對中學生物實驗改進的幾點思考

孫錦傳 李夢梅 李亞軍

摘 要： 隨著中學生物教學對實驗教學的重視程度的不斷提高，實驗改進成為中學生物實驗教學中的熱門話題之一，實驗改進具有有利于節約實驗材料、簡化實驗過程、克服實驗設備缺乏、增強實驗效果等優點。但教師不能盲目改進實驗，不能為了改進而改進，在進行實驗改進時要認清實驗改進的出發點，找準實驗改進的切入點，對改進后的實驗進行反思和再驗證，并將改進后的實驗充分應用到教學中，發揮其最大價值。

關鍵詞： 中學生物 實驗教學 實驗改進

生物學是一門以實驗為基礎的學科，義務教育生物學課程標準和普通高中生物課程標準（實驗）都提出了“提高生物科學素養”和“倡導探究性學習”的課程基本理念。實驗教學在中學生物教學中起著極其關鍵的作用，積極有效地開展中學生物實驗教學是新課程改革的內在要求的體現。教科書中給出了各個實驗教學的參考實驗，供教師參考選擇。但教材上所給的參考實驗一般對實驗設備、實驗材料及教師的實驗技能均有較高要求，因此在實際教學過程中很多教師都因為缺乏實驗材料和設備等原因而放棄實驗操作教學，仍舊采用傳統的講授法進行實驗教學，這不符合“提高生物科學素養”和“倡導探究性學習”的課程基本理念。而且各地區各學校的具體條件千差萬別，這也從客觀條件上決定了實驗教學不可能千篇一律。因此，根據各地區各學校的實際情況對教科書中的參考實驗進行改進，是解決以上問題的有效途徑，也是必經之路。那么，在對中學生物學實驗進行改進的過程中要注意哪些問題，才能真正有效地落實“提高生物科學素養”和“倡導探究性學習”的課程基本理念呢？筆者在對貴陽市開展的生物學科實驗設計案例評比活動進行觀摩后，對中學生物實驗改進有了新的認識和感受，在此與各位同仁共同探討。

一、認清實驗改進的出發點

實驗改進是當前生物學教學的熱點之一，引起了許多教育工作者的關注，全國各地的教研部門也紛紛為此舉辦各種比賽，激發教師對于中學生物實驗改進的熱情，調動他們的積極性，開發出優質的本土化實驗設計案例，促進當地中學生物學實驗教學的有效開展。在這些大大小小的比賽的鼓勵下，很多教師加入了實驗改進的大軍中。然而一部分教師并未認清實驗改進的出發點，盲目地對教科書中的參考實驗進行改進。

實驗改進應該以學生為中心，以落實“提高生物科學素養”和“倡導探究性學習”的課程基本理念為出發點。改進后的實驗要有利于提高學生的生物科學素養，有利于培養學生的科學探究精神，有利于培養學生發現問題、解決問題的能力和合作學習能力。這既是實驗改進的出發點，又是其最終歸宿。教師只有認清了實驗改進的出發點，才可能設計出符合生物學課程基本理念的實驗。

二、找準實驗改進的切入點

教師在著手對教科書中的參考實驗進行改進時要找準切入點，確實有必要改進時才進行改進，不能為了改進而改進。這主要體現在兩個方面：①一些教師在發現原有實驗不足，并有了實驗改進思路之后，非常興奮地投入到實驗改進的工作中，結果后來才發現自己想到的改進方法別人早就已經做過，而且比自己做得更好。因此，當教師有了新的實驗改進思路之后，首先應該廣泛查閱相關資料，看是否已有人做過同樣的改進，如果還沒有人做過或者已有前人做過但有不完善的地方，那么可以繼續改進；如果別人跟自己思路一樣而且已經改進得很好了，那么可以直接學習和借鑒別人的方法，而沒必要再做重復研究。②一些教師為了參加比賽或其他原因，急于對某個實驗做出改進，將實驗原來易于獲取的材料改成不易獲取的材料，或者將原來很精簡的實驗步驟變得復雜且難以操作，或者放著實驗室現有的實驗設備不用，要耗時耗力地自制實驗器具，等等，這些現象都是不利于實驗改進的，即便是勉強做出改變，那也是得不償失，反而讓實驗變得更不適于教學，甚至出現科學性錯誤。

比如在探究“影響酶活性的條件”的實驗中，教材中建議“用淀粉酶探究溫度對酶活性的影響，用過氧化氫酶探究pH對酶活性的影響”。一位教師為了改進這個實驗，使自己的實驗設計與教材不一樣，以肝臟研磨液和過氧化氫溶液為實驗材料探究溫度對酶活性的影響。該教師對三份豬肝研磨液編號并進行預處理，一份是常溫處理，一份是加入冰塊低溫處理，另一份是高溫處理，然后將它們放在實驗臺上，接著在三支編了號的大小一樣的試管中分別加入10ml相同濃度和相同溫度的過氧化氫溶液，然后分別向三支加入了過氧化氫溶液的試管中加入對應編號的豬肝研磨液，緊接著用三支帶有火星的衛生香檢測它們的氧氣釋放量。整個實驗看似完美，其實犯了科學性錯誤。錯誤之處有兩個：①將低溫處理的豬肝研磨液放置在實驗臺上，會受到室溫的影響，使低溫豬肝研磨液升溫；②三支試管中加入的過氧化氫溶液都是相同溫度，沒有溫度區分。假如要對過氧化氫溶液進行溫度區分，那么需要對應豬肝研磨液的溫度，對其中一支試管中的過氧化氫進行加熱處理，這樣又會導致過氧化氫提前分解。也正因為如此，教材中給出了“用淀粉酶探究溫度對酶活性的影響，用過氧化氫酶探究pH對酶活性的影響”的建議，而這位老師為了對其進行改進，沒有找準切入點，犯了科學性的錯誤，這也是值得各位教師反思的。

三、對改進后的實驗進行反思和再驗證

教師在按照可行的改進方案對實驗進行改進之后，還只是成功了一半，要想確保實驗改進是否真的成功，還必須對改進后的實驗進行反思和驗證。在第一次改進實驗之后，如果實驗達到預期效果，那么仍需反復驗證，排除偶然性，才能證明是否真的有效；如果實驗沒有達到預期效果，那么首先要對實驗進行反思，找出導致實驗效果不顯著的可能原因，再一一進行排查，找出失敗原因，并繼續探究。

四、將改進后的實驗充分應用到教學中

部分教師在獲獎之后，將改進后的實驗案例束之高閣，依舊按照傳統方式進行實驗教學，這是必須加以改正的。實驗改進是充分利用現有資源克服原有實驗不易開展的困難，或者彌補原有實驗的不足，引導學生進行探究性學習，培養學生的生物科學素養，使中學生物實驗教學落到實處。因此，教師在對實驗進行成功改進之后，只有將其充分應用到教學中，才能發揮出其最大價值，這也是全國各地教研部門為其舉辦各種比賽的根本目的。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.義務教育生物學課程標準（2011年版）[M].北京：北京師范大學出版社，2012.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中生物課程標準（實驗）[M].北京：人民教育出版社，2012.

[3]劉恩山.中學生物學教學論（第2版）[M].北京：高等教育出版社，2009.