优化生物实验教学培养学生科学素养

耿丽霞

摘要 结合生物课程标准的基本要求，对教材中的一些实验进行了进一步优化，优化后的实验使学生科学思维能力得到充分发展，对科学素养的培养起了重要作用。

关键词 实验教学 科学素养 课程标准

中图分类号 G633.91

文献标志码 B

随着课程改革的不断深入，把科学素养落实到各个学科教学中已成为迫切的任务。生物科学素养是指一个人参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力。生物学是一门以实验为基础的科学，初中生物学包含了近50个不同的实验。在实验教学中注重对学生探究思维、动手能力和创新意识的培养，提高学生的自主分析、解决问题的能力是每一位初中生物教师在教学中的首要任务。因此，笔者根据生物科学素养的基本要求，对教材中的一些实验进行了合理优化，实践表明，优化后的实验可操作性、体验性大大提高，有效地提升了学生生物科学素养。

1化难为易，激发探究热情

“培养学生具有一定的探索精神”是新课程所倡导的基本目标之一。初中的生物学实验范围较广，涉及到生物界的各个方面。在实验过程中，实验装置的可操作性将直接影响实验的效果和对学生探索热情的培养。笔者通过提高实验装置的可操作性以降低实验操作的难度，大大激发了学生的探究热情。

例如，“酿制酒酿”是苏教版八年级下册第二十三章第一节“源远流长的发酵技术”中的内容。我国的发酵技术历史悠久，是我国劳动人民智慧的结晶，让学生了解发酵技术的原理很有必要。教材选用蒸熟的糯米和甜酒曲证明酒酿是酵母菌的发酵产物，酵母菌将糖类转变为酒精使其具有独有的香气。但由于酿制酒酿持续时间较长、温度不易控制等原因，学生不能真正获得学习体验。此外，该实验无法证明酵母菌在发酵过程中产生了二氧化碳气体。基于以上问题，笔者将实验装置进行了优化设计，取一个干净的塑料瓶，向内加入25～30°C的清水200mL，并加入适量绵白糖和酵母菌粉后静置。在瓶口塞入置有Y型导管的软木塞，导管一侧系上小气球，另一侧连接软管浸入盛有澄清石灰水的试管中，如图1所示。

该装置可让学生直观地看到小气球慢慢的胀大，澄清的石灰水变浑浊的现象，从而证明酵母菌发酵产生了二氧化碳气体。此外，打开木塞可闻到酒精香气，也证明了发酵过程中有酒精的产生。利用优化设计后的实验装置，实验操作简便且耗时短，学生可独立完成实验，实验效果明显。另外，Y型导管可用三根吸管代替，矿泉水瓶较易获取且携带方便，学生也可带回家进行进一步的实验探究。改进后的实验极大地调动了学生的学习兴趣，更激发了学生勇于探究、敢于创造的科学热情，让学生在不断的探究过程中提升科学素养。

2化抽象为具体，培养探究能力

瑞士教育心理学家皮亚杰曾说过：“知识来源于动作”。我国著名教育家陶行知先生也早在1927年便提出“行是知之始，知是行之成”的著名理论。这些都揭示了动手实践和探究实践的重要性。在初中生物实验中，有些实验材料有一定的安全风险，且实验原理较为抽象，初中生的抽象思维能力有限。因此，为了保证教学效果，降低学习风险和难度，笔者改进实验方法，并增设了自制生物模型的教学环节，化抽象为具体，放手让学生自己去思考、去动手，培养了学生的探究能力。

例如，模拟“血型鉴定”实验是苏教版七年级下册第十章第一节“血液和血型”第二课时的内容。教材中的实验需要用化学药品模拟配置4种血液和2种标准血清。教参推荐的硝酸铅、硝酸银、氯化钡等化学药品，多数都有一定毒性。七年级学生尚未接触化学学科，对化学药品更不了解。从学生认知和安全的角度，对教材实验进行了改进：

（1）模拟血型鉴定的过程：1准备4个烧杯，分别装入等量的牛奶、质量分数为10%的可溶性淀粉液、蒸馏水、淀粉液和牛奶（1∶1）。并分别在这四个烧杯上标注A型血、B型血、0型血、AB型血。用以上材料来模拟4种血型的待测样品。2准备2个载玻片，其中一个玻片滴加稀碘液，标明“A标准血清”，另一个滴加柠檬汁和橙汁，标明“B标准血清”。用是否出现沉淀代表血液中出现的凝集现象。

（2）探究血液凝集的原理：利用黏土代替有毒的化学物质，通过学生构思、组装、展示等，简单清晰地表达人类A、B、O、AB血型的分类及鉴定原理，巧妙化解了教学难点。而且黏土制作的模型，可以重复使用，节约资源，如图2所示。

教师引导学生利用身边常见的材料模拟血型鉴定的过程，加深了学生对实验现象的直观体验，提高了学生分析探究能力。同时，教师利用超轻黏土自制模型对血液凝集原理进行演示，激发了学生的学习兴趣。

3理论联系实际，培养创新思维

“培养学生具备一定的创新思维能力”是新课程倡导的重要目标之一。创新思维不仅可以帮助学生巩固已有的学习经验，更重要的是能产生新颖的、打破常规的教学成果。同时，“注重与现实生活相联系”也是新课程的基本理念之一。因此，笔者理论联系实际，设计模拟实验并实施，引导学生智慧思考，提高了学生的科学素养。

例如，“细胞膜能控制物质的进出”是苏教版七年级上册第三章第一节“植物细胞的结构与功能”中的内容。虽然，教材中对细胞膜结构介绍不多，但在后续教学中细胞膜的功能出现的频率非常高：小肠绒毛壁和毛细血管壁只有一层上皮细胞组成，只允许葡萄糖这样的小分子物质通过，不允许淀粉这样的大分子物质通过;在肾小球的滤过作用中，蛋白质和血细胞这样的大分子物质不能滤过......学生只能从理论上认识，却不能直观地感受到细胞膜控制物质进出的特点。如果教师能够利用实验，促进学生理论联系实际，可以帮助学生理解细胞膜的功能，也符合“创新思维”的教学理念。因此，笔者设计了以下模拟实验：1将生鸡蛋一端轻轻敲裂，用镊子剥出直径约为2cm的圆口。倒去内容物，并清洗干净备用。向50mL小烧杯中倒入约40mL的白醋，用保鲜膜包住烧杯口，防止白醋挥发，留下约占鸡蛋一半体积的空隙。最后将鸡蛋放入小烧杯中，轻轻向下压，大约使得一半鸡蛋浸入白醋中，静置一昼夜。2待鸡蛋的卵壳变软，只剩下白色的卵壳膜，洗净备用。从开口端分别加入5mL质量分数为10%葡萄糖溶液和质量分数为0.5%的淀粉溶液，制备混合溶液，模拟细胞膜内外的复杂环境。3向50mL小烧杯中加入约30mL的清水，让卵壳膜全部浸入清水中，静置40min。4将经过卵壳膜交换后的溶液移至另一烧杯中待用，并做好标记。5取小烧杯中的液体滴加碘液进行淀粉鉴定。6取小烧杯中的液体用尿糖试纸检测。用碘液鉴定烧杯中的液体时，可以看出淀粉没有通过卵壳膜，说明大分子淀粉不能通过细胞膜。用尿糖试纸测试时，原本是清水的烧杯中出现了一定浓度的葡萄糖，说明葡萄糖分子可以透过细胞膜。通过模拟实验，学生不仅对细胞膜的功能有了直观、清晰的认识，而且培养了创新意识及分析、解决问题的能力。笔者选用生活中常见的鸡蛋制作模拟细胞膜结构，也让学生体会到“知识源于生活”。

4結束语

初中生物实验颇多，每个实验都有其独特的教学辅助作用。但教材中的实验设计并非不可取代，教师要充分思考，智慧地开发利用身边的器材和资源，创设新颖、有趣的实验教学情境，让学生的探究、动手、思维等多种能力得到有效的培养，进而提升科学素养。

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