高中生物实验教学的理想课堂探讨

杜翠华

1 高中生物实验教学现状调查与分析

为了解高中学校生物实验开设的状况，对江苏某县市10所高中做了调查，发现这十所高中对《考试说明》规定20个实验总体的完成率很低：教材中“高倍显微镜观察几种细胞”、“生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定”、“观察植物细胞的有丝分裂”、“叶绿体中色素的提取和分离”、“观察植物细胞的质壁分离与复原”5个经典实验实验，在2007年前是实验操作必考的，但近3年的开出率也只有36.8%；而《考试说明》属于C级要求的、连续3年江苏高考作为考查的实验“探究培养液中酵母种群数量的动态变化”开出率仅为7.3%；选修1中“酵母细胞的固定化技术”、“蛋白质的提取和分离”、“DNA的粗提取与鉴定”等实验开出率均显示出较低的倾向，几乎为零。此外教材中5项实习活动、7项课外科技活动、8项研究性课题的调查了解，各校开出率几乎为零。有11.8%学生进入高中三年间，还未做过一次生物实验，就连显微镜都未真正用过。有些理生班的学生兴致勃勃地选了生物，以为可以有有趣的生物实验做，结果以失望告终，兴趣减了一大半。旧人教版虽然设置的实验没有现在多，但各校迫于省教育厅每年组织的一次实验操作考核，能对一些重要实验认真开设，教师认真辅导。但自从江苏2007年高考制度改革以后，高二推行学业水平测试，取消实验操作考核，高三生物作为选课，只要达B就可以，加上县市的教育主管部门在考核高考成绩时，只看语数外，不看选课，导致许多学校急功近利，将选课时间大大减去，甚至“裸奔”。再加上资金不足的问题，一些较昂贵的新实验的用具和药品不能到位，如微生物的恒温培养箱、血球计数板、甲基绿和吡罗红等。综上所述由于实验考核缺乏、课时倾斜、资金不足、某些教师认识不足等原因导致了上述现状。

为推行实验教学的改革，举办了大市级围绕新人教版上考纲必考的新实验，如探究酵母菌种群数量变化、DNA的粗提取与鉴定、腐乳的制作、果酒和果醋的制作、酵母细胞的固定化等实验。具体做法是事先请负责该实验的学校仔细做一遍该实验，并将整个过程摄像下来，在培训的当天一边讲解一边放给参培的教师看，再到实验室亲自动手做实验。有些实验有的教师还从未亲自动手做过，如血球计数板的使用、DNA的粗提取与鉴定、酵母细胞的固定化，甚至不知道在血球计数板的使用中是如何正确沿着载玻片的边缘滴加培养液，而当在显微镜下看到酵母菌，在CaCl2溶液中看到淡黄色的凝胶珠，在冷酒精中用玻璃棒挑起白色的丝状物DNA时，那欣喜若狂的神情无以言表，由此不难想象学生看到上述现象时将会出现怎样的神情。产生怎样的兴趣？教学效果显而易见。因此作为一线教师更应该重视实验教学，创设实验教学的理想课堂。

2 课前为实验教学的理想课堂作精心准备

2.1 课前精心备课

每个实验一般要分两节课，先进行实验理论知识的学习，后进行实验操作训练，只有通过理论知识的有效铺垫，实验操作才有条不紊，理论知识才得以升华。有些教师觉得花两节课，太浪费时间了，但与其在新课、一轮复习、二轮复习中反复的讲解，学生还不一定能懂，不如花上两节课，让其亲自操作一下，彻底懂了。为此教师应先围绕教学目标备好实验理论知识，包括实验原理、材料用具、方法步骤、预计的实验现象、分析可能的结果和结论、设置需要学生讨论的序列问题和布置给学生进一步探究的课题等等。

2.2 精选多媒体课件内容

将实验的理论教学与多媒体结合，可起到事半功倍的效果，故教师可以从网上搜集有关该实验的多个课件，然后根据学情、教学内容、教学要求，选择多个课件的精华部分，一些复杂操作的精彩视频，进行有效整合。笔者基本上在每个实验的理论知识的学习都是以Powerpoint为平台，展示实验设计的原理与步骤，如在计数室里细胞如何计数以及如何将计数室里细胞数目换算成试管中细胞数目，血红蛋白的提取与分离等实验中都制作详细的课件给以展示，使学生很容易理解血球计数板的计算方法、凝胶色谱柱原理与操作流程。还用Flash制作质壁分离与复原的过程及原理的影片进行展示，让学生分析质壁分离及复原发生的条件是什么。观察水分子出入半透膜两侧情况的影片，分析质壁分离及复原发生的原理是什么。这样可帮助学生理清实验原理。又用视频展示探究酵母菌呼吸方式实验装置和过程、展示腐乳制作的工厂化生产过程。

2.3 多元化选择实验材料

对实验材料的准备不是拘泥于书本，而是给学生留有思维的空间和探索的余地。如：在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验课的前几天，先布置学生自己准备实验材料。学生大都准备了洋葱和蒜，但也有的学生准备了吊兰、小麦等材料。再如：DNA的粗提取与鉴定实验，请学生自带花椰菜、猕猴桃，教师准备了鸡血。这样学生一开始就进入一个主动思维而非被动接受的状态。

3 课堂上创设生物实验的理想课堂

课堂上除了将实验的理论教学与多媒体的有效结合的同时，尤其要注重通过问题引导学生学习，实验教学中应当让学生在问题情境中生疑、质疑，这样才能产生浓厚的兴趣，才能使学生体验到科学研究的艰辛与喜悦。

3.1 教学过程重设疑

在“探究酵母菌细胞呼吸方式”的实验教学中整个教学过程都是以问题贯穿始终，在新课导入中通过ATP的知识提出“合成ATP时所需能量的主要来源是什么”的问题来引入新课，接着由：（1） 酵母菌是一种什么样的生物？其代谢类型如何？（2） 酵母菌在日常生活中有哪些用途？（3） 我们吃的面包和馒头为什么比较松软？（4） 酒精是酵母菌在什么条件下产生的呢？引出本探究提出的两大问题：酵母菌是在有氧条件下，还是在无氧条件下产生CO2？两种条件下产生的CO2是否一样多？酒精是酵母菌在有氧条件下产生的还是无氧条件下产生的？然后在设计实验时从分析实验的变量入手，自变量是什么？因变量是什么？引出实验的思路是什么？还在实验结束后提出以下问题：（1） 在检测CO2时用澄清石灰水检测到什么实验现象？用溴麝香草酚蓝水溶液又检测到什么实验现象？（2） 在检测酒精时，用重铬酸钾--浓硫酸溶液检测到什么实验现象？通过解决这些问题得出结论。这些问题的设计可以培养学生严谨的科学态度和唯实的科学精神。

3.2 课堂提问炼精度

课堂提问要着眼于知识的不同角度，并注意体现知识之间的相互联系，力求采用新颖的说法，从合适的角度巧妙切入，使问题富有新颖性、启发性和灵活性，以激发学生的兴趣，引导学生积极思维。在进行“探究酵母菌细胞呼吸方式”的设计实验时，笔者设计了以下问题：（1） 如何设置实验装置？怎样控制有氧和无氧？（2） 怎样鉴定有无CO2产生？如何比较CO2多少？（3） 怎样鉴定有无酒精产生？（4） 怎样保证酵母菌在整个实验中能够正常生活？这些问题设计定位精确，激活了学生的思维，使学生能够准确掌握实验的重点内容。

3.3 鼓励学生多质疑

高中生物教材的学生实验一般都是给出实验目的、实验原理、实验步骤的，但是方案的设计本身就不是唯一的，每个实验都没有固定的不可变更的模式。因此，在进行实验时，创设一个民主、平等、和谐的氛围，师生之间、学生之间平等交流，学生可以充分自由地发表自己的见解或提出质疑，大胆地进行各种尝试，这样创造潜能才能得到发挥。如：“探究酵母菌细胞呼吸方式”实验中组装实验装置时有学生提出10%NaOH浓度可能太低，没有把空气中的CO2全部吸收？如何避免这种可能性发生，以保证实验更严谨？也有学生提出两装置中CO2或酒精的产生是葡萄糖水溶液（培养液）的纯化学反应，与酵母菌无关，如何设计实验驳斥这种错误观点？还有学生提出为了制造无氧环境，建议将无氧装置连上一个橡皮管用夹子夹住，进行密封处理，结果却发现锥形瓶爆裂或橡皮塞被顶脱现象，这是为什么？这又说明了什么问题？上述问题的提出充分展示了学生的创造性思维，为实验装置的改进提供了思维基础，教师应乘胜追击，组织学生讨论一起解决这些问题，把理想课堂推向高潮。

3.4 重视实验评价

教学中常常只重视实验的成败与否而不重视对个别失败实验的原因剖析，更不重视对某些异常情况的深层次探究，使学生只关注实验的结果，而忽略了对实验细节的分析，从而错失科学新探究、新发现的良机。如“探究酵母菌细胞呼吸方式”实验中有学生发现有氧装置中的酵母菌培养液的滤液也能使重铬酸钾——浓硫酸变为灰绿色。通过讨论，推测可能是由于通入的氧气不足，导致该装置有氧呼吸和无氧呼吸同时进行。于是改进实验装置，通过观察红色液滴的移动情况来测定酵母菌的细胞呼吸类型，并让学生自己设计表格，填写预期结果。许多伟大的发现很多都是源于科学家的意外发现和对异常现象的执着研究，教师若在此方面注重指导，则有助于培养学生实验研究的科学素养，有利于学生的终身发展。

4 参加、观摩各种探究实验的研讨课，为创设实验教学的理想课堂提供基础

各级各类的实验教学研究课是教师创造性的体现。通过参加、观摩研讨课，有助于教师个人融入群体，更有助于教师打开思维，激发创造性。因此教师应充分利用各种机会积极参与教研活动，将外部动力与内在提高很好地结合起来，促进自身专业发展，从而促进基础教育课程改革的更好实现。

总之，教师通过课前的精心准备，课堂上与多媒体的有效结合和问题化教学，课后的认真反思以及提高自身进行实验教学的能力，定会创设实验教学的理想课堂。