許 俊
(江蘇省沙溪高級中學.江蘇 蘇州 215421)
科學探究是生物學核心素養的重要組成部分.提升學生的實驗探究技能.既是生物教學的重要環節.也是應對高考的必要措施。高三一輪的實驗專題復習.不能僅僅是簡單地回顧和記憶課本基礎知識.而是應該著力培育學生的實驗設計和分析解題能力.讓“紙上談兵”的實驗教學真正做到“落地生根”。
根據考試指南中實驗部分的考查內容.結合近5年來的江蘇高考試卷.筆者對各個實驗考點的占分情況進行了統計.并通過相關數據來分析考點頻率的高低.進而指導一輪復習。在分析結果中可以看出.除了“調查常見的人類遺傳病”“調查當地生態環境中的主要問題”“模擬尿糖的檢測”這幾個實驗近幾年沒有考核外.其余考點都有所涉及.尤其是像“檢測生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質”“觀察植物細胞的質壁分離與復原”“微生物的分離和培養”等實驗.更是年年都考.這對高三生物實驗復習中重難點的把握.具有很大的參考價值。
在實驗復習過程中.某些實驗考點其實有著一定程度上的聯系.教師在教學過程中可以嘗試將某些實驗合并到一起進行復習.從而觸類旁通.舉一反三。如復習“探究酵母菌的呼吸方式”時.可與“果酒和果醋的制作”或“探究培養液中酵母菌數量的動態變化”進行合并復習;將“通過模擬實驗探究膜的透性”和“觀察植物細胞的質壁分離和復原”合并復習;將“探究影響酶活性的因素”和“探究酶在洗滌方面的作用”進行合并復習等。這樣的復習方式一方面避免了知識的重復講述.一方面也提升了復習的效率。
分析高考實驗題選項.可以發現試題的設置是以實驗的基本操作為基礎.尤其是實驗中的過程細節和誤差判斷.更是高考的重點.如果不親手進行實驗操作.那么很容易將這些隱藏在實驗中的考點忽略。因此一輪復習還是要回歸實驗操作本身.從做中學。教師可在不改變實驗的基本性質基礎上重新編排和構建.引導學生通過做實驗或者設計實驗.提升實驗探究能力。
下面以“植物細胞的質壁分離和復原現象的實驗探究”來談談本實驗的教學設計。
教師給學生展示實驗桌上的材料.包括紫色洋蔥、未知溶液A、未知溶液B、光學顯微鏡、載玻片、蓋玻片、鑷子、刀片、吸水紙、擦鏡紙、滴管、記號筆等.同時提出這樣一個探究課題:現有未知溶液A和B.請你利用以上實驗材料和用具.嘗試設計實驗探究哪個是蔗糖溶液.哪個是清水。教師讓學生在學案上撰寫實驗的操作步驟.并小組討論得出最佳方案.最后進行實驗得出結論。
設計意圖:設置新穎情境導入新課.激發學生的探究欲望.通過自主設計實驗步驟.小組交流完善答案.歸納總結實驗設計的基本步驟.最后學生動手體驗實驗過程.體現了科學探究的基本理念。
教師將學生分為三大組.分別探究以下問題:洋蔥鱗片葉內表皮細胞是否能夠用來觀察質壁分離現象?若材料換成葫蘆蘚葉片是否能夠用來觀察質壁分離現象?若將外界溶液用等濃度的葡萄糖溶液代替則又會出現什么現象?學生就實驗得到的結果進行展示交流。
設計意圖:改變實驗材料進行分組探究.交流結果并分析現象.從事對實驗的二次開發和利用.既能啟發學生主動探究實驗的熱情.同時也是對高考實驗母題變式的課堂實踐。
(13·江蘇卷·27題改編)下圖為研究滲透作用的實驗裝置.請回答下列問題:

(1)漏斗內溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)為兩種不同濃度的蔗糖溶液.漏斗內外起始液面一致。滲透平衡時的液面差為Δh.此時 S1和 S2濃度大小關系為▲。
(2)圖中半透膜模擬的是成熟植物細胞中的▲.兩者在物質透過功能上的差異是▲。
(3)為進一步探究兩種膜的特性.請你利用桌面上的實驗材料及蒸餾水、0.3g/mL的蔗糖溶液和與其等滲的KNO3溶液來設計實驗流程。
①選兩套滲透裝置.標上代號X和Y。在兩個燒杯里均加入一定量的▲.分別在裝置X和Y的漏斗內加入適量的▲和▲.均調節漏斗內外液面高度一致.滲透平衡時出現液面差的裝置有▲(填代號)。
②選兩片潔凈的載玻片.▲.在載玻片中央分別滴加▲.制作洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片。
③觀察臨時裝片中浸潤在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋蔥鱗片葉外表皮細胞發生的變化.兩者都能出現的現象是▲。
(4)上述實驗中最能體現兩種膜功能差異的實驗現象是▲。
設計意圖:通過改編高考題.將“通過模擬實驗探究膜的透性”與“觀察植物細胞的質壁分離和復原”兩個實驗有機結合.通過設計實驗和預測結果去比較分析半透膜與選擇透過性膜的關系.從而啟發學生的思維.深入理解實驗的原理和內涵。
對于不適合在有限課堂時間內完成的探究實驗.則可以研究高考題型并與實驗考點相結合.由淺入深、逐步引導.借助一些典型模型去構建解題的基本思路。如“細胞呼吸與光合作用的實驗探究”一課.教師引導學生回顧酵母菌的呼吸方式和代謝特點.以及鑒定二氧化碳和酒精的基本原理.同時嘗試解釋探究有氧呼吸和無氧呼吸的實驗裝置及其設計特點.并預測實驗現象和結論。然后教師提出以下幾個與預期不同的實驗現象.并啟發學生思考:若澄清石灰水渾濁程度差別不大.請分析異常原因;若檢測A瓶液體也出現了淺灰綠色.請分析異常原因;若用30%的葡萄糖溶液培養酵母菌.請預測實驗結果。通過問題設置引導學生對實驗異常情況進行分析.同時也啟發學生大膽假設.進一步探究改進實驗裝置的方法。(裝置如圖1所示)在經過學生的充分討論后.教師提出更深層次的要求:能否將兩個裝置合并.只用一套裝置探究有氧呼吸和無氧呼吸?(裝置如圖2所示)該套裝置是否可以用來進行果酒和果醋的制作?若取樣檢測的酒精含量低.分析異常原因。

對于實驗的復習最終還是要將一些考試技能應用到具體試題中去.而對于一些基本的實驗原理和操作步驟還是需要學生理解和記憶的.但如果僅靠教師的講述或許達不到預期的效果.那么教師可以將所有實驗分為幾大類.如“調查與探究類實驗”“物質鑒定和提取類實驗”“顯微觀察類實驗”等.讓學生自己將考綱要求的實驗進行同類整理和歸納.這樣既可以充分調動學生的積極性.也是學生自身對知識的重構和內化過程。