高中生物学实验问题情境创设探讨

邹玉香（上杭第二中学，福建上杭364200）

高中生物学实验问题情境创设探讨

邹玉香
（上杭第二中学，福建上杭364200）

文章以高中生物学实验教学案例阐述如何有计划、有目的地创设实验问题情境，培养学生的探究能力、科学思维能力、科学质疑能力分析能力和创新能力。

高中生物学实验；问题情境

随着高中生物学课程改革的深入推进，如何在高中生物学实验教学中有目的、有计划地创设实验问题情境，引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，逐步培养学生的探究能力、思维能力、质疑能力、分析能力和创新能力，值得高中生物学教师实践与研究。

一、创设生物学实验问题，培养学生的探究能力

“倡导探究性学习”“注重与现实生活相联系”是高中生物学课程的基本理念。生物学实验问题情境是引导学生观察、思考、发现问题和提出问题的重要前提。联系学生的生活经验，在激发学生学习兴趣与思维之处创设实验问题情境，有利于激发学生的认知冲突，促进学生学习生物学知识，培养学生的科学探究能力。［1］

案例1“植物细胞的质壁分离和质壁分离的复原”实验时，要求学生分析糖渍西红柿、醋拌黄瓜时可看到有水分渗出，而洒水能够保持蔬菜的新鲜硬挺的原因，思考：（1）植物细胞在什么条件下吸水、什么条件下失水？植物细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？（2）探究原生质层相当于一层半透膜？（3）判断植物细胞壁是否对水分进出有影响？（4）如何保证植物细胞发生质壁分离后又能发生质壁分离的复原现象？（5）如何能够清楚地观察到植物细胞的质壁分离和质壁分离的复原现象？（6）如何测定某植物细胞的细胞液的浓度范围？（7）比较不同植物细胞的细胞液浓度。

通过创设实验问题情境，引导学生联系生活经验和已学的生物学知识，分析糖渍西红柿、醋拌黄瓜时可看到有水分渗出，而洒水能够保持蔬菜的新鲜硬挺的原因，让学生体验科学家是如何提出问题、对假设的问题作出回答、思考解决问题的途径，促进学生逐步养成科学探究的态度、掌握科学方法。

二、创设生物学实验问题，培养学生的思维能力

传统的教育模式往往重视结论性知识的传授，忽视过程性知识，使得学生无法理解生物科学知识的形成过程，对生物学实验原理一知半解。因此，要通过生物学实验问题的设计，加强对学生思维能力的训练，帮助学生实现从感性认识到理性认识、由具体思维到抽象思维的发展。

案例2在“探究温度对酶活性的影响”实验教学中设计以下问题，指导学生分小组讨论：（1）选择淀粉酶和淀粉作为实验材料，还是选择过氧化氢酶和过氧化氢作为实验材料，为什么？（2）本实验的自变量、因变量、无关变量分别是什么？如何控制自变量？（3）如何设置一系列不同温度的实验组，用什么方法控制温度？怎样排除pH和其他因素对实验结果的影响以控制单一变量？如何设置对照组？（4）怎样检测因变量，衡量的指标是什么？检测的试剂是选用碘液还是选用斐林试剂？为什么？（5）温度过高和过低对酶活性的影响相同吗？如何确定酶活性的最适温度？温度偏高或偏低时，你预期会出现什么实验现象？需要进行重复实验吗?

巧妙地创设生物学实验问题情境，指导学生通过思考与讨论，学习温度影响酶活性的原理，理清温度对酶活性影响的实验设计思路，掌握对照实验设计的基本方法，有效地锻炼学生的思维能力。

三、创设生物学实验问题，培养学生的质疑能力

实验教学的重要目的是要教学生如何探究，因此要从实验设计方案、实验材料用具、实验操作方法及实验结果等方面创设实验问题情境，鼓励学生敢于大胆质疑。

案例3开展“噬菌体侵染细菌的实验”时，要求学生思考：1.在理论上，用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌后，能观察到什么现象？与实际观察到的实验现象是否一致？2.在理论上，上清液中不含放射性，下层沉淀物中具有很高的放射性，其原因是什么？而实际的实验结果是：在离心的上层清液中，也有少量的放射性，而下层沉淀物中的放射性强度比理论值略低。其原因是什么？3.在噬菌体和大肠杆菌混合培养的时间过短或过长，上淸液的放射性强度会发生怎样的变化？请说明原因。4.在理论上，用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌后，能观察到什么现象？与实际观察到的实验现象是否一致？在理论上，下层沉淀物中不含放射性，上清液中具有很高的放射性，其原因是什么？而实际的实验结果是：在离心的沉淀物中，也有少量的放射性，而上清液中的放射性强度比理论值略低。其原因是什么？5.噬菌体和大肠杆菌混合培养时，搅拌不充分，沉淀物中的放射性强度又会发生怎样的变化？请说明原因。

通过创设实验问题情境，引导学生思考噬菌体侵染细菌时实验现象与实验预期不一致的原因，从而激发学生质疑放射性强度与噬菌体和大肠杆菌混合培养的时间及搅拌的相关性，以此鼓励学生敢于大胆设想、大胆质疑。

四、创设生物学实验问题，提高学生的分析能力

对实验结果的分析是实验教学的重要环节。特别是许多学生由于操作方法不当或者实验材料和试剂选择不当，造成实验误差很大。分析、探讨实验误差产生的原因，有利于提高学生的分析问题、解决问题的能力。

案例4“叶绿素的提取和分离实验”结果中，有的色素带颜色过浅，有的色素带分离不明显，有的色素带弯曲等。指导学生比较观察实验现象明显、效果好的色素带，对于实验效果差的色素带，不急于指出原因，而是引导学生思考：1.使用放置数天的菠菜叶与新鲜的菠菜叶相比，滤液中的色素含量有区别吗？2.为什么要加二氧化硅和碳酸钙？加的数量多少有影响吗？3.将滤液收集到试管中时，为什么要及时用棉塞将试管口塞严？4.为什么要将滤纸条的一端剪去两角？5.为什么滤液细线要重复画，且要画细、画直？6.层析时，为什么不能让滤液细线触及层析液？

通过创设实验问题情境，引导学生对实验结果误差的分析讨论，从取材、色素提取、滤纸条制作、画滤液细线、色素分离等方面分析、探讨，找出失败的原因，进而提出改进的措施。有利于提高学生实验操作的规范性以及分析问题、解决问题的能力。

五、创设生物学实验问题，培养学生的创新能力

实验方案的设计要求学生灵活应用生物学知识进行创造性思维，能有效的调动学生学习的积极性，培养学生的创新能力。［2］在高中生物学实验教学中，创设实验问题情境，引导学生依据有关实验原理，设计科学的、创新的实验方案。

案例5若某种XY型性别决定的雌雄异株植物的种子搭载飞船后在地面进行培养、种植，发现有少数矮杆植株出现。1.若已经证实矮杆是基因突变所致，有两种可能：一是显性突变，二是隐性突，你能否利用杂交实验鉴定该突变体是显性突变还是隐性突变吗？2.若已知该矮杆突变体是隐性突变所致，你能否通过一次杂交实验确定突变基因是位于常染色体上还是位于X染色体上呢？请尝试设计一个简单实验方案加以判定。3.若已知该矮杆突变体是性染色体上基因隐性突变所致，你能否设计一个简单实验方案确定突变基因是位于X、Y染色体的同源区段还是只位于X染色体上呢？

通过创设生物学实验问题情境，引导学生应用杂交实验设计的原理和方法，思考基因突变和基因位置的问题，进一步改进实验方案加以解决。以此调动学生的学习积极性，提高学生的综合应用知识能力、探索创新能力。

综上所述，高中生物学实验教学时，创设实验问题情境，充分体现实验教学的探究性、综合性、开放性和创造性，能够让学生在解决问题的过程中点燃思维的火花，获得成功的体验，从而帮助学生有效地理解与运用生物学知识，提高探究能力、思维能力、质疑能力、分析能力及创新能力。

［1］李丹君.加强实验探究教学实现生物学新教材课程目标［J］.生物学教学，2002（10）.

［2］陆美红.中学生物实验教学中学生创新能力的培养［J］.中学生物学，2000（2）.

（责任编辑：陈欣）