可以利用DIY實(shí)驗(yàn)輔助生物學(xué)概念教學(xué)的實(shí)踐探索

摘 要：概念教學(xué)是生物學(xué)知識(shí)教學(xué)中的重要內(nèi)容，是落實(shí)生物學(xué)課程內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵。教師需要通過一些必要的生物學(xué)事實(shí)來幫助學(xué)生形成概念，而事實(shí)性知識(shí)主要依靠實(shí)驗(yàn)手段獲得。本文通過利用DIY實(shí)驗(yàn)輔助生物學(xué)概念教學(xué)的嘗試，以改變當(dāng)前高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的諸多問題。

關(guān)鍵詞：DIY實(shí)驗(yàn) 生物學(xué)概念 概念教學(xué) 核心概念

生物學(xué)科知識(shí)本身是一個(gè)相互關(guān)聯(lián)、相互作用的整體，有如生命系統(tǒng)基于一系列的動(dòng)態(tài)過程完成生命的存活與延續(xù)一樣。過于靜態(tài)和孤立的概念教學(xué)會(huì)不能使學(xué)生深入地理解生物學(xué)概念，不能完好的在理解的基礎(chǔ)上搭建起生物學(xué)知識(shí)框架，也難以在現(xiàn)實(shí)生活的情境中進(jìn)行所學(xué)知識(shí)的遷移和應(yīng)用。顯然，這不符合我國現(xiàn)行課程標(biāo)準(zhǔn)明確提出“倡導(dǎo)學(xué)生在解決實(shí)際問題的過程中深入理解生物學(xué)的核心概念”的要求[1]。

泰米爾Tamir（1989）曾經(jīng)提出：科學(xué)課程最獨(dú)特之處在于實(shí)驗(yàn)課程。美國著名教育家杜威（（ J.Dewev ） 1992提出“做中學(xué)learning by doing"的學(xué)習(xí)理念。教育家陶行知在《教育的新生》中寫到“行動(dòng)是老子，知識(shí)是兒子，創(chuàng)造是孫子。有行動(dòng)之勇敢，才有真知的收獲。”他強(qiáng)調(diào)要通過行動(dòng)實(shí)現(xiàn)知行合一[2]。

但當(dāng)前高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在很多問題，如實(shí)驗(yàn)內(nèi)容增加、教學(xué)課時(shí)不足；實(shí)驗(yàn)教師專業(yè)化程度低；實(shí)驗(yàn)條件缺乏、實(shí)驗(yàn)教學(xué)難以開展；如何才能在有限的教學(xué)課時(shí)內(nèi)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力，真正提高教學(xué)質(zhì)量？筆者受日益流行的“DIY”的啟發(fā)，結(jié)合自身的教學(xué)工作，有了利用DIY實(shí)驗(yàn)輔助生物學(xué)概念教學(xué)的想法和嘗試。

什么是DIY ？ Do It Yourself ！這不是一句簡單的英文，他代表的是一種精神。什么精神？開動(dòng)大腦，用你的雙手去創(chuàng)造，自己去做，自己體驗(yàn)，挑戰(zhàn)自我，享受其中的快樂，這就是DIY的最高境界。簡而言之，就是“親歷親為”。DIY實(shí)驗(yàn)就是依據(jù)教材內(nèi)容、教材實(shí)驗(yàn)及科學(xué)史，以取材方便、制作容易、思路簡潔明了、時(shí)間短、操作簡單、容易成功為原則，人人都會(huì)做，人人都可以做的課堂實(shí)驗(yàn)[2]。

下面就以性狀分離比的概念為例，談?wù)勆镎n堂中融入DIY實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)的一些嘗試。性狀分離比DIY實(shí)驗(yàn)（案例）：

[嘗試1]

材料用具：粉筆盒2個(gè)，分別在其正面標(biāo)上甲、乙二字；顏色、形狀和質(zhì)地一樣的的紙片40張；紅色和黑色簽字筆各一支。

實(shí)驗(yàn)方法與步驟：將40張紙片分為兩組，每組紙片中各有10張用紅筆寫上字母D，另外10張用黑筆寫上字母d，并將所有紙片對(duì)折好，使其不能看見所寫的字母。取甲、乙兩個(gè)粉筆盒，每個(gè)粉筆盒內(nèi)分別放入寫有字母D和d的兩組紙片。甲粉筆盒上標(biāo)記雌配子，乙粉筆盒上標(biāo)記雄配子，甲粉筆盒中的D紙片與d紙片，就分別代表含基因D和含基因d的雌配子；乙粉筆盒中的D紙片與d紙片，就分別代表含基因D和含基因d的雄配子。

（1）混合紙片：分別搖動(dòng)甲、乙粉筆盒，使粉筆盒內(nèi)紙片充分混合。

（2）隨機(jī)取紙：分別從兩個(gè)粉筆盒內(nèi)隨機(jī)抓取一張紙片，組合在一起，這表示雌配子與雄配子隨機(jī)結(jié)合成合子的過程。記錄下這兩張紙片的字母組合。

（3）重復(fù)實(shí)驗(yàn)：將抓取的紙片放回原來的粉筆盒，搖動(dòng)粉筆盒中的彩紙，使紙片充分混合后，再按上述方法重復(fù)做50～100次（重復(fù)次數(shù)越多，模擬效果越好）。記錄時(shí)，可將三種基因型寫好，列出表格，以后每抓一次，在不同基因型后以“正”字形式記錄（如下表）。

將班上的學(xué)生每三人分為一組，其中第一人控制甲粉筆盒，第二人控制乙粉筆盒，第三人負(fù)責(zé)記錄，完成上述實(shí)驗(yàn)。

在本次改進(jìn)中，實(shí)驗(yàn)材料很容易獲得，學(xué)生的參與積極性很高。在實(shí)際教學(xué)過程中，基本所有學(xué)生都能按照老師的要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和實(shí)驗(yàn)操作。但在實(shí)驗(yàn)具體操作過程中卻出現(xiàn)了如下問題：

1.普遍出現(xiàn)紙片混合不均勻的情況。由于紙片的重量太輕，所以在搖動(dòng)粉筆盒的過程中很難混勻紙片。同時(shí)由于粉筆盒的空間太小，紙片的滾動(dòng)性不強(qiáng)等因素都妨礙了紙片的充分混勻，使得實(shí)驗(yàn)的誤差很大。

2.由于紙片容易出現(xiàn)重疊的現(xiàn)象，所有當(dāng)不少同學(xué)抽出多張紙片后，在選擇其中一張時(shí)往往容易受到主觀意識(shí)的影響，從而影響了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的客觀性。

[嘗試2]

材料用具：易拉罐2個(gè)，分別在易拉罐表面標(biāo)上甲、乙二字；紅豆和黃豆（或家用跳棋的黑色和白色玻璃珠，下同）各20粒。

實(shí)驗(yàn)方法與步驟：取甲、乙兩個(gè)易拉罐，每個(gè)易拉罐內(nèi)放有紅豆和黃豆各10粒，并將紅豆和黃豆分別標(biāo)上字母D和d。甲易拉罐上標(biāo)記雌配子，乙易拉罐上標(biāo)記雄配子，甲易拉罐中的D紅豆與d黃豆，就分別代表含基因D和含基因d的雌配子；乙易拉罐中的D紅豆與d黃豆，就分別代表含基因D和含基因d的雄配子。

其他步驟與嘗試1相同。

在本次改進(jìn)中，實(shí)驗(yàn)材料同樣很容易獲得，并且克服了嘗試1中的所有不足之處。在實(shí)際教學(xué)過程中，所取得的教學(xué)效果明顯比嘗試1的好。但在實(shí)驗(yàn)具體操作過程中也出現(xiàn)了一個(gè)小問題：不同種類的豆子在大小上會(huì)有比較明顯的差別，很難做到大小統(tǒng)一，所以學(xué)生在抓取豆子時(shí)仍然容易受到主觀意識(shí)的影響，增加實(shí)驗(yàn)的誤差。同時(shí)在豆子上很難做標(biāo)記，所以需要在實(shí)驗(yàn)操作前先和學(xué)生約定好分別用什么顏色的豆子代表D基因和d基因，相比較而言，雖然在玻璃珠上同樣很難做標(biāo)記，但大小比較一致，只需要在實(shí)驗(yàn)操作前先和學(xué)生約定好分別用什么顏色的玻璃珠代表D基因和d基因即可。

[嘗試3]

材料用具：易拉罐2個(gè)，分別在易拉罐表面標(biāo)上甲、乙二字；家用跳棋的黑色和白色玻璃珠各30粒。

實(shí)驗(yàn)方法與步驟：取甲、乙兩個(gè)易拉罐，甲易拉罐內(nèi)放有黑色玻璃珠和白色玻璃珠各20粒，乙易拉罐內(nèi)放有黑色玻璃珠和白色玻璃珠各10粒，并將黑色玻璃珠和白色玻璃珠分別標(biāo)上字母D和d。甲易拉罐上標(biāo)記雄配子，乙易拉罐上標(biāo)記雌配子，甲易拉罐中的D黑色玻璃珠與d白色玻璃珠，就分別代表含基因D和含基因d的雄配子；乙易拉罐中的D黑色玻璃珠與d白色玻璃珠，就分別代表含基因D和含基因d的雌配子。

其他步驟與嘗試1相同。

在本次改進(jìn)中，實(shí)驗(yàn)設(shè)置了雄配子數(shù)量多于雌配子數(shù)量的情況，通過實(shí)驗(yàn)操作以后學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)其分離比不變，從而讓學(xué)生明白分離比與雌雄配子種類的比例有關(guān)，而與雌雄配子數(shù)量無關(guān)。在本次改進(jìn)中還可以嘗試雌配子數(shù)量多于雄配子數(shù)量的情況。

除本案例外，制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型和建立減數(shù)分裂中染色體變化的模型等內(nèi)容也是很好的DIY實(shí)驗(yàn)題材。

[例]建立減數(shù)分裂中染色體變化的模型DIY實(shí)驗(yàn)

1.活動(dòng)準(zhǔn)備：

（1）用彩色紙片做出4條藍(lán)色和4條紅色的染色單體，其中2條藍(lán)色的染色單體長3-4cm ， 2條長6-8cm；2條紅色的染色單體長3-4cm ， 2條長6-8cm，其中紅色表示來自母方，藍(lán)色表示來自父方。

（2）把顏色、長度相同的兩條染色單體成對(duì)并排放置。用同種顏色的吸扣代表著絲點(diǎn)，在兩條染色單體中部將其粘起來，代表減數(shù)分裂開始時(shí)已完成復(fù)制的染色體。

（3）磁力小黑板1個(gè)，在左側(cè)畫一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞的輪廓、中心體和紡錘體；在右側(cè)畫2個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞的輪廓，中心體和紡錘體。

2.活動(dòng)任務(wù)：

模擬減數(shù)分裂時(shí)染色體數(shù)目及主要行為的動(dòng)態(tài)變化；邊操作邊完成染色體/DNA數(shù)量變化表和曲線圖。

總之，為了面向全體學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，從而使其主動(dòng)構(gòu)建核心概念，教師必須做好生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。生物課堂中融入DIY實(shí)驗(yàn)輔助概念教學(xué)，做到“教學(xué)做”合一，這不僅可以解決實(shí)驗(yàn)室建設(shè)上的不足，而且制作DIY實(shí)驗(yàn)中的材料也是對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ囊粋€(gè)重要補(bǔ)充。更重要的是優(yōu)化了教學(xué)資源和教學(xué)環(huán)境，使自主、合作、探究的教學(xué)模式逐漸完善，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐操作能力和科學(xué)探究能力，積累了做的經(jīng)驗(yàn)，有利于生物學(xué)概念的建構(gòu)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉恩山，張穎之.課堂教學(xué)中的生物學(xué)概念及其表述方式.生物學(xué)通報(bào).（45）7：40—42.2010

[2]陳衛(wèi)良.生物課堂中融入DIY實(shí)驗(yàn)輔助概念教學(xué)的嘗試.當(dāng)代教育實(shí)踐與教學(xué)研究（電子刊）.2015.6

[3]王洪祥.新課標(biāo)下高中生物課堂教學(xué)中存在的問題及對(duì)策淺析.現(xiàn)代閱讀：教育版.（05）.2010

作者簡介

馮敏，女，漢族，1986.01，四川廣安人，廈門集美灌口中學(xué)中學(xué)一級(jí)教師職稱，大學(xué)本科學(xué)歷。