生物實(shí)驗(yàn)中的立體教學(xué)

生物是一門(mén)實(shí)驗(yàn)學(xué)科，要使學(xué)生帶著濃厚的興趣融入到生物課堂中，充分發(fā)揮他們的主觀能動(dòng)性，讓他們帶著問(wèn)題在實(shí)驗(yàn)中探索，真正領(lǐng)悟其中的實(shí)驗(yàn)原理，更好地掌握生物學(xué)知識(shí)我們就需要引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中既作橫向聯(lián)系，又要縱向延伸，更要注意回味思考。這就是我們所說(shuō)的立體教學(xué)。筆者主要通過(guò)高中生物第一冊(cè)中“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)來(lái)談?wù)勅绾螌?shí)施這種教學(xué)方法。

1.橫向聯(lián)系

1.1聯(lián)系本學(xué)科，加深理解。

學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，總是把精力過(guò)分集中于單一的知識(shí)點(diǎn)上，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中也是如此，很少有學(xué)生主動(dòng)去聯(lián)系前后知識(shí)點(diǎn)，更少有學(xué)生能理解各知識(shí)點(diǎn)間的關(guān)系，所以他們所掌握的知識(shí)基本上是比較零散的，不能形成完整的知識(shí)系統(tǒng)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，他們往往只看到了實(shí)驗(yàn)的外在現(xiàn)象，沒(méi)有去真正思考其中所體現(xiàn)的知識(shí)點(diǎn)，也就是實(shí)驗(yàn)原理。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)操作前應(yīng)先引導(dǎo)他們復(fù)習(xí)回憶前面已學(xué)的知識(shí)，把那些知識(shí)點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)聯(lián)系起來(lái)，讓他們透過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，理解其中體現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)原理。比如在“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原”的實(shí)驗(yàn)中有這樣兩份實(shí)驗(yàn)材料：質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液和清水，對(duì)于細(xì)胞來(lái)說(shuō)，這是兩種外界溶液，前者比細(xì)胞液濃度高，后者則低。當(dāng)細(xì)胞處于這兩種溶液中時(shí)，就滿足了滲透系統(tǒng)中的一個(gè)條件：細(xì)胞內(nèi)外具濃度差。細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、液泡膜作為一個(gè)整體——原生質(zhì)層，具有選擇透過(guò)性，在這里相當(dāng)于滲透系統(tǒng)中的另一個(gè)條件——半透膜。這樣，滲透系統(tǒng)就完整了，我們可聯(lián)系滲透作用的原理：當(dāng)外界溶液濃度高于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞失水；當(dāng)外界溶液濃度低于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞就吸水。由于植物細(xì)胞原生質(zhì)層外還有一層細(xì)胞壁，而細(xì)胞壁具有全透性，所以當(dāng)細(xì)胞處于0.3g/mL的蔗糖溶液中，細(xì)胞失水，整個(gè)原生質(zhì)團(tuán)縮小時(shí)，原生質(zhì)層就會(huì)與細(xì)胞壁分離，即質(zhì)壁分離；而當(dāng)已發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞再處于清水中，細(xì)胞重又吸水，原生質(zhì)團(tuán)重又增大恢復(fù)至原狀時(shí)，原生質(zhì)層就會(huì)與細(xì)胞壁在分離后復(fù)原，即質(zhì)壁分離復(fù)原。

1.2聯(lián)系其它學(xué)科，加強(qiáng)滲透。

“生化不分家”，生物與化學(xué)都是實(shí)驗(yàn)性較強(qiáng)的自然學(xué)科，生物學(xué)科中有許多實(shí)驗(yàn)都是與化學(xué)知識(shí)聯(lián)系滲透、融為一體的。如“生物組織中可溶性還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)的鑒定”實(shí)驗(yàn)，可聯(lián)系化學(xué)中某些化學(xué)試劑能夠使生物組織中的有關(guān)有機(jī)化合物質(zhì)產(chǎn)生特定的顏色反應(yīng)的原理；另外，“酶的高效性和專一性”、“幾種果蔬的VC含量的測(cè)定”、“根對(duì)礦質(zhì)元素離子的交換吸附”等都是與化學(xué)學(xué)科有聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)；此外像光合作用機(jī)理的研究實(shí)驗(yàn)中涉及的放射性同位素標(biāo)記法是與物理學(xué)科聯(lián)系的知識(shí)點(diǎn)；孟德?tīng)柦沂具z傳定律的實(shí)驗(yàn)及“性狀分離比的模擬實(shí)驗(yàn)”中涉及的統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)還可與數(shù)學(xué)學(xué)科相聯(lián)系。通過(guò)與其它學(xué)科聯(lián)系，可以加強(qiáng)學(xué)科間知識(shí)點(diǎn)的滲透，從而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

2.縱向延伸

縱向延伸，是指教師根據(jù)教學(xué)大綱的要求事先精心設(shè)計(jì)，或通過(guò)創(chuàng)設(shè)一定的教學(xué)情境引導(dǎo)學(xué)生提出一些假設(shè)與猜想，讓他們帶著問(wèn)題去鉆研課本，進(jìn)行探究，使他們?cè)谔岢鰡?wèn)題，探究驗(yàn)證，最后得出結(jié)論的整個(gè)過(guò)程中，體會(huì)到課本的實(shí)驗(yàn)方法并不是探究問(wèn)題的唯一途徑，通過(guò)自身的努力也可以驗(yàn)證原理，從而有利于激發(fā)他們探究的欲望與學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣。

如在“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生已初步學(xué)會(huì)了觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原的方法，并能夠理解植物細(xì)胞發(fā)生滲透作用的原理。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，有的學(xué)生提出了實(shí)驗(yàn)中一些小的方面的問(wèn)題，比如洋蔥表皮細(xì)胞在質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液中能發(fā)生質(zhì)壁分離，如果濃度高一點(diǎn)，高到0.4g/mL，甚至0.5g/mL，或者濃度低一點(diǎn)，低到0.2g/mL，甚至0.1g/mL，細(xì)胞會(huì)不會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離？對(duì)于類似的問(wèn)題，我們應(yīng)盡可能地創(chuàng)造條件，幫助學(xué)生作進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)探索，讓他們對(duì)奇妙的生物界產(chǎn)生濃厚的興趣。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)，濃度越高，質(zhì)壁分離越明顯，但并不是沒(méi)有限制的，到了一定的程度，細(xì)胞會(huì)因過(guò)度失水而死亡，質(zhì)壁分離復(fù)原的現(xiàn)象就無(wú)法看到了。由此，可以引導(dǎo)學(xué)生得出這樣的結(jié)論：質(zhì)壁分離與復(fù)原的實(shí)驗(yàn)材料中，植物細(xì)胞必須是活的；通過(guò)該實(shí)驗(yàn)也可以證明植物細(xì)胞是否是活的。而如果在該實(shí)驗(yàn)中，把蔗糖溶液的濃度慢慢降低，學(xué)生可以觀察到質(zhì)壁分離與復(fù)原的現(xiàn)象逐漸不太明顯，最終，學(xué)生們還可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，當(dāng)蔗糖溶液的質(zhì)量濃度約為0.09g/mL，相當(dāng)于生理鹽水的質(zhì)量濃度時(shí)，洋蔥表皮細(xì)胞就不再出現(xiàn)質(zhì)壁分離了；如果蔗糖溶液的濃度再降低下去，植物細(xì)胞還會(huì)稍有脹大。由此，我們可引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：洋蔥表皮細(xì)胞的細(xì)胞液的質(zhì)量濃度約等于0.09g/mL，而當(dāng)蔗糖溶液的濃度低于細(xì)胞液濃度時(shí)，植物細(xì)胞會(huì)吸水。通過(guò)諸如上述的縱向延伸實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，對(duì)實(shí)驗(yàn)作了進(jìn)一步的探究，這無(wú)論對(duì)于課堂教學(xué)效率的提高還是對(duì)于他們自身在生物學(xué)科方面興趣的提高都是很有幫助的。

3.回味思考

通過(guò)上述橫向聯(lián)系、縱向延伸的教學(xué)，學(xué)生對(duì)于本堂實(shí)驗(yàn)應(yīng)該有所了解與掌握，對(duì)于生物學(xué)科的興趣也應(yīng)有所增強(qiáng)，這時(shí)，教師可以安排一段時(shí)間讓學(xué)生回味思考一下實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的注意點(diǎn)與體會(huì)，進(jìn)而有效鞏固他們所學(xué)的知識(shí)。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)行過(guò)程中，不可避免地會(huì)出現(xiàn)這樣或那樣的問(wèn)題，學(xué)生通過(guò)回味思考，會(huì)將他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題一一列舉出來(lái)。比如在本文所提的“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原”的實(shí)驗(yàn)中，有的學(xué)生一起先沒(méi)有觀察到物像，后來(lái)重新取了表皮才看到了，原因在于原先所取的表皮上葉肉過(guò)多。有的學(xué)生在用低倍鏡觀察質(zhì)壁分離現(xiàn)象時(shí)很清楚，但用高倍鏡觀察則不清楚，原因是他在滴蔗糖溶液時(shí)不小心把高倍鏡的鏡頭污染了。諸如上述的問(wèn)題有很多，學(xué)生通過(guò)回味思考，可以為他們?cè)谝院筮M(jìn)行類似實(shí)驗(yàn)時(shí)避免出現(xiàn)重復(fù)差錯(cuò)，同時(shí)也為教師在后面的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中提出了更多的要求和注意點(diǎn)，這無(wú)疑會(huì)推動(dòng)我們?cè)谏飳?shí)驗(yàn)教學(xué)中對(duì)教材處理、教學(xué)方法、學(xué)法指導(dǎo)、課堂結(jié)構(gòu)、教具準(zhǔn)備、板書(shū)設(shè)計(jì)等的改進(jìn)，從而不斷提高我們的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)能力。

生物是一門(mén)重要的實(shí)驗(yàn)學(xué)科，沒(méi)有觀察和實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不可能真正掌握生物學(xué)知識(shí)，也不可能真正體會(huì)到生物學(xué)的奧妙，更不可能對(duì)生物學(xué)產(chǎn)生濃厚的興趣和愛(ài)好。要學(xué)好一門(mén)學(xué)科，必須建立在濃厚興趣的基礎(chǔ)上，所以我們應(yīng)該讓學(xué)生勤于動(dòng)腦，勤于動(dòng)手，勤于動(dòng)口，從多方面著手，充分發(fā)揮他們的主觀能動(dòng)性，讓他們真正融入到生物學(xué)科教學(xué)中來(lái)，深切體會(huì)到生物世界的魅力所在，激發(fā)他們學(xué)好生物學(xué)的濃厚興趣。