黎靜　關(guān)問(wèn)文

在傳統(tǒng)的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們的課堂構(gòu)建思路是建立在實(shí)驗(yàn)要素分析的基礎(chǔ)上，即通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)的目的、原理、材料、步驟、結(jié)果和結(jié)論等，來(lái)指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，都是在老師總結(jié)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，沒(méi)有發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主觀能動(dòng)性，也沒(méi)有更好地突出科學(xué)探究和理性思維等核心素養(yǎng)的培養(yǎng)等。這種分析教學(xué)過(guò)程對(duì)于高中生物的科學(xué)性教學(xué)是存在很大不足的。

為了更合理地進(jìn)行學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，筆者在總結(jié)高中生物實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)考查的基礎(chǔ)上，并結(jié)合學(xué)生智育發(fā)展層次，分析高中生物實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)層次有三方面：看得懂;評(píng)得了;設(shè)得出。這方面體現(xiàn)了學(xué)生理性思維發(fā)展和科學(xué)探究能力形成的基本規(guī)律，也有助于教師了解學(xué)生對(duì)高中生物實(shí)驗(yàn)的掌握情況和實(shí)驗(yàn)探究能力的水平等情況，所以學(xué)生在高中生物實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過(guò)程中可以利用等級(jí)進(jìn)行自我測(cè)評(píng)。教師在進(jìn)行高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，也可以借助這三個(gè)方面來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

一、看得懂

幾乎所有的生物理論都是建立在科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)論證基礎(chǔ)上的，所以學(xué)習(xí)生物的基礎(chǔ)是看懂生物實(shí)驗(yàn)的基本思路。這也是我們學(xué)生物實(shí)驗(yàn)，把握高中生物實(shí)驗(yàn)基本原則的基礎(chǔ)。在高中生物教材中，展示了許多科學(xué)家的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，這些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)從不同的角度描述了生物實(shí)驗(yàn)的基本形成思路：?jiǎn)栴}的發(fā)現(xiàn)，假設(shè)的建立，實(shí)驗(yàn)的設(shè)置，結(jié)果的分析，結(jié)論的得出。下面筆者就結(jié)合噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明如何看懂實(shí)驗(yàn)：

1952年，赫爾希和蔡斯以T2噬菌體為實(shí)驗(yàn)材料，利用放射性同位素標(biāo)記的新技術(shù)，完成了另一個(gè)更具說(shuō)服力的實(shí)驗(yàn)。

赫爾希和蔡斯的實(shí)驗(yàn)是建立在一個(gè)前提的基礎(chǔ)上的，這個(gè)前提就是關(guān)于噬菌體侵染大腸桿菌的過(guò)程和T2噬菌體的化學(xué)組成（60%是蛋白質(zhì)，40%是DNA;僅蛋白質(zhì)分子含有硫元素，而磷元素幾乎都存在于DNA分子中）。了解這個(gè)前提，我們才能讀懂赫爾希和蔡斯的實(shí)驗(yàn)思路：用35S是為了標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)，用32P是為了標(biāo)記噬菌體的DNA。被分別標(biāo)記的兩類噬菌體，再次分別侵染細(xì)菌的過(guò)程中，只有遺傳物質(zhì)才會(huì)進(jìn)入細(xì)菌的體內(nèi)繁殖后代。所以我們只要通過(guò)觀察究竟是蛋白質(zhì)標(biāo)記的一組，細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)放射性強(qiáng)？還是DNA標(biāo)記的一組，細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)放射性強(qiáng)？通過(guò)相互對(duì)照，赫爾希和蔡斯發(fā)現(xiàn)DNA被標(biāo)記的一組，細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，即沉淀物的放射性強(qiáng)，所以該結(jié)果可以說(shuō)明DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)，進(jìn)一步可以推出DNA可以作為遺傳物質(zhì)。但是蛋白質(zhì)究竟是否能夠作為遺傳物質(zhì)呢？該實(shí)驗(yàn)無(wú)法說(shuō)明。

赫爾希和蔡斯的實(shí)驗(yàn)建立在一個(gè)明確的前提上，并設(shè)置了對(duì)照，能夠比較精確的得出相應(yīng)的結(jié)論：DNA可以作為遺傳物質(zhì)。這些實(shí)驗(yàn)在教材中的排布基本是由淺入深，由簡(jiǎn)單介紹到復(fù)雜說(shuō)明，如果論及羅伯特森和斯帕蘭札尼的全部實(shí)驗(yàn)過(guò)程，應(yīng)該不是一兩句能夠說(shuō)明的。

教材的編寫者運(yùn)用簡(jiǎn)介來(lái)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)生物實(shí)驗(yàn)的基本掌握原則：?jiǎn)栴}的發(fā)現(xiàn)，假設(shè)的建立，實(shí)驗(yàn)的設(shè)置，結(jié)果的分析，結(jié)論的得出。

二、評(píng)得了

評(píng)得了是學(xué)生在學(xué)習(xí)高中生物實(shí)驗(yàn)原則的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行的。懂得高中生物實(shí)驗(yàn)的基本原則，學(xué)生能夠形成理性懷疑的能力，從而對(duì)生物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行合理的評(píng)價(jià)。在高中生物教材中，分布著一些實(shí)驗(yàn)相關(guān)的技能訓(xùn)練或案例實(shí)驗(yàn)，這些技能訓(xùn)練或案例實(shí)驗(yàn)從不同的角度來(lái)考查學(xué)生對(duì)生物實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)能力。另外，這些內(nèi)容還可以考查學(xué)生分析材料和運(yùn)用生物知識(shí)解決問(wèn)題的能力。教師在生物教學(xué)的過(guò)程中，可以運(yùn)用技能訓(xùn)練或?qū)嶒?yàn)評(píng)價(jià)來(lái)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)點(diǎn)評(píng)或考核學(xué)生的生物實(shí)驗(yàn)基本思路的掌握情況。筆者選擇高中生物實(shí)驗(yàn)中的技能訓(xùn)練來(lái)對(duì)此進(jìn)行說(shuō)明：

例1：（必修1第2章第五節(jié)? 技能訓(xùn)練）在本章的學(xué)習(xí)中，我們根據(jù)課本上的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，完成了糖類、脂肪、蛋白質(zhì)三類物質(zhì)的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。結(jié)合該實(shí)驗(yàn)想一想，科學(xué)的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案應(yīng)該注意哪些問(wèn)題？

這個(gè)技能訓(xùn)練的學(xué)習(xí)，能夠引導(dǎo)學(xué)生對(duì)生物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行整體性評(píng)價(jià)：在一個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們要注意一些基本原則：1.科學(xué)可行性原則;2.對(duì)照性原則;3.隨機(jī)性原則;4.可重復(fù)性原則。這些實(shí)驗(yàn)原則是高中生物實(shí)驗(yàn)的基本原則，編寫者安排在必修一，為后期生物實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)和運(yùn)用奠定了基礎(chǔ)。

對(duì)于一個(gè)實(shí)驗(yàn)的點(diǎn)評(píng)，除了原則性問(wèn)題外，還有實(shí)驗(yàn)依據(jù)的點(diǎn)評(píng)、實(shí)驗(yàn)假設(shè)的點(diǎn)評(píng)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論的點(diǎn)評(píng)等。點(diǎn)評(píng)，一方面考查學(xué)生對(duì)高中生物實(shí)驗(yàn)基本原則的理解，另一方面是獲取信息的基礎(chǔ)上，運(yùn)用信息分析和處理問(wèn)題的能力。另外，評(píng)得了生物實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生自主設(shè)計(jì)生物實(shí)驗(yàn)奠定了良好的基礎(chǔ)。

三、設(shè)得出

看得懂高中生物實(shí)驗(yàn)，就知道生物實(shí)驗(yàn)的基本內(nèi)容包括：?jiǎn)栴}的發(fā)現(xiàn)，假設(shè)的建立，實(shí)驗(yàn)的設(shè)置，結(jié)果的分析，結(jié)論的得出;也能夠?qū)W習(xí)其他實(shí)驗(yàn)操作者的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，從而為己所用。評(píng)得了高中生物實(shí)驗(yàn)，就知道高中生物實(shí)驗(yàn)的基本原則是：1.科學(xué)可行性原則;2.對(duì)照性原則;3.隨機(jī)性原則;4.可重復(fù)性原則。從而避免自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中犯原則性錯(cuò)誤。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生可以自主的構(gòu)建實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)操作前及時(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否存在原則性錯(cuò)誤。高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)選題、實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿鞔_、構(gòu)建實(shí)驗(yàn)假說(shuō)、實(shí)驗(yàn)思路構(gòu)建、預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論等。下面筆者以實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)思路為例說(shuō)明：

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康某３Ｍㄟ^(guò)讀標(biāo)題可以把握實(shí)驗(yàn)?zāi)康目赡艿姆较颍@有利于我們對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步的分析。但除了標(biāo)題外，我們還可以以下列內(nèi)容為依據(jù)，尋找實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1.2 依據(jù)實(shí)驗(yàn)材料來(lái)明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

每個(gè)實(shí)驗(yàn)都會(huì)有一些比較特殊的材料，這些材料的出現(xiàn)能夠讓我們更加明確實(shí)驗(yàn)的目的。如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)材料來(lái)看懂生物實(shí)驗(yàn)?zāi)?？下面是幾組實(shí)驗(yàn)的材料：

1.洋蔥或大蔥、蒜（均為二倍體，體細(xì)胞中的染色體數(shù)為16），培養(yǎng)皿，濾紙，紗布，燒杯，鑷子，剪刀，顯微鏡，載玻片，蓋玻片，冰箱，卡諾氏液，改良苯酚品紅染液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸溶液，體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精溶液。

該實(shí)驗(yàn)材料中有改良苯酚品紅染液，此藥瓶在高中生物實(shí)驗(yàn)中用于染色體的染色;卡諾氏液用于固定細(xì)胞形態(tài);酒精和鹽酸用于解離細(xì)胞;還涉及冰箱……和教材實(shí)驗(yàn)聯(lián)系，這些材料是用于觀察或探究低溫誘導(dǎo)數(shù)目變化的實(shí)驗(yàn)。

1.3 根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟來(lái)確認(rèn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

實(shí)驗(yàn)步驟經(jīng)常被用來(lái)作為考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的背景。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)步驟中涉及到實(shí)驗(yàn)的自變量和因變量，所以學(xué)生的探究能力強(qiáng)弱往往可以通過(guò)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)步驟中的變量強(qiáng)弱來(lái)確認(rèn)。自變量和因變量的明確，實(shí)際就是實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡拇_定。如：

必修三第一章第二節(jié)《生物體維持pH穩(wěn)定的機(jī)制》，該實(shí)驗(yàn)的步驟大致如下：

1.將25mL自來(lái)水倒入50mL燒杯中。

……

7.根據(jù)所得數(shù)據(jù)，以酸或堿的滴數(shù)為橫軸，以pH為縱軸，畫出自來(lái)水pH變化的曲線。以實(shí)線表示加入酸后pH的變化，虛線表示加入堿后的變化。再用其他顏色的線條分別表示生物材料、緩沖液pH的變化情況，也同樣以實(shí)線和虛線分別表示加入酸、堿后的變化。

通過(guò)該實(shí)驗(yàn)步驟我們應(yīng)該能夠比較明確該實(shí)驗(yàn)的自變量是在自來(lái)水加酸加堿前的處理方式：有未處理的、有加酸堿緩沖液的、還有就是兩種生物材料。因變量就是加酸加堿后的pH變化。那么，該實(shí)驗(yàn)的目的應(yīng)該是探究生物體維持pH穩(wěn)定的機(jī)制。

1.4 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)確認(rèn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

實(shí)驗(yàn)結(jié)果呈現(xiàn)的是自變量和因變量或自變量和觀測(cè)指標(biāo)之間的關(guān)系，所以分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果都比較容易分析出實(shí)驗(yàn)的目的。如以下幾種實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

例1.圖示為某小組的調(diào)查結(jié)果：

該實(shí)驗(yàn)結(jié)果描述了一個(gè)家族的遺傳病患病情況，所以該實(shí)驗(yàn)的目的是是調(diào)查某家族甲、乙兩種遺傳病的遺傳方式。

通過(guò)上述分析，我們可以得出確定實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡臉?biāo)題一般會(huì)添加“觀察、探究、驗(yàn)證或調(diào)查”這四個(gè)詞，來(lái)明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。?shí)驗(yàn)材料為我們提供了實(shí)驗(yàn)的基本思路，在基本思路中，我們可以逆推出實(shí)驗(yàn)的目的。實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果或多或少會(huì)將自變量和因變量暴露出來(lái)。所以要讀懂一個(gè)生物實(shí)驗(yàn)，我們不能輕視任何一個(gè)細(xì)節(jié)，也就是說(shuō)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)標(biāo)題到實(shí)驗(yàn)結(jié)果懂隱含著實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡男畔?，把握這些信息，我們就能夠明確實(shí)驗(yàn)的核心?！颈疚南祻V東省“十三五”課題“基于‘先行組織者策略下的高中生物教學(xué)案例研究”（項(xiàng)目編號(hào)2018YQJK306）研究成果之一】

責(zé)任編輯 徐國(guó)堅(jiān)