农村中学有效开展生物学实验教学的探索

曾鹏光

摘要：农村中学在生物学教学中如何利用现有的教育资源和条件有效地开展生物实验、实施生物新课程，是我们在新课程改革中需要研究和解决的问题.实验课教学效率不高、教学效果不佳，是农村中学生物学课堂教学最薄弱的一环.本文通过对农村中学生物学实验教学的现状进行调查和分析，并对如何有效地开展生物学实验教学提出一些对策.

关键词：农村中学；实验教学；现状分析；对策

生物学是一门以实验为基础的自然科学，因此，生物学教学离不开实验.通过实验不仅可以提高学生学习生物的积极性和主动性，还可以培养学生严谨的科学态度和娴熟的实验技能.在农村中学，生物实验教学的状况普遍不容乐观，如硬件设备的制约，观念落后，知识体系陈旧，演示实验和学生实验严重不足，实验课教学存在的这许多问题，致使实验课教学效率不高、教学效果不佳，实验课教学未能很好的开展.本文对农村中学生物学实验教学的现状进行分析，并对如何有效开展实验教学提出个人的一些看法.

一、农村中学生物学实验教学的现状分析

本人利用课余时间走访了揭阳市的20多所农村中学，发现很多学校的实验教学设备落后，大多数都没有专门的生物实验室，实验仪器欠缺，设备不足；多数学校教师只有课本和教参而已，教学手段单一、落后，一支粉笔一本教材打天下，课堂上只是“空对空”地讲；有许多教师认为，“做实验不如讲实验”，“讲实验不如背实验”，对实验原理、材料用具、试剂、过程、现象、注意事项等等，该让学生划的就划，该让学生背的就背，于是，生物学实验课往往通过教师“讲实验”和学生“背实验”的方式来完成的.这样的“实验课”完全失去了其原本的价值，生物学课也因此失去了其应有的特点.

其实在农村中学，平时课堂上学生很难见到应该见到的实验，学生实验也不做.而造成这样现象的原因有很多，如由于实验材料选择不当，操作手段不严密，试剂配制不合理等原因，往往导致实验现象不明显，与预期结果不符，不仅使学生对知识的理解产生了偏差，而且实验成功率的降低也使学生无法体会到经过努力而成功的乐趣，学习生物科的积极性也就无法提高.

实际上，在新一轮课程改革中，对于生物教材安排的实验，教师应在课堂上做演示实验，甚至让学生自己动手做.利用平常易于寻找、易于实验的物品，开展课后小实验、小制作、小科研的活动.例如，利用易拉罐、矿泉水瓶，可以进行花卉的无土栽培实验以及一些生长素的系列实验，这样不仅学生易于实验，而且效果明显.因此，有效地开展生物学实验教学是开展素质教育的重要途径，也是当前新课程改革的一项重要任务.针对上述的现状，下面笔者谈谈在农村中学如何有效开展生物学实验教学.

二、有效开展生物学实验教学的对策

（一）切实改变现有的教学手段、教学方法，是有效开展生物学实验教学的保障.

教育主管部门和学校应加大实验教学方面的指导、督促力度，通过开展教师实验操作技能比赛达到“以赛促学、以学促教”的目的，在此基础上，可开展一些简单、易行的学生实验比赛，利用学生日常生活常见的动植物进行一些观察性实验、验证性实验和探究性实验，例如在对植物进行观察、识别、分类时，可采集一些常见的植物（蔬菜、瓜果、中草药等）进行观察、识别、分类，不仅方便易取，而且又可以提高学生对潮汕中草药价值的认识.在观察和认识鱼类方面，可利用常见的鲫鱼进行解剖和观察，利用鱼骨头进行骨的成分鉴定，同时也可进行唾液淀粉酶对淀粉的消化作用的实验等.通过简单的实验，让学生了解实验的原理、方法、步骤以及注意事项，培养学生在实验中善于对实验现象和结果进行观察，记录和深入分析的能力，同时也能从中得出正确的结论.这样不仅能激发学生学习的热情和兴趣，培养其良好的学习习惯，还能提高他们的动手操作能力.

（二）生物学教师不断学习，更新教育理念，是有效开展生物学实验教学的关键.

当前仍有一部分农村中学，客观上存在生物学专业教师队伍薄弱、学校实验设施简陋、班级人数过多等因素.主观上存在学科地位低、应试教育依然存在、教学方法还比较落后、实验教学不够深入，甚至把做实验变成学实验、讲实验的现状.为了跟上时代发展的步伐，改变生物学实验的现状，作为生物学教师，应不断学习领会当前生物学的改革精神，以全新的视角审视生物学实验教学.不断总结实验教学经验，改进教学方法和教学手段，如在课堂教学过程中增加演示实验，尝试做实验条件的创新、实验方法的创新，把某些验证性实验改为探究性实验，把课本中的问题设计为课外实验，增加生物学第二课堂，尽可能地采用现代化教学手段去进行实验教学.不断加强业务学习，提高自然科学素质，要多接触大自然，充分利用农村生物实验资源，多开展教研活动，努力提高自然科学素质，达到有效进行实验的水平.

（三）改进实验方法，不断提高实验教学质量，是有效开展生物学实验教学的捷径.

采集方便、效果明显的实验材料，改进实验方法，不断提高实验教学质量.以下是对某些实验的一些改进：

1.利用农村丰富的实验材料，有效开展实验教学

生物学实验材料的适当选择是实验成败的关键.由于我国地域辽阔，不同地区的环境条件千差万別，使得课本上的某些实验所用的实验材料在当地不易找到，或实验操作起来效果不太理想.农村有丰富的动植物资源，因此，要认真考虑选用当地容易找到的实验材料进行代替，同样会收到意想不到的效果.

（1）用白菜幼嫩叶替代黑藻观察细胞质的流动.在观察细胞质的流动实验中，可用小白菜幼叶替代黑藻来观察细胞质的流动，小白菜幼叶表皮细胞体积较大，叶绿体多，细胞质流动速度较快，效果显著.在制作临时装片时，还可以用1%葡萄糖水溶液，这样能增加流动速度.由于小白菜取材方便，容易获得活体实验材料，这样就能弥补黑藻在我们揭阳地区不易找到，而影响实验顺利进行的缺憾.

（2）用显微镜观察叶绿体的实验.此实验在教材所用的材料是菠菜叶片，但撕取的菠菜叶表皮通常只能看到成片模糊的叶绿体，其形状、个体较难分辨.针对菠菜叶表皮这一缺点，在观察叶绿体实验时，可以采集揭阳当地的一些叶片扁平的水草为实验材料直接用于观察，叶绿体清晰可辨，非常明显.另外，韭菜也是用于观察叶绿体比较理想的实验材料，选用新鲜的韭菜叶片，用刀片在叶背面横切一下，用镊子从此处撕取下表皮，用刀片取稍带绿色叶肉的一小段，放在载玻片的清水滴中，盖上盖玻片.在低倍镜下找到装片上叶肉细胞重叠少，即颜色稍浅的部分进行观察，在此处容易观察到叶绿体，然后再换成高倍镜进行观察，可观察到多而清晰的叶绿体.

（3）生物组织中蛋白质的鉴定实验.在进行蛋白质鉴定的实验中，普遍都是选用豆浆，但选用鸡蛋清代替豆浆的实验效果更为明显.因为鸡蛋清是无色透明的液体，便于观察实验中颜色的变化.做法为取生鸡蛋1只，用镊子轻轻的敲破一小块蛋壳，剥开蛋壳，将蛋清倒入烧杯中，加水稀释到500mL.

（4）用绿菊代替金鱼藻做光合作用产生氧气的实验.在做光合作用产生氧气的实验时，常选用金鱼藻作为实验材料，由于揭阳及周边地区养殖金鱼藻的极少，很难买到，这样就给实验的选材带来不便.经笔者观察、查找资料和实践，发现在揭阳及周边地区培育绿菊十分普遍，用其做光合作用产生氧气的实验，效果十分明显，绿菊价格相对较低，而且较为柔软、集中，便于盖置漏斗和试管.因此，可以用绿菊来代替金鱼藻做光合作用产生氧气的实验，既方便，又快捷.

（5）验证绿叶在光下制造淀粉的实验.此实验可选用玉米幼苗为实验材料，因为玉米在农村都有种植，取材容易方便，且實验效果是非常好的，非常适合农村中学作实验材料.具体做法是：将玉米叶放入小烧杯酒精中水浴加热，绿叶很快褪色呈现白色，取出白色玉米叶用清水漂洗后加碘，未遮盖部分呈蓝色，遮盖部分不变蓝色，且变蓝部分与不变蓝部分界限十分清楚，易于观察.

（6）对“观察植物细胞的有丝分裂”实验的改进.在对植物细胞的有丝分裂实验的观察中，教材推荐使用培养的洋葱根尖作为实验材料，这样一来，全班分组实验就需要较多洋葱和广口瓶，这对于教育经费一般的农村学校是很难满足实验的要求.可以选用葱做实验，在同等条件下，生根比洋葱生根快得多，相比之下，二棵葱头长出的根与一个洋葱长出的根一样多.由于葱个头小，用细竹条把葱鳞片叶串成串，放在大水槽中培养，一个大水槽可放几串葱，水槽水多，一天换一次水即可，一个水槽培养的葱足够供一个班分组实验用，所需费用不足一元，这样，极大地降低了实验教学的费用，且省时省力，简单易行，同样达到显著的实验效果.

另外，还可以用一些简单的实验材料做很多实验.比如用玉米种子做观察种子结构、探究种子萌发的条件，用成行种于花盆中的玉米幼苗做向光性实验等.还可以让学生采集大豆、花生、大蒜等作为实验选材，这样不仅可以提高学生学习生物的兴趣，而且可以培养学生的动手能力和实验观察能力、探究能力.

2.替换实验试剂，解决实验教学难题

由于农村中学的实验条件简陋，且实验经费有限，因此，要对课本中一些昂贵的化学试剂进行替换，这是解决农村中学实验条件简陋，经费不足的一条途径.

（1）在“叶绿体中色素的提取和分离”实验中，用于提取色素的试剂（丙酮）是一种有毒的化学物质，为了减少此试剂对师生身体带来的伤害，可改用体积分数为95%的酒精来代替，实验效果相同，而且能够避免试剂对人体的毒害作用.在分离色素时可用93号汽油代替，这样既取材简单，又经济便宜.

（2）碘液的改进.碘液是中学生物实验室中经常使用的一种试剂，例如在检测水稻的糯性、非糯性时就用到碘液进行染色.碘液是碘的水溶液，性质不稳定，易变质，有时很不利于实验现象的观察.经实践证明，若用0.4%左右的碘酒溶液代替碘液效果更好.

（3）观察人的口腔上皮细胞实验.在观察人的口腔上皮细胞这个实验过程中，在将临时装片放在显微镜下进行观察时，可将明亮的视野调暗些再观察，效果会更好，或在制作临时装片中，用于染色的碘液可改用一定浓度的红墨水染色，同时要将口腔上皮细胞涂在0.9%的生理盐水中，这样细胞才能维持正常的形状.通过调整显微镜视野的光暗度和试剂的替换，得到的实验效果更为明显.

（4）淀粉酶对淀粉的水解作用.在这个实验中要求用到的试剂有α—淀粉酶，一些农村中学的实验室中并没有这种试剂，所以，要用α—淀粉酶来做该实验有一定的难度.在该实验的设计中，可以用麦芽片、多酶片及干酵母片等替之，且麦芽片效果最好，麦芽片制作溶液方便，且为无色的液体，便于观察实验的结果.做法为取麦芽片一片，研磨成细粉状，溶解在10 mL蒸馏水中即可.

3.创新实验方法，提高实验教学质量

按照教材中所提供的材料、方法、操作过程做实验，多数是可以取得较好的效果.但有些实验由于材料采集难度大或反应速度慢，持续时间过长等原因，可以尝试新的实验方法以消除原实验中的弊端.例如，高中实验：“动物激素喂养小蝌蚪”，验证动物激素对动物生命活动的调节作用.该实验有以下缺憾：①蝌蚪变态缓慢，约需1个月；②在喂养蝌蚪过程中必须常换池塘水（内含蝌蚪所需营养），若以自来水代替，并喂蛋黄等食物则常使水变臭，造成蝌蚪未及变态而身先死，使该实验失败.可以鼓励学生大胆尝试，变甲状腺激素为胰岛素，变蝌蚪为鱼，探究出新的实验方法：由向水中加入甲状腺激素喂养蝌蚪变为在鱼的鳃部注射适量的胰岛素.由于鱼的血糖浓度急剧降低影响了神经系统的功能，15分钟左右鱼即昏厥，显示了动物激素对动物生命活动的影响.那么是否是由于胰岛素致使血糖浓度降低而导致的昏厥呢？验证方法是：再由鳃部注射适量的葡萄糖溶液，鱼很快复苏.可见，有时通过对实验方法的创新，不仅可以消除原实验中的一些弊端（如实验材料采集难度大或反应速率慢等），又可得到更为明显的实验效果.

对“种子萌发时释放CO2”实验的改进.对此实验的分析：这是一个难度较小的演示实验，条件较好的学校，在实验员准备就绪之后，教师在讲台上轻松操作一下，效果就很好.但对于农村中学来说，根本谈不上有正规生物实验室和实验员，所有实验都是由任课老师一手包办，而且我们的生物学任课老师一般要上六、七个班级的课程，那么要把这样正规的实验搬到六、七个教室轮流地演示，可能困难不小.因此，就要考虑如何改进这个实验了.改进实验的材料用具：四个瓶口较小的塑料瓶，两个长帽橡皮盖子，一支小试管，一个注射器，萌发和煮熟种子各一份.改进后实验的方法：①将萌发和冷却后的煮熟种子分别装入两个塑料瓶后（约占半瓶），盖上长帽橡皮盖子（把长帽反包瓶口并挤压瓶身检查是否漏气），然后一起放在温暖处.另取两个瓶子，分别装入等量的澄清石灰水并用原瓶盖盖紧.②经过一夜之后，即可用袋子提着这些装置及器具进行好几个班级的演示实验：先把澄清石灰水倒入小试管，然后用注射器先抽煮熟种子瓶内的气体注射入一个小试管内的澄清石灰水中，再抽萌发种子瓶内的气体注射入另一个小试管内的澄清石灰水，让学生注意观察哪个瓶内气体能使澄清石灰水变混浊，分析原因，得出实验结论.改进实验的课后反思：改进实验的用具轻便易得，设计科学、巧妙，易操作，在很大程度上提高了实验的效率，效果也很明显.由于塑料瓶具有可塑性，所以，不影响注射器抽取瓶内的气体.

4.设计简便实验，突破知识难点

教师在进行生物教学过程中，要组织好实验教学，针对一些抽象理论或较难懂的知识设计一些简便小实验，以帮助学生理解知识难点，并提高他们的学习兴趣.例如很多农村中学因无肺活量计而无法测肺活量，其实可让学生先尽量吸气，然后尽一口气所能吹一个气球，吹完捏紧末端，另一個学生用皮尺测量气球最宽处的周长；放出气球里的空气，重复上述步骤，一共量5次，选最大1次的周长，计算其体积，便可知吹气学生的肺活量.还可以让学生利用一些废旧物品制作真核细胞的三维结构模型、生物膜模型、DNA双螺旋结构模型，用彩色纸牌模拟血液循环的过程等.通过设计这些简便的实验.不仅能够发挥学生的想象力，培养学生的动手能力，而且还能把一些比较抽象的生物理论知识，转化为形象直观，帮助学生理解掌握知识，从而增强学生学习生物学的兴趣.

总之，生物学实验教学不仅能有效的激发学生的学习兴趣，培养学生动手能力，形成科学的生物学概念，而且是培养学生创造性思维能力和良好意志品质地重要途径.针对农村中学的实际情况，作为生物学教学的任课教师，在实验教学工作中，对有关实验材料的选取，实验试剂的选用，实验方法的改进，需要不断创新，不断探究，不要照搬教材实验的方法和步骤，积极寻找各种改进方法，积极创造条件，就地取材，充分利用农村常见的材料，因陋就简地开设好生物学实验，大大减低了实验成本，提高实验开出率，努力确保实验教学的成功开展，就一定能够培养学生的各种能力，充分发挥生物实验教学在素质教育中的重要作用.

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