可以利用DIY实验辅助生物学概念教学的实践探索

（福建省厦门市集美区灌口中学 福建厦门 361023）

生物学科知识本身是一个相互关联、相互作用的整体，有如生命系统基于一系列的动态过程完成生命的存活与延续一样。过于静态和孤立的概念教学会不能使学生深入地理解生物学概念，不能完好的在理解的基础上搭建起生物学知识框架，也难以在现实生活的情境中进行所学知识的迁移和应用。显然，这不符合我国现行课程标准明确提出“倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念”的要求[1]。

泰米尔Tamir（1989）曾经提出:科学课程最独特之处在于实验课程。美国著名教育家杜威（（ J.Dewev ） 1992提出“做中学learning by doing"的学习理念。教育家陶行知在《教育的新生》中写到“行动是老子，知识是儿子，创造是孙子。有行动之勇敢，才有真知的收获。”他强调要通过行动实现知行合一[2]。

但当前高中生物实验教学存在很多问题，如实验内容增加、教学课时不足；实验教师专业化程度低；实验条件缺乏、实验教学难以开展；如何才能在有限的教学课时内，激发学生的学习兴趣，培养学生的动手操作能力，真正提高教学质量？笔者受日益流行的“DIY”的启发，结合自身的教学工作，有了利用DIY实验辅助生物学概念教学的想法和尝试。

什么是DIY ? Do It Yourself ！这不是一句简单的英文，他代表的是一种精神。什么精神?开动大脑，用你的双手去创造，自己去做，自己体验，挑战自我，享受其中的快乐，这就是DIY的最高境界。简而言之，就是“亲历亲为”。DIY实验就是依据教材内容、教材实验及科学史，以取材方便、制作容易、思路简洁明了、时间短、操作简单、容易成功为原则，人人都会做，人人都可以做的课堂实验[2]。

下面就以性状分离比的概念为例，谈谈生物课堂中融入DIY实验辅助教学的一些尝试。性状分离比DIY实验（案例）:

[尝试1]

材料用具：粉笔盒2个，分别在其正面标上甲、乙二字；颜色、形状和质地一样的的纸片40张；红色和黑色签字笔各一支。

实验方法与步骤：将40张纸片分为两组，每组纸片中各有10张用红笔写上字母D，另外10张用黑笔写上字母d，并将所有纸片对折好，使其不能看见所写的字母。取甲、乙两个粉笔盒，每个粉笔盒内分别放入写有字母D和d的两组纸片。甲粉笔盒上标记雌配子，乙粉笔盒上标记雄配子，甲粉笔盒中的D纸片与d纸片，就分别代表含基因D和含基因d的雌配子；乙粉笔盒中的D纸片与d纸片，就分别代表含基因D和含基因d的雄配子。

（1）混合纸片：分别摇动甲、乙粉笔盒，使粉笔盒内纸片充分混合。

（2）随机取纸：分别从两个粉笔盒内随机抓取一张纸片，组合在一起，这表示雌配子与雄配子随机结合成合子的过程。记录下这两张纸片的字母组合。

（3）重复实验：将抓取的纸片放回原来的粉笔盒，摇动粉笔盒中的彩纸，使纸片充分混合后，再按上述方法重复做50～100次（重复次数越多，模拟效果越好）。记录时，可将三种基因型写好，列出表格，以后每抓一次，在不同基因型后以“正”字形式记录（如下表）。

将班上的学生每三人分为一组，其中第一人控制甲粉笔盒，第二人控制乙粉笔盒，第三人负责记录，完成上述实验。

在本次改进中，实验材料很容易获得，学生的参与积极性很高。在实际教学过程中，基本所有学生都能按照老师的要求进行实验准备和实验操作。但在实验具体操作过程中却出现了如下问题：

1.普遍出现纸片混合不均匀的情况。由于纸片的重量太轻，所以在摇动粉笔盒的过程中很难混匀纸片。同时由于粉笔盒的空间太小，纸片的滚动性不强等因素都妨碍了纸片的充分混匀，使得实验的误差很大。

2.由于纸片容易出现重叠的现象，所有当不少同学抽出多张纸片后，在选择其中一张时往往容易受到主观意识的影响，从而影响了实验结果的客观性。

[尝试2]

材料用具：易拉罐2个，分别在易拉罐表面标上甲、乙二字；红豆和黄豆（或家用跳棋的黑色和白色玻璃珠，下同）各20粒。

实验方法与步骤：取甲、乙两个易拉罐，每个易拉罐内放有红豆和黄豆各10粒，并将红豆和黄豆分别标上字母D和d。甲易拉罐上标记雌配子，乙易拉罐上标记雄配子，甲易拉罐中的D红豆与d黄豆，就分别代表含基因D和含基因d的雌配子；乙易拉罐中的D红豆与d黄豆，就分别代表含基因D和含基因d的雄配子。

其他步骤与尝试1相同。

在本次改进中，实验材料同样很容易获得，并且克服了尝试1中的所有不足之处。在实际教学过程中，所取得的教学效果明显比尝试1的好。但在实验具体操作过程中也出现了一个小问题：不同种类的豆子在大小上会有比较明显的差别，很难做到大小统一，所以学生在抓取豆子时仍然容易受到主观意识的影响，增加实验的误差。同时在豆子上很难做标记，所以需要在实验操作前先和学生约定好分别用什么颜色的豆子代表D基因和d基因，相比较而言，虽然在玻璃珠上同样很难做标记，但大小比较一致，只需要在实验操作前先和学生约定好分别用什么颜色的玻璃珠代表D基因和d基因即可。

[尝试3]

材料用具：易拉罐2个，分别在易拉罐表面标上甲、乙二字；家用跳棋的黑色和白色玻璃珠各30粒。

实验方法与步骤：取甲、乙两个易拉罐，甲易拉罐内放有黑色玻璃珠和白色玻璃珠各20粒，乙易拉罐内放有黑色玻璃珠和白色玻璃珠各10粒，并将黑色玻璃珠和白色玻璃珠分别标上字母D和d。甲易拉罐上标记雄配子，乙易拉罐上标记雌配子，甲易拉罐中的D黑色玻璃珠与d白色玻璃珠，就分别代表含基因D和含基因d的雄配子；乙易拉罐中的D黑色玻璃珠与d白色玻璃珠，就分别代表含基因D和含基因d的雌配子。

其他步骤与尝试1相同。

在本次改进中，实验设置了雄配子数量多于雌配子数量的情况，通过实验操作以后学生会发现其分离比不变，从而让学生明白分离比与雌雄配子种类的比例有关，而与雌雄配子数量无关。在本次改进中还可以尝试雌配子数量多于雄配子数量的情况。

除本案例外，制作DNA双螺旋结构模型和建立减数分裂中染色体变化的模型等内容也是很好的DIY实验题材。

[例]建立减数分裂中染色体变化的模型DIY实验

1.活动准备：

（1）用彩色纸片做出4条蓝色和4条红色的染色单体，其中2条蓝色的染色单体长3-4cm ， 2条长6-8cm；2条红色的染色单体长3-4cm ，2条长6-8cm，其中红色表示来自母方，蓝色表示来自父方。

（2）把颜色、长度相同的两条染色单体成对并排放置。用同种颜色的吸扣代表着丝点，在两条染色单体中部将其粘起来，代表减数分裂开始时已完成复制的染色体。

（3）磁力小黑板1个，在左侧画一个初级精母细胞的轮廓、中心体和纺锤体；在右侧画2个次级精母细胞的轮廓，中心体和纺锤体。

2.活动任务：

模拟减数分裂时染色体数目及主要行为的动态变化；边操作边完成染色体/DNA数量变化表和曲线图。

总之，为了面向全体学生，引导学生主动参与实验，培养学生的创新精神和实践能力，从而使其主动构建核心概念，教师必须做好生物实验教学工作。生物课堂中融入DIY实验辅助概念教学，做到“教学做”合一，这不仅可以解决实验室建设上的不足，而且制作DIY实验中的材料也是对实验能力的一个重要补充。更重要的是优化了教学资源和教学环境，使自主、合作、探究的教学模式逐渐完善，培养了学生的实践操作能力和科学探究能力，积累了做的经验，有利于生物学概念的建构。