梁小星 劉靚

摘? ?要

人教版《分子與細(xì)胞》模塊在延續(xù)實(shí)驗(yàn)版教材實(shí)驗(yàn)編排思路的基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目安排及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整：精煉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，注重培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng);完善材料用具，降低實(shí)驗(yàn)成本和取材難度，可選擇材料用具更多樣化;增加實(shí)驗(yàn)圖片數(shù)量，提高圖片質(zhì)量;實(shí)驗(yàn)討論題的表述更明確、規(guī)范。

關(guān)鍵詞

生物學(xué)? 分子與細(xì)胞? 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2019年版）在教學(xué)實(shí)施建議中闡明：“加強(qiáng)和完善生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是生物學(xué)課程的特點(diǎn)，也是生物學(xué)教學(xué)的基本形式之一?！笨梢妼?shí)驗(yàn)教學(xué)是生物學(xué)教學(xué)中不可缺少的一部分。實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生理解生命中的生物學(xué)現(xiàn)象、吸收生物學(xué)知識(shí)、提高解決問題能力、培養(yǎng)理性思維、體驗(yàn)科學(xué)探究的一般方法和過程都有著極其重要的作用。本文就2017年版普通高中教科書《生物學(xué)·必修1·分子與細(xì)胞》（以下簡稱“新版必修1”）在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方面的變化進(jìn)行簡要解析，為中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供參考。

一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更加精煉

新版必修1在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目方面綜合考慮實(shí)驗(yàn)的難易程度和繁雜程度后將內(nèi)容進(jìn)行了增加、刪減和替換。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)量由14項(xiàng)減少到12項(xiàng)，刪除實(shí)驗(yàn)版教材中“觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布、體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法、細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系”三項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，新增“淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用”實(shí)驗(yàn)?！坝酶弑讹@微鏡觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)”在原教材實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，刪除觀察線粒體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增加觀察細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。新教材對(duì)實(shí)驗(yàn)主題的表述更準(zhǔn)確，“觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂”表述為“觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂”，前者中的“分生區(qū)組織細(xì)胞”指向模糊，目標(biāo)不明確，用“分生組織細(xì)胞”可以使學(xué)生有目的去尋找觀察目標(biāo)，有利于實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。

在實(shí)驗(yàn)欄目方面，新版必修1將“實(shí)驗(yàn)、模型建構(gòu)、探究”這三個(gè)欄目合并成“探究·實(shí)驗(yàn)”欄目，鼓勵(lì)教師對(duì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)，融入探究成分，開創(chuàng)探究空間，注重生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)?！皣L試制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型”實(shí)驗(yàn)由“模型建構(gòu)”欄目更改為“探究·實(shí)踐”欄目，提高了實(shí)驗(yàn)的要求，在活動(dòng)過程中，要求學(xué)生親自動(dòng)手做出模型，小組成員之間要團(tuán)結(jié)合作、積極創(chuàng)新。

二、實(shí)驗(yàn)材料用具的修改和完善

實(shí)驗(yàn)材料用具包括實(shí)驗(yàn)對(duì)象和實(shí)驗(yàn)操作過程中所需的器材、試劑。材料用具是教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)和開展實(shí)驗(yàn)不可或缺的內(nèi)容，材料用具的選擇對(duì)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和實(shí)驗(yàn)開展所需時(shí)間以及實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)等都有極大的影響，同一個(gè)實(shí)驗(yàn)采取不同的材料用具可能會(huì)產(chǎn)生不一樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，因此材料用具在很大程度上決定了實(shí)驗(yàn)的開展率和成功率。新版必修1的實(shí)驗(yàn)材料用具在實(shí)驗(yàn)版教材的基礎(chǔ)上進(jìn)行了調(diào)整和完善。

在“使用高倍顯微鏡觀察幾種細(xì)胞”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)材料刪除“蛙的皮膚上皮細(xì)胞”，新增“人體組織切片、血涂片、植物永久切片”“生理鹽水”，大大降低了實(shí)驗(yàn)成本和取材難度，增加多種類型切片的觀察使得實(shí)驗(yàn)的操作更加簡單、便捷，大大提高了實(shí)驗(yàn)效率。

在“檢測生物組織中的糖類、脂肪、蛋白質(zhì)”實(shí)驗(yàn)中，刪除“蘋果勻漿、馬鈴薯勻漿”實(shí)驗(yàn)材料，新增“葡萄勻漿、白蘿卜勻漿、雞蛋清稀釋液”?！案闻K研磨液”更換為“鮮肝提取液”，“雙面刀片”替換為“刀片”。刪除“蘇丹Ⅳ溶液”，說明了“蘇丹Ⅲ染液”的使用濃度。葡萄和白蘿卜富含還原糖且勻漿后為白色，葡萄勻漿只需用紗布包裹葡萄后進(jìn)行擠壓即可，勻漿的獲取簡單、快速。雞蛋清稀釋液透明無色且富含蛋白質(zhì)，可提高實(shí)驗(yàn)的成功率。

在“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)材料增加了“番薯葉、刀片、培養(yǎng)皿、臺(tái)燈、鉛筆”，刪除“健那綠染液、消毒牙簽”，番薯葉常見且簡單易得，避免了因?qū)嶒?yàn)材料難獲取而影響實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的開展。

在“影響酶活性的條件”實(shí)驗(yàn)中，要求用“新配置”的淀粉酶溶液，避免因溶液放置時(shí)間過長，酶活性降低而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)新增了“緩沖液”試劑，用“物質(zhì)的量濃度”替換了“質(zhì)量分?jǐn)?shù)”的度量方法。利用化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行定量分析時(shí)，用物質(zhì)的量濃度來表示溶液組成更為方便。在“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)中，刪除了“93號(hào)汽油”可代替層析液的方法，降低操作的危險(xiǎn)，確保實(shí)驗(yàn)安全進(jìn)行。

在探究“環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)材料新增了吊蘭、米尺，并鼓勵(lì)有條件的學(xué)校使用化學(xué)傳感器測量氧氣的濃度。學(xué)生可以通過改變臺(tái)燈與植物之間的距離來控制光照強(qiáng)度，米尺能準(zhǔn)確的測量臺(tái)燈與植物之間的距離，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。傳感器可以進(jìn)行快速檢測且測量誤差小，還可以將檢測的信號(hào)以圖片和表格的形式呈現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，幫助學(xué)生在分析、推理和概括的過程中培養(yǎng)科學(xué)思維能力。

三、實(shí)驗(yàn)圖片更加豐富和清晰

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，正確且合理的使用插圖能將文字變得生動(dòng)、形象，使學(xué)生更好地理解生物學(xué)實(shí)驗(yàn)原理，將知識(shí)與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的聯(lián)想思維，幫助學(xué)生養(yǎng)成積極關(guān)注生活積累生物學(xué)素材的習(xí)慣，從而達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。實(shí)驗(yàn)版必修1的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容部分總共有26張圖片，平均每項(xiàng)實(shí)驗(yàn)1.8張圖片，新版必修1的實(shí)驗(yàn)部分總共有25張圖片，平均每項(xiàng)實(shí)驗(yàn)2張圖片，新版必修1實(shí)驗(yàn)圖片數(shù)量增加。下文對(duì)新版和實(shí)驗(yàn)版必修1中各個(gè)實(shí)驗(yàn)的圖片進(jìn)行對(duì)比和分析。

實(shí)驗(yàn)一：使用高倍顯微鏡觀察幾種細(xì)胞。新版必修1刪除了大腸桿菌結(jié)構(gòu)模式圖，用大腸桿菌的彩色電鏡照片替換了原來的黑白電鏡照片，并且分別展示了大腸桿菌的掃描電鏡和透射電鏡照片;通過不同電鏡下大腸桿菌照片的對(duì)比，學(xué)生能說出掃描電鏡照片和透射電鏡照片的區(qū)別，通過教師的講解，初步了解不同電鏡的成像原理，開闊學(xué)生的視野。此外，電鏡照片還標(biāo)明了大腸桿菌的放大倍數(shù)，促使學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

實(shí)驗(yàn)二：檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)。新版必修1刪除了實(shí)驗(yàn)版教材中實(shí)驗(yàn)檢測記錄表，新增三張實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖，分別是還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)與檢測試劑反應(yīng)后的呈色反應(yīng)圖，每個(gè)反應(yīng)都設(shè)置了空白對(duì)照。將文字描述配以顏色反應(yīng)的結(jié)果圖進(jìn)行展示，使學(xué)生認(rèn)知與感官相結(jié)合，增強(qiáng)體驗(yàn)感。新版必修1中展示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖可為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果提供參考，進(jìn)而分析自身實(shí)驗(yàn)成敗的原因。

實(shí)驗(yàn)三：用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體。新版必修1刪除了觀察線粒體的活動(dòng)，因而刪除了高倍顯微鏡下的線粒體圖片。高倍顯微鏡下黑藻的葉綠體圖片替換了原來圖片，并且放大倍數(shù)達(dá)到1000倍，保證了圖片的清晰度，圖注的語言描述與實(shí)驗(yàn)版教材相比也更加的嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致。

實(shí)驗(yàn)四：嘗試制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型。新版必修1刪除了北京自然博物館展出的細(xì)胞模型圖，將北京市某中學(xué)制作的細(xì)胞模型圖刪去了圖片的背景，使得圖片的色調(diào)搭配更加和諧、美觀，在感官上吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生親自動(dòng)手嘗試、進(jìn)行模型制作的想法，有助于實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的開展。

實(shí)驗(yàn)五：植物細(xì)胞的吸水和失水。實(shí)驗(yàn)版必修1中，兩張圖片并不是發(fā)生質(zhì)壁分離前、后同一觀察視野的細(xì)胞圖片，因此，做圖片對(duì)比觀察不科學(xué)，學(xué)生可能會(huì)誤認(rèn)為發(fā)生質(zhì)壁分離后，細(xì)胞的形狀、大小都發(fā)生了變化。新版必修1中該實(shí)驗(yàn)是兩張發(fā)生質(zhì)壁分離前、后的細(xì)胞處于同一觀察視野的圖片，方便學(xué)生迅速對(duì)同一細(xì)胞的前后狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比，理解質(zhì)壁分離的本質(zhì)。

實(shí)驗(yàn)六：比較過氧化氫在不同條件下的分解。新版和實(shí)驗(yàn)版必修1都展示實(shí)驗(yàn)裝置和操作的模式圖，但新教材的圖片差異對(duì)比更加明顯、更加真實(shí)，增加了實(shí)驗(yàn)的趣味，容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

實(shí)驗(yàn)七：淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用。新版必修1將實(shí)驗(yàn)操作過程中實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組需要加入的溶液或試劑以表格的形式列出來，這樣在實(shí)驗(yàn)過程中可以很清楚的知道每根試管中應(yīng)加入何種溶液，降低實(shí)驗(yàn)操作的出錯(cuò)率。

實(shí)驗(yàn)八：影響酶活性的條件。實(shí)驗(yàn)版必修1中該實(shí)驗(yàn)的圖片展示了pH試紙及數(shù)值表，但是從圖片中可以發(fā)現(xiàn)pH大于9的標(biāo)準(zhǔn)pH試紙顏色顯示很相近，幾乎無法區(qū)分。新版必修1的圖片清晰展示了采用pH試紙測量具有不同pH溶液的顯色現(xiàn)象圖，以及標(biāo)準(zhǔn)pH試紙顯色圖。pH試紙測量的結(jié)果可以很容易的與標(biāo)準(zhǔn)比色紙進(jìn)行顏色比較，找出對(duì)應(yīng)的pH值。pH試紙的質(zhì)量有了很大的提高，為學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果提供了很好的參照。

實(shí)驗(yàn)九：探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式。新版必修1在該實(shí)驗(yàn)中新增了一張酵母菌的電鏡照片，并標(biāo)明了放大倍數(shù)，將原有的實(shí)驗(yàn)裝置圖進(jìn)行重新繪制，呈現(xiàn)出的效果更逼真，調(diào)動(dòng)了學(xué)生多種感官參與，使學(xué)生有更好的閱讀感受。

實(shí)驗(yàn)十：濾液中色素的提取和分離。在濾液色素的分離過程中，很多同學(xué)很容易錯(cuò)誤地直接將綠葉細(xì)線觸及到層析液中，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不明顯。新版必修1在該實(shí)驗(yàn)中增加了分離綠葉中色素的實(shí)驗(yàn)裝置圖，以圖片配合文字的形式指導(dǎo)學(xué)生分離綠葉中的色素，并在圖片中標(biāo)出了濾液細(xì)線和層析液頁面的上下關(guān)系，引起學(xué)生的注意，幫助學(xué)生理解文字內(nèi)容，降低實(shí)驗(yàn)的失敗率。

實(shí)驗(yàn)十一：環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響。實(shí)驗(yàn)版必修1在該實(shí)驗(yàn)中用純文字表述，沒有圖片。新版必修1在該實(shí)驗(yàn)中增加了一張實(shí)驗(yàn)操作圖——學(xué)生正在用打孔器打出圓形小葉片，幫助學(xué)生正確使用打孔器，同時(shí)，帶給學(xué)生親切感，拉近實(shí)驗(yàn)課堂與學(xué)生之間的距離。

實(shí)驗(yàn)十二：觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂。新版必修1在該實(shí)驗(yàn)中更改了原有表格單調(diào)的樣式，將表頭與表格內(nèi)容相區(qū)分，使得表格看起來更美觀、整潔，富有立體感，吸引學(xué)生注意力，幫助學(xué)生更好地總結(jié)、歸納觀察結(jié)果。實(shí)驗(yàn)中還新增了顯微鏡下洋蔥根尖細(xì)胞有絲分裂圖，學(xué)生可以將自己觀察到的結(jié)果與之進(jìn)行對(duì)比，看看自己是否也觀察到了處于細(xì)胞周期中不同時(shí)期的細(xì)胞。

四、討論題的修改和完善

討論題的合理設(shè)置能夠幫助學(xué)生及時(shí)回顧實(shí)驗(yàn)過程，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，明晰實(shí)驗(yàn)原理，將分散的知識(shí)點(diǎn)升華成具體的生物學(xué)概念，構(gòu)建出完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中不斷質(zhì)疑不斷思考，形成批判性的科學(xué)精神。

將新版與實(shí)驗(yàn)版必修1的實(shí)驗(yàn)討論題進(jìn)行對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，對(duì)于同一實(shí)驗(yàn)的討論題，新版必修1的描述更加明確、規(guī)范。如在使用高倍顯微鏡觀察幾種細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)中，刪除了大腸桿菌模式圖，學(xué)生觀察的結(jié)果直接與實(shí)物圖進(jìn)行比較，引導(dǎo)學(xué)生尊重事實(shí)，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。在綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)版必修1在該實(shí)驗(yàn)中的討論題：“濾紙條上有幾條不同顏色的色帶？其排序怎樣？寬窄如何？這說明了什么”，其中“這”的指代不明確，指色素帶的條數(shù)，還是色素帶的排序，還是色素帶的寬窄，還是三者都有？出現(xiàn)了用語不規(guī)范，新版必修1中將色帶替換成色素帶。

新教材的討論題偏向于對(duì)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的滲透。如在用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，不僅要求學(xué)生描述葉綠體的形態(tài)和分布，還要讓學(xué)生分析它的形態(tài)和分布與功能有什么關(guān)系，激勵(lì)學(xué)生思考結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與其功能之間的聯(lián)系，幫助學(xué)生形成結(jié)構(gòu)與功能觀，進(jìn)而學(xué)生能用生命觀念去認(rèn)識(shí)、解釋實(shí)際生活中的其他生命現(xiàn)象。在新增的淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用實(shí)驗(yàn)中，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)教材中的實(shí)驗(yàn)操作產(chǎn)生質(zhì)疑，進(jìn)行批判性思考，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的實(shí)驗(yàn)態(tài)度和思考方式，逐步發(fā)展科學(xué)思維。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生將自己的疑問與小組其他成員進(jìn)行積極討論，在團(tuán)隊(duì)合作中提高自己的表達(dá)和分析能力。

在討論題設(shè)置方面，新版必修1的描述更加明確、規(guī)范，在學(xué)生已有的認(rèn)知上引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行延展性的思考，拓展學(xué)生思維。注重在實(shí)驗(yàn)的過程中培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任。

近年來，國內(nèi)外也有關(guān)于生物學(xué)教材實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的研究，內(nèi)容包括了從我國歷年初中和高中生物學(xué)教材的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容出發(fā)，分析其變化的特點(diǎn)和影響變化的因素[1-2];以我國不同版本教材為研究對(duì)象，分析不同版本教材實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的特點(diǎn)，并進(jìn)行比較研究[3];以中美教材為研究對(duì)象，對(duì)教材中的探究內(nèi)容進(jìn)行對(duì)比分析[4]。本研究主要從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)材料和用具、實(shí)驗(yàn)圖片以及實(shí)驗(yàn)討論題的設(shè)置四個(gè)方面分析了新版生物學(xué)必修1與實(shí)驗(yàn)版必修1之間的變化，希望能幫助中學(xué)生物學(xué)教師根據(jù)新教材的特點(diǎn)和學(xué)生發(fā)展的需求，在實(shí)際課堂教學(xué)中落實(shí)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，并能有效地利用新教材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。

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【責(zé)任編輯? 郭振玲】