例谈生物探究性实验的创新

张莉

[摘 要]在新高考改革背景下，加强生物探究性实验教学，可从实验材料、实验设计和实验实施过程中选取不同方法、修正完善方案等方面进行创新，从而培养学生的创新思维，同时给学生选择的空间，重视其个性和兴趣的发展，提升学生的核心素养。

[关键词]生物探究性实验；创新；新高考改革

[中图分类号] G633.91 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058（2018）17-0095-02

新高考改革即将全面铺开，改革下的课程教学的一个典型特点就是不分文理科，而是学生拥有选择权，可根据自己的能力水平和兴趣愿望选择课程进行学习。在新高考改革背景下，作为一线生物教师，如何吸引更多的学生自主选修生物呢？众所周知，生物学是一门实验性极强的自然科学，尤其是课程标准倡导的探究性实验教学更是体现了素质教育的宗旨。教学中，引导学生根据所提供的探究主题，自主创新实验材料，设计实验思路和方案，并组织和展开实验，可有效激发学生的学习兴趣和求知欲，培养学生的创新意识和实践能力，促进学生个性化发展。那么，如何进行生物探究性实验的创新呢？下面笔者结合教学实践谈谈几点体会。

一、生物探究性实验创新的基本思路

新课标专家陈玉琨指出：“把创造还给学生，让学生在创造性的学习中提高创新意识，培养创新精神，这是学校教育应对时代挑战的唯一选择，探究性学习正是基于这样的理念提出来的。”生物学是一门实验性学科，实验能系统地训练学生的思维能力、动手能力、操作能力和团队合作能力，培养学生实事求是的科学态度，因此生物实验是培养学生创新精神的最好途径，而探究性学习则是指学生在教师指导下，以科学研究的方式获取知识、培养能力的一种学习方式。从实验创新向探究性学习的转变，正是探究性实验创新的目的，也为探究性实验创新指明了基本方向。

对于生物探究性实验的创新，首先要了解何为生物探究性实验。探究性实验的重点在于如何组织探究、探究什么内容，以及如何探究。这个问题的基本思路是：遵循受教育者的认知规律，以建构主义教育思想为指导，学生主动参与为前提，自主学习为途径，合作讨论为形式，培养创新精神和实践能力为重点，构建教师导、学生学的教学程序。具体操作步骤可分为：提出问题→作出假设→设计实验→进行实验→得出结论→表达交流。

二、生物探究性实验创新的基本策略

1.在实验材料上创新

实验材料的选取对于实验来说至关重要。生物课标提倡生物学实验的低成本、低损耗和简单易行。一方面是鉴于我国是发展中大国，有限的资金支撑着世界上最大规模的基础教育，凡事都要节俭。另一方面，尽量使用可替代的器皿、废旧材料，只要安全性没有问题，不仅物尽其用，而且在替代设计中有利于培养学生的创造精神，把实验室的实验变为生活中可进行的实验，更具有教育意义。

例如，在“绿叶中色素的提取和分离”的实验中，实验室里当时暂缺二氧化硅，这时有学生就想到了用细沙来替代，还有分离色素时考虑到安全性使用了95%乙醇做层析液，结果实验做得也很成功。在“探究光合作用的条件、产物”等相关实验中，将传统的实验材料天竺葵换成常见的小油菜，不仅节约成本，而且酒精脱色时油菜叶片比天竺葵快，节省实验时间。“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验可用生活中常见的植物油、奶粉和奶茶做材料。“非还原糖淀粉的检测”实验，可提前制备淀粉纸：将滤纸放入面粉糊中浸泡，捞起，贴在干净玻璃上，晾干后可长期储存备用。“探究酶作用的特点和条件”相关实验中，淀粉酶可用生馒头加水培养而成。

2.在实验设计上创新

实验方案的设计，是探究性实验教学的重要环节，也是难点，涉及相关基础知识和基本方法。在设计实验时，应当鼓励学生大胆进行创新。

例如，“生物组织中还原糖的检测”，教材中所提到的材料都是植物组织，如果提供动物新鲜的血液，能否用于该实验？怎样设计？这样，这个实验就演变成一个核心问题：怎样去色？学生讨论思考后得出：对血液进行离心、静置后取上清液即可正常实验。

又如，在光合作用发现过程中，1779年荷兰科学家英格豪斯的实验结论：光合作用只有在有光的情况下才能进行，在教學实践中可将这个结果改编成一个探究性实验，让学生亲自参与实验设计。首先，结合所学内容提出问题：光是不是绿色植物光合作用的必要条件？引导学生分析作出假设：光是绿色植物光合作用的必要条件。接着，让学生分组设计实验方案。在设计实验方案的过程中，各小组各抒己见，组员彼此合作、相互启发。各小组都能较好地解决溶解色素、检验淀粉和设计对照实验等问题，仅仅在控制变量上有所欠缺，同时提出了各种各样的方案，最后教师进行总结，和学生一起选出最佳方案（教师可指出各种方案的共性以及可行性，鼓励学生在课后继续其他方案的设计和其他课题的研究）。这样，学生会带着兴趣去探究，亲历获取科学知识的过程。通过一系列的探究激发了学生的学习兴趣，提高了学生分析和解决问题的能力，并且培养了学生的创新能力和实事求是的科学态度。

3.在实验操作中创新

实验方案设计完毕，接下来就是动手进行实验操作。实验过程中，教师要鼓励学生在预设实验方案的基础上，大胆创新实验操作方法，同时通过对比实验来研究哪种方法能达到最佳实验效果。

例如，“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，一开始选用紫色洋葱鳞片叶外表皮作为实验材料，但实践中学生发现有的洋葱鳞片叶外表皮的颜色很浅，且外表皮比较难撕取，撕得过厚细胞有重叠；内表皮取用简单但无颜色。教师因势利导启发学生开动脑筋，找出与众不同的解决问题的方法，即把红墨水加在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，也可以看到质壁分离现象，但现象变为原生质层外是红色的，而原生质层部分仍是无色的，效果也很好。因此，在进行实验的过程中，要鼓励学生勤于动脑，善于思考，培养学生的创造性思维。

又如，在“绿叶中色素的提取和分离”实验中，引导学生从以下方面进行实践：比较用不同材料（菠菜、韭菜、萝卜叶等）做实验的结果；同种材料所取新鲜叶片与酒精量比例；滤纸条的划线次数、划线方法（毛细吸管、盖玻片、牙签等）；圆形滤纸可以在中央弄个小孔，用小瓶盖将滤液印在小孔周围，再用小滤纸棍插在小孔中进行层析；圆形滤纸也可以直接以滤纸中央为圆心，滤液画一圆圈后，将滤纸对折两次后将尖端放在层析液中层析。通过实验结果的对比，找出自己方法的优点和不足，不断完善预设实验方案，再进行表达交流。这样，既进行了实验，又激发了学生的思维，使学生在动手操作中体验了探究的乐趣，培养了学生的创新精神，使学生乐于实验，乐于学习。

总之，生物探究性实验的创新打破了学生认识过程中的思维定式，发展了学生的创新思维，激发了学生的学习兴趣和参与意识。在教学中改进教学方法，更新教学观念，培养学生的创新意识，给学生选择的空间，重视学生个性和兴趣的发展，这也体现了新高考改革的宗旨。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 唐红梅.例说高中生物实验的优化方法[J].实验教学与仪器，2016（Z1）：33-34.

[2] 马勤英.高中生物实验改进点滴[J].实验教学与仪器，2004（6）：21.

[3] 高建军.高中生物实验创新和实验创新能力的培养[J].实验教学与仪器，2011（1）：9-12.

（责任编辑 黄春香）