生物學教師實驗技能大賽的試題分析及思考

呂國裕

(福建省廈門市海滄實驗中學 361026)

為促進生物學教師積極開展實驗教學的探索和研究，鼓勵教師對實驗方法和實驗設計進行改進創新，提升教師實驗教學的水平，在教學中為學生創設更豐富科學的實驗情境，增強學生對科學知識的感性認識和探究性體驗，提高學生分析問題與解決問題的能力，福建省在省、市、區縣舉行生物學教師實驗技能比賽已有多年。作為歷屆教學技能大賽三大板塊之一，筆者參與了2015年廈門市教學技能淘汰賽的評委工作，現將其中的生物學試題進行整理、分析如下。

1 比賽試題

1.1 試題 請按照要求，面對評委，在15min內講解并完成實驗演示過程。

(1)實驗目的：探究影響細胞代謝速率的因素。

(2)實驗備選器材：黑藻，紫色洋蔥，蒸餾水，30%蔗糖溶液，0.5mol/L的硝酸鉀溶液，試管，試管架，大、小燒杯若干，膠頭滴管，吸水紙，熱水，冰水，溫度計，刀片，載玻片，蓋玻片，紗布，標簽號，顯微鏡，水浴鍋等。

(3)實驗要求：①請板書你要探究的實驗題目；②請說出實驗設計思路；③正確選擇實驗材料和用具；④邊解說邊演示操作步驟；⑤根據實驗結果進行合理的解釋。

1.2 參考答案 根據選手口述和操作，整理如下。

(1)方案1：探究溫度對細胞代謝速率的影響(或探究溫度對植物細胞質流動速率的影響)。

設計思路：用顯微鏡觀察黑藻葉片在不同溫度下的細胞質流動速率(葉綠體作參照)。制作臨時裝片，分成兩組，一組在室溫條件下；另一組在溫水中觀察。若在溫水中細胞質流動速率加快，則說明一定范圍內溫度升高細胞代謝速率加快。

實驗操作：①調配溫水：取2個小燒杯，1個裝蒸餾水；另2個用熱水和冰水將溫度調至40℃，貼上標簽“常溫”和“溫水”；②處理黑藻：將黑藻分別放置在“常溫”“溫水”兩個燒杯中，一段時間后取出黑藻；③制作臨時裝片：取2片載玻片，貼上標簽，分別滴加1滴蒸餾水和溫水，取對應的黑藻葉片，制作臨時裝片；④高倍觀察：分別觀察室溫和溫水條件下的細胞質流動速率；⑤得出實驗結果和結論。

(2)方案2：探究溫度對細胞代謝速率的影響(或探究溫度對植物細胞質壁分離及復原速率的影響)。

設計思路：用顯微鏡觀察紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞在不同溫度下質壁分離及復原的速率。制作臨時裝片，分成兩組，一組在室溫條件下觀察，另一組在較高溫度中觀察。若在較高溫度下質壁分離及復原速率加快，則說明一定范圍內溫度升高細胞代謝速率加快。

實驗操作：①處理硝酸鉀溶液：取2支試管，分別裝入等量0.5mol/L的硝酸鉀溶液，1支置于常溫下；另1支置于40℃溫水水浴保溫；②制作臨時裝片：取2片載玻片，1片滴加常溫0.5mol/L的硝酸鉀溶液，另一片滴加40℃0.5mol/L的硝酸鉀溶液，取紫色洋蔥鱗片葉外表皮，制作臨時裝片；③觀察并記錄：觀察溫水和室溫下的裝片，記錄質壁分離和自動復原的時間；④得出實驗結果和結論。

(3)方案3：探究傷害對細胞代謝速率的影響。設計思路：用顯微鏡觀察黑藻在傷害與不傷害下的細胞質流動速率。制作臨時裝片，分成兩組，一組將黑藻葉片用刀片切一刀；另一組不切。若在傷害下細胞質流動速率加快，則說明一定的傷害會加快細胞代謝速率。

實驗操作：①處理黑藻：將1片黑藻葉片用刀片切一刀；另一葉片不切；②制作臨時裝片：取2片載玻片，貼上標簽，分別滴加一滴蒸餾水，取切過的黑藻葉片和正常葉片，制作臨時裝片；③高倍觀察：分別觀察細胞質流動速率；④得出實驗結果和結論。

2 試題分析

2.1 命題意圖 這是一個開放的實驗試題，目的是考查選手正確選擇實驗器材，利用現場材料設計最佳實驗方案，并規范性實施操作演示。著重考查選手語言表達能力、實驗動手探究的能力以及臨場應變能力。期望通過選手的參與與輻射，帶動生物學教師提高實驗教學質量。

2.2 題目特點 這種用于考查教師實驗技能的試題，一般來源于教材，但又高于教材。不同于教材中必做的基礎實驗，因為是原創的試題，須確保試題的公平性。但試題涉及的實驗原理、實驗原則、實驗方法、實驗器材等應是選手十分熟悉的。從近幾屆比賽試題看，顯微鏡是常用的器材，試題圍繞顯微鏡觀察命制。

本實驗的實驗目的是“探究影響細胞代謝速率的因素”，其中“探究影響因素”類同于教材中探究影響光合作用的因素，細胞代謝速率的觀察指標可聯系教材中觀察胞質流動實驗，也可聯想細胞質壁分離和復原實驗，試題的“妙”就在于讓選手既熟悉，又“陌生”。

2.3 預期與實測 學生設計實驗，一般只要求寫出設計方案即可，而教師實驗技能大賽，則要求選手在15min內既要讀題，又要審題;既要設計方案，又要操作演示;既要演示實驗，又要邊做邊說。難度之大，可想而知。

要做好本實驗，需要選手過硬的實驗基本素養和良好的心理素質。實驗的目的是明確的，難度在于實驗題目的擬定；題目正確擬定后，實驗的變量就好確定，難度在于正確選擇器材；器材選對后，難度在于操作細節的規范性；一切都準備好后，難度便在于時間的把控。

3 對生物學教師的啟示

在平時的實驗教學中，多數教師作為教練，以“旁觀者”的身份“指手劃腳”，自己沒有真正動手操作，致使最簡單的“規范”也熟視無睹。只有自己多做實驗，才能了解實驗的重點和難點，真正理解學生設計實驗的思維障礙，解決實驗教學薄弱的“老大難”問題。教師應放下架子和面子，甘當“學生”，不能做不會游泳的“教練”。

這種活動，對于參與的評委老師也受益匪淺。因優秀選手的思路“五花八門”，設計方案各異，有些想法則超出預期，或優于參考設計方案，這對評委也是一種考驗。在評選過程中，既是評委，又是“學生”，是很好的一種微學習。

優秀的實驗技能比賽試題，要有一定的開放度，方能考查選手的實驗素養，提供可供選擇的器材用具，才能考查選手思維的靈活性。生物學實驗技能大賽要扎根于實驗教學，服務實驗教學，推動實驗教學。