優化生物實驗設計 展現探究教學魅力

耿麗霞

摘 要 結合生物課程標準對教材中的一些實驗進行進一步優化設計，注重學生的學習體驗，展現探究教學的魅力。

關鍵詞 實驗設計 課程標準 探究教學

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

《義務教育生物學課程標準（2011年版）》（以下簡稱“新課標”）明確指出，生物學課程不僅要讓學生獲得基礎的生物學知識，還期待學生主動地參與學習過程，養成理性思維的習慣，并高度重視對學生探究能力的評價。生物學是一門以實驗為基礎的科學，初中生物包含了近50個不同類型的實驗。但對于一些不易操作或不夠具體的實驗設計，不少教師按部就班進行實驗，導致實驗效果不佳，或一些教師為了“擠時間”而變做實驗為看錄像，“練習”的效果或許不差，卻達不到培養學生探究能力的目標。因此，根據新課標的要求，筆者結合實驗實際操作的可行性和合理性原則，對教材中的一些實驗進行了優化設計，讓每一位學生都能真正獲得學習體驗。實踐表明，學生學習積極性高，教學效果顯著。

1 改進實驗裝置，關注學生體驗

瑞士教育心理學家皮亞杰曾說過：“知識來源于動作”。我國著名教育家陶行知先生也早在1927年便提出“行是知之始，知是行之成”的著名理論。這些都說明動手實踐和探究實踐的重要性。同時，新課標大大增加了實驗教學的份量，在實驗操作過程中倡導學生主動參與、樂于探究、勤于動手，突出了對學生探究能力的培養。筆者通過改進實驗裝置并實施，關注學生的學習體驗，提高了學生的科學素養。

案例1：以蘇教版七年級上冊第六章第四節中“植物呼吸作用產生二氧化碳”的實驗為例。教材中選用分別裝有新鮮和燙熟蔬菜的黑色塑料袋，驗證植物的呼吸作用產生了二氧化碳。該實驗中，新鮮植物經過一個晝夜的呼吸作用產生的氣體量并不多，在塑料袋中不易將其完全擠壓出來，經常使通入澄清石灰水中的氣體量不足，而導致實驗失敗。

針對以上問題，教師進行了實驗裝置的改進，如圖1所示。用礦泉水瓶代替黑色塑料袋，瓶中氣體受到擠壓易排出，且排出量較大。改進后的實驗裝置十分便于操作，即使一名學生也能獨立完成實驗。另外，礦泉水瓶易得，攜帶方便，學生也可帶回家進一步驗證。經過這樣的改進后，每一位學生都真正獲得了學習體驗，提高了學習興趣，進而加深了對生物學知識的理解。

2 提高實驗材料可控性，化難為易

“培養學生具有一定的探索精神”是新課標倡導的基本目標之一。而初中生物實驗范圍較廣，涉及到生物界的各個方面，在實驗過程中實驗材料的可控性將直接影響實驗的效果和對學生探索精神的培養。教師通過提高實驗材料的可控性來降低實驗操作的難度，大大激發了學生的探究興趣。

案例2：以蘇教版七年級上冊第二章第二節中“蚯蚓在什么樣的物體表面爬得快”的實驗為例。教材中對探究假設蚯蚓在玻璃板（硬紙板）的物體表面爬得快只提供了簡單的實驗指導，而在實際的操作中往往會遇到許多難題：如蚯蚓在物體上不爬怎么辦？爬得不是直線怎么辦？怎么測量爬的直線距離呢？這些問題在實際的操作中均會出現，教師卻難以控制。筆者對這個實驗做了以下改進，效果良好。

首先，實驗前將蚯蚓浸泡在水中30 s，制造缺氧環境。這樣蚯蚓在脫離水后，便會產生應激反應而不斷爬行，可解決蚯蚓不爬的問題。然后緊貼蚯蚓放置一把直尺，并記下蚯蚓爬行時的起點和終點刻度，以獲得在特定時間段內的爬行距離，進而得知蚯蚓的爬行速度。這樣便解決了蚯蚓爬的不是直線和如何測量爬的直線距離的問題，降低了實際操作的難度，化難為易，大大提高了學生的探究興趣。

3 改進實驗方法，聯系現實生活

在初中生物實驗中，有些實驗材料不易制成臨時切片標本，只好以觀察永久切片代替，這讓實驗缺乏了趣味性，也不能培養學生的創新能力。“注重與現實生活相聯系”是新課標的基本理念之一。故筆者嘗試改進實驗方法，轉變思想聯系現實生活，化靜為動，提高了教學的高效性。

案例3：以蘇教版七年級下冊第九章第二節中“觀察小腸結構”的實驗為例。教材中選用在顯微鏡下觀察狗小腸壁橫切片標本，說明小腸結構易于吸收的特點，這樣的設計較為科學卻缺乏趣味性。

教師用日常生活中的毛巾，制作簡易小腸皺襞模型，讓學生直觀、形象地觀察到小腸皺襞結構。然后把毛巾展開，可讓學生直觀體會到小腸皺襞和絨毛大大增加了小腸內的吸收面積的特點，進而形成結構與功能相統一的觀點（圖2）。同時，為了讓學生更加清晰地了解小腸絨毛的內部結構，教師選用不同顏色的超輕黏土，分別作成圖3中的形狀，褐色代表小腸絨毛壁、黃色代表毛細淋巴管、藍色代表小靜脈、紅色代表小動脈組裝成小腸絨毛結構模型。學生可以形象地看到小腸絨毛中豐富的毛細血管和毛細淋巴管，進而理解小腸絨毛有利于營養物質吸收的結構特點。改進后的實驗不僅讓學生“動起來”，培養了學生的創新能力，也讓學生體會到“知識源于生活”。該實驗可選擇在學習完知識點后讓學生操作，教師也可邊講解邊讓學生操作，加深印象。

此外，在蘇教版七年級下冊第八章第三節“骨的特性與骨的成分之間的關系”的探究實驗中，教材中用“骨的煅燒”和“骨的脫鈣”兩個實驗以說明骨的成分包含無機物和有機物。骨在煅燒后剩余的成分是否是無機物呢？骨在脫鈣后剩余的成分是否是有機物呢？教材中沒有進一步的驗證，卻給學生帶來了困惑。根據骨中的無機物可溶解于鹽酸，有機物可燃燒的特點，教師增加了“煅燒后骨的脫鈣”和“脫鈣后骨的煅燒”兩個實驗，對骨的成分進行了進一步的驗證，很好地解決了學生的困惑，加深了學生對該知識點的理解。

初中生物中的實驗操作頗多，教師不能按部就班地去完成一個個實驗，應充分開發學生自身潛力，使學生智慧思考，創造性地利用實驗器材和身邊的資源，使實驗設計更加合理化、人性化，使教學更具啟發性和說服力。教師要優化實驗設計，展現探究教學的魅力，讓學習更輕松、更有趣。