xué)生，約十位學(xué)生剪取一個洋蔥上的根尖做實(shí)驗(yàn)。少數(shù)學(xué)生制成的裝片中往往看不到分裂期細(xì)胞。通過仔細(xì)觀察，我發(fā)現(xiàn)這些同學(xué)剪取的根尖是其他同學(xué)剪過的，即分生區(qū)已經(jīng)沒有了，看到的是伸長區(qū)或成熟區(qū)的細(xì)胞，也就看不到分裂期細(xì)胞了。

2.藥品問題

藥品的使用方法、試劑的濃度及用量等也影響實(shí)驗(yàn)成敗，不能忽視。

①有些實(shí)驗(yàn)所用試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用

案例5 《DNA的鑒定實(shí)驗(yàn)》中，二苯胺必需現(xiàn)配現(xiàn)用。新配的二苯胺試劑A液（1.5g二苯胺，100ml冰醋酸，1.5ml 濃硫酸）呈無色，但如果放置一段時間之后，逐漸呈現(xiàn)淺綠色，放置幾天之后，變?yōu)樗{(lán)色，如使用變色后的試劑，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有很大影響。因此，每次實(shí)驗(yàn)二苯胺要現(xiàn)配現(xiàn)用，同時避免強(qiáng)光照射。實(shí)驗(yàn)時，可先將試劑A液滴加入溶有DNA的氯化鈉溶液的試管，再滴加幾滴試劑B液（ 0.2%乙醛），震蕩均勻，這樣實(shí)驗(yàn)效果很明顯。

②有些實(shí)驗(yàn)對藥品的量有一定的要求

案例6 實(shí)驗(yàn)《葉綠體色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)》中，無水乙醇和層析液要注意控制用量：提取5g葉片中的色素，大約使用10ml無水乙醇比較適合。若無水乙醇過多，會使得到的色素濾液濃度降低，畫濾液細(xì)線時，濾紙條上吸附的色素的量減少，分離后色素帶顏色會過淺而影響觀察。利用紙層析法分離色素時，燒杯中的層析液用量大約為距離燒杯底0.5cm，層析液如果加的太多會觸及濾紙條上的濾液細(xì)線，色素直接溶解到燒杯中的層析液中，濾紙條上得不到相應(yīng)分離的色素帶。

③有些實(shí)驗(yàn)對藥品濃度有很高的要求

教材上很多實(shí)驗(yàn)規(guī)定了藥品濃度，這其實(shí)是相關(guān)科研人員經(jīng)過多次試驗(yàn)后，認(rèn)可的最適合濃度，因此實(shí)驗(yàn)前配制試劑時，必需準(zhǔn)確配置濃度，否則會影響實(shí)驗(yàn)效果。

案例7 斐林試劑甲液所用的CuSO4濃度為0.05g/ml，有利于和NaOH生成大量Cu（OH）2，從而與還原糖反應(yīng)生成磚紅色沉淀（Cu2O），而雙縮脲試劑中CuSO4濃度為0.01g/ml，在堿性環(huán)境中Cu2+與蛋白質(zhì)的肽鍵反應(yīng)生成絡(luò)合物，呈現(xiàn)紫色。雖然斐林試劑和雙縮脲試劑很相似，但是因?yàn)榉磻?yīng)原理不同，CuSO4溶液的濃度要求不同。

3.操作問題

有時學(xué)生會漏做某個實(shí)驗(yàn)步驟，還有些學(xué)生可能出現(xiàn)操作失誤。

案例8 如《觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)》中，有的學(xué)生直接將撕取的表皮放在蔗糖溶液中，用顯微鏡進(jìn)行第一次觀察。正確的做法是先放清水中觀察，以便和后續(xù)的蔗糖溶液下質(zhì)壁分離現(xiàn)象對照。還有一些學(xué)生，紫色表皮不是用鑷子撕下的，而是用刀片削或挖下來的，以至取的表皮較厚，在顯微鏡下細(xì)胞重疊影響觀察。

生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科，教師通過優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成探究實(shí)驗(yàn)問題的思維習(xí)慣和勇于解決問題的動手能力。不管實(shí)驗(yàn)成功與否，通過教師的引導(dǎo)，可以使學(xué)生更加了解實(shí)驗(yàn)原理和方法、驗(yàn)證所學(xué)知識；同時亦可教育學(xué)生辯證地看待事物，培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛻?yīng)變能力。