基于深度教學研究的高中生物實驗改進策略

黃增財 鄭曉花

摘要：根據深度教學特點，結合實驗教學實際，從實驗準備、實驗方案、實驗內容、實驗方法、實驗材料和對實驗有效整合等方面對高中生物實驗進行部分改進，旨在提升實驗能力和生物學科素養。

關鍵詞：深度教學 ?高中生物 ?實驗 ?改進策略

高中生物教材中的實驗都是專家們經過多次考量而精心設計的。高中生物實驗從方案、內容、設計、材料和方法等方面都是從統一性和普遍性的角度出發，對于各地差異和地方特色，無法做到完全兼顧。而課標也提到實驗設計應當多樣化，鼓勵師生在采用規范的實驗儀器設備設計實驗的同時，也可以設計低成本、低消耗、低（無）污染的教學實驗。通過實驗改進也能夠培養學生的科學探究能力，以及敢于質疑、敢于創新的精神。

近些年，深度教學為廣大一線教育工作者所提倡和實施。深度教學的基本理念就是追求教學的發展性，這也是課堂教學改革的根本。深度教學追求實現知識的內在發展價值的同時，極其強調反思性學習、批判性思維。筆者以本區域高中生物實驗教學的內容為出發點，對部分高中生物實驗進行有效的嘗試、改進和總結。

一、改進實驗準備

實驗準備階段，是很多教師容易忽略的，因為教師認為已經交代學生要做哪些實驗，用到的實驗材料和實驗儀器在教材里已經明確體現，學生們要做的就是及時去預習，熟記實驗內容要點。其實不然，對教師來說，教材內的實驗當然是熟知的，直觀的;可對學生來說，教材里未學習過的實驗往往是一大段費解的文字。基于這種學習困難，教師在開展實驗前，可以通過課堂進行相應的教師示范和教師輔導進行有效的學習幫助。針對一些微觀、抽象且不易操作的實驗，教師還可通過制作微課視頻，用相應的圖片和影像對學生的困惑進行有效的釋疑、解答。例如在《培養液中酵母菌種群數量的變化》的實驗課程進行授課前，制作了微課視頻《血球計數板的使用》，利用微課短小精悍、信息量大、化微觀抽象為直觀形象的特點，布置學生在課前觀看并及時解答微課布置的幾個小問題。在后續的該部分實驗內容授課中，學生們根據課前觀看的微課介紹，就能有效地實現教學目標，完成教學內容。

二、改進實驗內容

在必修二第一章性狀分離比的模擬實驗中，教材中的實驗用甲、乙兩個小桶分別代表雌、雄生殖器官;兩種不同顏色的彩球各20個，一種彩球標記D，另一種彩球標記d……這部分內容容易造成學生理解上的偏差：學生會誤解為雌雄配子的數量比為1∶1。因此建議進行如下的修改：準備不同形狀或兩種顏色的兩個小桶，代表雌性卵巢的小桶內仍然放有小球20粒（兩種顏色小球各10粒），代表雄性精巢的小桶內放有小球100粒（兩種顏色小球各50粒）。這樣的改進，有利于學生獲得準確的感性認識;有利于培養學生嚴謹的科學思維和強化學生的知識體系，直指分離定律的問題實質;有利于學生思考和分析實驗，突出重點，突破難點。

三、改進實驗方法

高中生物實驗中，有些實驗方法按照教材要求進行，操作難度大，操作時間長，而且觀察到的實驗現象不理想。以下是三個改進實驗方法的實例：

（1）在使用洋蔥鱗莖外表皮觀察植物細胞的滲透吸水與失水實驗中，在撕取洋蔥鱗莖外表皮時，教材建議用刀片在洋蔥鱗莖上劃一個“井”字，然后再用鑷子夾住切口旁的外表皮，進行輕輕的撕取。其實這個操作并不容易，因為洋蔥外表皮在撕取過程中容易卷曲斷裂，并且使用刀片無形中增加了一定的安全隱患。可用兩手捏著以其彎曲的反方向輕輕折斷，折斷處會有“藕斷絲連”的感覺，這個“絲”就是大片的外表皮。同理，在觀察“線粒體在細胞中的分布”實驗中，如需獲取內表皮，也可以采用如此“掰斷”的方法，只不過要順著鱗片彎曲方向進行輕輕折斷。

（2）在生物教材中涉及的另一個用刀片的實驗就是“檢測生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質”，教材建議用雙面刀片對浸泡過的花生子葉進行徒手切片，而且要求越薄越好。筆者發現學生們對此操作完成不好，大量課堂時間被用來切片，慌亂不說，還忽略了對實驗現象的觀察和對實驗結果的分析。而對浸泡過的花生子葉統一進行磨碎勻漿處理，在載玻片上進行涂抹，制成勻漿涂片，既能節約大量實驗時間，提高效率，又能取得良好的觀察效果。

（3）“綠葉中色素的提取和分離”實驗，根據教材要求，通過毛細吸管吸取少量色素濾液，然后根據“水平畫法”在描有鉛筆細線的位置畫上色素濾液，要求畫得直、細、深，等到濾液細線干了以后，再重復幾次。但毛細吸管較粗，畫出的線粗細不均，而得到不整齊的色素條，影響后續的效果。筆者進行如下改進：在綠葉經過研磨后，取出待用的濾紙條，在要畫上色素帶的位置進行對折，用研磨棒蘸取不經過過濾的色素溶液，在折痕位置輕輕地直線涂幾次，所得的色素條較為整齊，而且還省去了過濾的環節，實驗效果明顯。

四、改進實驗材料

在“使用高倍鏡觀察葉綠體”的實驗中，教材建議的觀察材料是黑藻。有些地區獲取黑藻很難，獲取苔蘚反而容易。而且苔蘚的葉片更薄，一般只有一層細胞，觀察效果良好。 “DNA的粗提取與鑒定”實驗中，使用的材料是雞血，雞血作為實驗材料有著紅細胞容易破裂的優點，但是雞血很難定時定量供應。如果改用魚的精巢，也就是俗稱的“魚白”作為實驗材料，那么實驗現象將因為精巢內含有非常豐富的DNA而更加明顯。“綠葉中色素的提取”實驗，需要添加 CaCO3 保護色素。CaCO3 不僅不容易獲取，而且不溶于水，造成色素提取液中CaCO3 白色粉末存在，一定程度上影響實驗效果。同為弱堿性物質的Na2CO3 不但易溶于水，而且同樣能保護葉綠素，會使實驗現象更加明顯，在市面上的堿面（Na 2CO 3）也很多。“細胞大小與物質運輸的關系”實驗中，用到的 NaOH是強堿，具有強烈腐蝕作用，產生的廢液會對環境造成污染。使用紅墨水代替 NaOH和酚酞的實驗效果不僅良好，而且安全并能有效阻止污染產生。通過多種材料反復實驗，學生熟練了實驗操作的基本技能后，對課本實驗材料的再次探索，可激活求異思維觀，培養創新精神。

五、對各個實驗進行有效整合

在高中生物實驗操作中，因為課堂時間有限，所以對各個實驗從時間上的整合很有必要。“對于植物組織中的還原糖鑒定”實驗，教師可以先期用榨汁機制作好大量的蘋果或梨的勻漿。對于水浴加熱環節，可以先期燒好開水，冷卻至50～65攝氏度，并放置在相應的保溫容器中保溫，再將學生們滴加了斐林試劑的待測樣液進行水浴加熱即可。

事物都是不斷發展變化的，作為基礎自然科學的中學生物學亦是如此。教師必須克服守舊和囿于定論的思想，從尊重學科特點和學生長遠利益出發，勤于思考、總結與反思，對原有實驗進行行之有效的改進，既達成了在深度教學的目標要求，又讓學生通過實驗操作，掌握用發展的眼光看待問題的能力，為今后自身發展奠定堅實的基礎。

參考文獻：

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