管新芳

摘 要：本文從培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為目的，總結(jié)了對教材中的一些實驗進行的合理優(yōu)化、創(chuàng)新、拓展及思考，旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究思維，提高學(xué)生科學(xué)探究能力。

關(guān)鍵詞：高中生物實驗;核心素養(yǎng);理性思維;科學(xué)探究

1.問題的提出

《生物課程標準》中倡導(dǎo)的生物學(xué)科素養(yǎng)中的理性思維、科學(xué)探究能力的培養(yǎng)與實驗教學(xué)有著密切的關(guān)系。筆者對教材中的一些實驗進行了合理優(yōu)化與創(chuàng)新，使學(xué)生學(xué)習(xí)興趣大增，對學(xué)生理性思維、科學(xué)探究能力的培養(yǎng)起了一定的作用。

2.對教材實驗的合理優(yōu)化、創(chuàng)新與實踐

2.1改進實驗設(shè)計，培養(yǎng)科學(xué)探究意識

《重組DNA技術(shù)的基本工具》三種工具如何發(fā)揮作用，得到重組DNA分子，是本課題的難點。筆者改進了教材中模擬實驗，設(shè)計了以下由簡單至復(fù)雜的模擬操作，讓學(xué)生把抽象的知識直觀化，把復(fù)雜的東西簡單化，知識理解得更為透徹。DNA模型建構(gòu)模擬實驗：

①使用EcoRⅠ限制酶切割DNA序列（此序列左右兩端用膠水粘成環(huán)狀模擬環(huán)狀質(zhì)粒）

②使用EcoRⅠ限制酶切割DNA序列，從而獲取目的基因

③用膠帶紙模擬DNA連接酶將②獲得的目的基因與①切割后質(zhì)粒連接成重組質(zhì)粒

通過用同一種酶同時切割含目的基因的DNA片段和質(zhì)粒，學(xué)生發(fā)現(xiàn)切割后目的基因和質(zhì)

粒會自身環(huán)化，而且目的基因與質(zhì)粒會出現(xiàn)任意連接。那么怎么做才能解決這些問題呢？筆者通過以上設(shè)計激發(fā)學(xué)生的興趣，培養(yǎng)科學(xué)探究的欲望，此時及時發(fā)給學(xué)生以下材料進行雙酶切模擬。

④雙酶切：兩種不同的限制酶同時切割含目的基因的DNA片段和質(zhì)粒，并用膠帶紙模擬DNA連接酶將兩者連接成重組DNA分子

通過用兩種酶同時切割含目的基因的DNA片段和質(zhì)粒，學(xué)生發(fā)現(xiàn)切割后的目的基因和質(zhì)粒不會發(fā)生自身環(huán)化，也保證了目的基因和質(zhì)粒進行正向連接。

通過以上實驗設(shè)計，真正“面對每一位學(xué)生”，讓每一位學(xué)生都能體驗和享受成功的愉悅，不僅讓學(xué)生掌握了知識點，更讓學(xué)生學(xué)會動手去創(chuàng)造、動腦去思考，從而培養(yǎng)了科學(xué)探究意識。

2.2改變實驗方式，培養(yǎng)科學(xué)探究思維

探究類實驗?zāi)芨玫嘏囵B(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究思維。因此，教師可根據(jù)學(xué)生學(xué)情和實驗實際，盡可能的將驗證類實驗改變?yōu)樘骄款悓嶒?，以更好地激發(fā)學(xué)生的探究興趣，解決學(xué)生學(xué)習(xí)中的困惑，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究思維。

如，《酵母細胞的固定化》實驗成敗的關(guān)鍵是海藻酸鈉溶液的配制，教材中只有設(shè)置了一個濃度：0.7g/10ml。那么濃度過高或過低又會有什么的結(jié)果呢？筆者帶領(lǐng)學(xué)生進行了探究實驗：配制不同濃度的海藻酸鈉溶液0.4g/10ml、0.7g/10ml、1.0g/10ml。實驗得到的凝膠珠：第一組為圓形、顏色為較淺、近乎白色;第二組為圓形、顏色為黃色;第三組拖尾狀、顏色為黃色，比第二組略深。

這樣的結(jié)果激發(fā)學(xué)生思考，得到結(jié)論：A、海藻酸鈉濃度過高，實驗失敗，很難形成凝膠珠，常呈現(xiàn)拖尾狀。B、海藻酸鈉濃度過低，固定的酵母細胞太少，凝膠珠顏色較淺。

在此基礎(chǔ)上，學(xué)生進一步探究了注射器推進速度、距液面高低對凝膠珠形狀的影響

科學(xué)教學(xué)必須讓學(xué)生參與以探究為目的的研究活動，使他們同老師和同學(xué)一起互相啟發(fā)、互相促進，這樣才能更好地培養(yǎng)科學(xué)探究思維。

2.3改良實驗裝置，培養(yǎng)科學(xué)探究能力

實驗教學(xué)在使學(xué)生學(xué)會驗證一個結(jié)論和探索某一生物規(guī)律、現(xiàn)象的同時，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生追根刨底的科學(xué)探究精神、能力，并嘗試創(chuàng)新。

如，《比較過氧化氫在不同條件下的分解》實驗中，由于裝置不嚴密，過氧化氫分解產(chǎn)生的氧氣容易逸出試管，很難全部留在試管中用于衛(wèi)生香的復(fù)燃，從而影響實驗的觀察效果甚至可能導(dǎo)致衛(wèi)生香不復(fù)燃。大量氧氣產(chǎn)生時，用帶火星衛(wèi)生香檢測也有一定的危險。

為了解決以上問題，筆者引導(dǎo)學(xué)生利用化學(xué)排水法收集氧氣的實驗，對第3、4支試管進行了實驗裝置的改良，模式圖如下：

改良后的實驗裝置，不用帶火星的衛(wèi)生香復(fù)燃來檢測，只需觀察相同時間內(nèi)Ⅰ、Ⅱ試管中排出的水的體積即可比較不同催化劑的催化效率高低，直觀又安全。

通過這樣的改進，發(fā)揮實驗教學(xué)的優(yōu)越性，盡最大可能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

2.4改換實驗材料，培養(yǎng)科學(xué)探究素養(yǎng)

新課標倡導(dǎo)，面向全體學(xué)生，讓他們進行探究性學(xué)習(xí)。筆者通過改換實驗材料，引領(lǐng)學(xué)生走出教材，走進自然，提高了實驗的可行性，拓展了學(xué)生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)。

如，《葉綠體中色素的提取與分離》，教材常用菠菜，因季節(jié)原因，夏、秋、冬初、春末，市場上菠菜或沒有或價格較貴。筆者引導(dǎo)學(xué)校利用校園中的植物，采摘各類葉片做實驗，以不同葉片為自變量，比較不同葉片色素的種類和相對含量的差異，篩選出最佳的當?shù)貙嶒灢牧稀?/p>

3.實踐思考

在以核心素養(yǎng)為目標的教學(xué)改革中，怎樣更好地進行生物實驗教學(xué)，并將科學(xué)探究能力的培養(yǎng)有效地融入教學(xué)中，是每位教師的重要課題。

實踐證明，通過以上策略對實驗教學(xué)進行的創(chuàng)新，能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生生成深度學(xué)習(xí)，形成一定的實驗探究能力，也能高效地提高生物學(xué)課堂的有效性。

參考文獻

[1]李傳印.改革生物學(xué)實驗教學(xué)提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)[J].生物學(xué)通報，2004，39（3）：42-43.

[2]皮建輝，向?qū)O軍，楊其仁，等.創(chuàng)新實驗教學(xué)途徑的探索與實踐[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2007，5（2）：63-65.