創新生物實驗對學生能力的提高

陳堂華

【摘 要】生物實驗創新，提高學生的生物素養，同時培養學生觀察能力，對出現的新現象進行剖析，從而在學習過程中提高能力。本文以事例論據且作對比去論證了創新生物實驗對學生能力的提高。

【關鍵詞】生物實驗；創新；能力；提高

【中圖分類號】G633.91 【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2019）08-0160-01

生物課程標準中對能力目標的要求分為三個不同層次，實驗操作能力，科學探究能力，獲取信息能力。實驗操作技能中，中學階段的生物課程應該使學生掌握生物學基本操作方法和生物學的一些實驗方法。實驗對提高學生生物素養有畫龍點睛的作用。

本人2015任教高一時，以30名自愿學生作為對象，進行實驗創新。引導學生掌握教材知識，進行實驗創新和提高實際能力。30人分成了三個小組，第一組基礎相對薄弱，第二組基礎較好，第三組基礎較全面。

高中一年級生物實驗中首先出現的實驗是檢測生物組織中糖類、脂肪和蛋白質。動手實驗激發了學生的求知欲。安排一節課時，同時要完成糖類、脂肪、蛋白質、淀粉四個材料的顏色反應，根據教學經驗，要在這短短的40分鐘內完成相關學習任務，時間不足，為了鍛煉學生能力，允許學生創新。讓他們自己想方法改進實驗，要求既要看到實驗現象又能按時完成實驗內容。為這30名學生提供了一些書籍，也允許學生使用網絡查閱資料。實驗前一天，不同的實驗對象提出不同的方案，第一組學生要求按書本做，不用改變；第二組學生認為該實驗條件沒有苛刻到一定要在50℃至65℃，可以直接用酒精燈加熱；第三組學生提出實驗前煮好開水，然后實驗時倒出開水到燒杯在溫度計監測下，先晾一下，溫度下降到50℃到65℃再將還原糖與斐林試劑混合液放入燒杯中。經過再三考慮學生實驗安全，也與化學老師討論了經過。允許這三組學生都按自己的想法去實驗。

教材還原糖鑒定實驗步驟如下：（1）取A、B編號的2支試管，分別注入2ml組織樣液和2ml蒸餾水。（2）向2支試管內分別加入5—6滴斐林試劑。振蕩試管，使溶液混合均勻，此時溶液呈藍色。（3）將2支試管放進盛有50℃-65℃的溫水的大燒杯中，加熱2min左右。對比2支試管中溶液的顏色變化。

第一組學生，擔心實驗會出錯，認為不必修改實驗步驟，完全按書本進行模仿實驗。經過學生的認真實驗，能得到教材中的實驗現象，得出了教材結論：滴斐林試劑與還原糖在一定條件下出現磚紅色沉淀。但這過程已用了大半節課時間，不能對實驗的溫度變化、顏色變化、試劑種類及試劑加入步驟等做足夠的探索，更重要是學生能力得不到鍛煉。

第二組學生，加熱改為將2支試管直接在酒精燈上加熱2分鐘。對比2支試管中溶液的顏色變化，卻得到與教材中不一樣的實驗現象出現黑色沉淀。這一小組，實驗前也認真學習書本，甚至跨學科進行了探討，實驗前認為溫度不需要很嚴格。卻在實驗過程中失敗了。課后學生做了實驗反思，當溫度到達50℃至65℃后，難以保持，顏色變化過程中有磚紅色出現，但很快變成黑色氧化銅。在實驗中來不及觀察和分析。小組重新查資料與教師再修正，可以用第二組方法縮短時間操作方便，也可以實驗前改用實驗室小型恒溫箱預熱到65℃。學生重做實驗后，一樣得到了教材的結論。從中讓知識和能力進一步提升。

第三組學生，對實驗中溫度控制改為實驗前用電水壺煮好開水用水壺保溫。在大燒杯先放入一支溫度計，然后倒入開水，倒入過程要注意安全和速度。當溫度計顯示溫度到達65℃時，將2支試管放進燒杯浸浴在開水中，二分鐘后。觀察試管中溶液的顏色變化。實驗現象與教材結論一致。但不使用酒精燈用時縮短了，為接著的實驗節省了時間。更重要的是，適當的創新讓實驗取得成功，讓學生體會到巨大的成功感。過程中經過自己查資料，與同學論證，與化學老師跨學科的討論，更能掌握這一實驗的本質。

這次實驗創新，學生動手能力得到了很大的鍛煉。自己建立創新點，對實驗溫度的要求提出質疑，對實驗中加入的化學試劑的特性，出現的化學變化都經歷了一次學習吸收然后輸出的過程。不但在生物學科出現考點如溫度、顏色變化等得到加強，甚至跨學科到化學物理也得到不同程度的回顧。也讓學生對生物產生了濃厚學習興趣。

經過從高一到高三的創新訓練，學生各方面能力得到提高。主要表現在以下幾方面。

一、在應試能力上得到很大的提高

跟蹤了學生三年的期中和期末考試實驗題得分率，將參與創新的學生定為實驗組，不參與的定為對照組。得出下表。

從表中數據顯示，實驗組學生每次得分率都在80%以上。可見應試能力得到了比較大的提高。

二、學習過程中實際操作能力得到提高

學生實驗操作是學生教學的主要內容，是實驗課的重中之重，實驗課堂40分鐘里學生動手時間應該要占四分三以上，教師可用少量時間做總結，以確保教學目標實現。但往往在實驗課實操過程中，一部分學生沒有動手能力，班級分成實驗小組只能看別人實驗。而參加了創新實驗組的同學實際自己動手能力得到提高。

三、探究能力得到提高

生物課程中的科學探究是學生積極主動地獲取生物科學知識，領悟科學研究方法而進行的各種活動，科學探究通常包括提出問題，做出假設制定計劃得出結論和表達交流。教材改版后從必修一到必修三都新增了很多實驗探究，創新實驗組的學生主動學習，學生自己得出教材中的結論，而不是把被動的模仿，只接受灌輸。能力從而得到較大提高。

創新實驗，讓學生自己動手，促進學生立足于實驗，提高生物素養。讓學生明白，依據實驗證據得出實驗結論。

參考文獻

[1]劉恩山.中學生物學教學論.北京.高等教育出版，2003.8.

[2]課程教材研究所生物課程教材研究開發中心.普通高中課程標準實驗教科書.生物1必修分子與細胞北京：人民教育出版社，2007年2月第2版.