生物教科书实验资源的挖掘

张铁民

生物学是一门以实验为基础的自然科学。常做实验，不仅能让中学生的动手能力得到锻炼，更能培养他们科学的思维方式，进而领悟科学的态度和精神。新课标的要求之一便是，要培养学生自主探究学习的能力。为此，笔者的一个重要做法就是，努力挖掘利用生物教科书中的实验资源，逐步引导学生在思维或实验方面探究的科学化。

1开发指导性的探究

对于教科书中的实验，若只是进行按方取药式的操作，则很不利于学生自主探究能力的提升。如果在学生深入理解课本实验的基础上，教师进行一定程度的指导性探究，则不但能突出学生的主体地位，也可提高他们的参与意识，同时强化他们的实验思维。

例如，在学生做完“生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定”实验后，教师可让不同的学习组选做不同的探究实验：(1)可溶性还原糖鉴定实验中，选用不同的实验材料，如大米、青菜叶、苹果、橘子，最后的结果是怎样的；(2)淀粉、蔗糖、麦芽糖、葡萄糖、果糖的还原性强弱的比较研究；(3)水浴加热的时间长短、温度高低对还原糖鉴定实验的影响；(4)蛋白质的鉴定实验中，如果改变双缩脲试剂A、B的量的多少、加入顺序，探究实验结果；(5)利用味精(主要成分是谷氨酸)、催产素(多肽)、鸡蛋清作为实验材料，探究双缩脲反应的原理；(6)植物脂肪和动物脂肪的颜色反应，是否会随状态、温度的不同而不同；(7)探究高等动物血液中有无可溶性还原糖。

虽然实验的原理与教科书实验相同，实验的操作也与其相似，但是对学生而言，这些自主探究的实验，还是有一点难度的。实验的选题、方案、分析、结论都不是现成的，小组成员必须积极思考、积极动手、合作交流。

另外，根据课本中的生物学经典实验，教师也可从中挖掘出一些指导性的探究课题，作为实验小组的课外活动内容。比如，“光合作用的发现和原理”一节中，教师可列出下列探究课题：(1)碘蒸气有毒，不太适合中学生进行操作，应如何改进?(2)如何证明光合作用需要水?(3)如何证明光合作用需要C0₂(4)实验的曝光时间尽量延长些，对照组和实验组的变化又将怎样?

2科学对待失败的探究

生物实验由于受到多种因素的影响，尤其对于自主开放式的探究，最后很有可能失败。对于失败的实验，教师应该及时引导学生进行分析：一方面，找出和排除影响因素；另一方面，总结经验教训的同时，可能还有新的发现，这在科学史上也不乏其例。

例如，某实验小组选做了“探究菠菜叶中是否含有大量的还原糖”，失败后，经过小组讨论，认为是叶中的色素掩盖了颜色反应。在教师的指导下，实验进行了如下改进：先将菠菜叶放入装有酒精的烧杯中，水浴加热，待叶片变为黄白色后再做还原糖的鉴定。但是，最后仍然没有出现砖红色。

这时，教师加入了实验小组的讨论分析，得出两种可能：一是酒精对实验产生了干扰；二是葡萄糖被消耗完或已转化为淀粉。于是，实验再次继续进行。实验前，让菠菜进行4 h的光合作用，并且设计了2个实验。

实验1：向试管内注入2mL葡萄糖溶液、2mL酒精、2mL斐林试剂，振荡后，水浴加热2min左右，观察试管内颜色的变化。

实验2：将脱色处理后的菠菜叶制成研磨液，取其2mL加入试管，再滴入1－2滴碘液，观察颜色的变化。

根据所发生的现象，最终得出结论：①酒精不会干扰斐林试剂与还原糖的反应；②菠菜叶中无大量的还原糖；③菠菜叶光合作用产生的葡萄糖，以淀粉形式储存。

3开展实验思维的探究

在创造性解决问题的过程中，强调解决以往从未遇到过的问题，而这些问题并不存在统一或唯一的答案。如果学生不产生疑问或产生的疑问少了，其思维就会逐渐狭窄、封闭，进而形成消极的思维定势，在遇到新情境问题时便会感到无从下手。

实验过程中，学生在选材、操作、分析等方面，一定会产生新的疑问、设想或思维火花。此时，教师要表扬这些敢于质疑的学生，鼓励所有学生提出新的见解；同时，要将有价值的问题记录下来，用以开展重要的实验思维的探究。

例如，做完“叶绿体中色素的提取和分离”的实验，就有学生就提出了很多问题或设想，如：

(1)是否每一种植物都含有这4种色素?比例怎样?

(2)除了这4种色素以外，是否还有其他色素?

(3)烧菜时如果烧过了，青菜为什么会变黄?

(4)到了秋天，为什么有的植物叶片变黄，而有的植物叶片变红?

(5)叶绿素以外的色素分子中，是否含有Mg²⁺?

(6)如何证明碳酸钙对色素分子有保护作用?

(7)造成色素带不整齐的原因是什么?

(8)为什么色素带的颜色过浅?

(9)色素扩散的速度与其分子的相对质量有无关系?

(10)改变层析液成分的比例，结果会怎样?

对于学生提出的这些问题，并没有必要逐个进行实验来解决。教师可根据其能否体现科学实验的逻辑思维，挑选出几个，进行理论解决。解决过程中，这些逻辑思维对学生产生的潜移默化的影响，这才是实验最大的收获。这种逻辑思维的探究，其实也就是创新思维的培养。

4鼓励学生进行开放式的探究

完全自主的开放式探究，通常以某一学科的课题形式提出。要完成这种课题，往往需要运用多学科的知识和技能，是对学生综合能力的锻炼。生物教师必须要跟上新课改的这一变化要求，不仅要在生物这一学科领域内钻研，而且要不断努力拓宽自己在多学科领域内的知识面。

例如，在有关酸雨的课题中，酸雨的成因、防治涉及化学知识，酸雨的地域性涉及地理知识、酸雨对生物生活的影响涉及生物学知识；在有关烟草、茶叶的课题中，其作物的来源、习性涉及植物学知识，其所含的成分涉及化学知识，其对人体的影响涉及健康知识，烟草专卖涉及税收知识。

学生在学习有关生物知识时，教师可以将其作为切入点，鼓励、引导学有余力的学生组成实验小组，课后进行有关探究，再选择适合的时机，给全班汇报探究成果。

最后，应该肯定，新课改给中学教育带来了新的理念，中学教育也呈现出新的气象，但高考的竞争已经由初级阶段的“考大学”发展到高级阶段的“考好大学”。所以，课外实验资源的开发利用，还是不容乐观。这也就要求在课本实验资源的挖掘利用上，生物教师应该多思考、多引导、多鼓励。