高中生物实验教学的优化探究

李芳芳 王海玮

（1.南京师范大学第二附属高级中学 江苏扬州 211400）

（2.仪征市教学研究室 江苏扬州 211400）

生物学是一门以实验为基础的自然科学，生物学实验在中学生物教学中占有极其重要的地位。纵观近几年的考试说明及生物高考试卷，对学生的实验设计、实验分析等实验能力的要求有明显提高。高中生物学教材有大量的验证性或探究性实验，教师如何切实开好这些实验课，从而提高学生的实验能力、创造能力，提高生物教学效果和提高学生的科学素质？

1 实验操作方法的优化

1.1 对实验材料进行预处理

在“绿叶中色素的提取和分离”实验中，如果实验材料——菠菜带有大量杂质并且水分不充足，则会影响实验结果。因此，为了得到色素更纯的滤液，教师必须预处理菠菜：将菠菜冲洗干净，去掉叶片上过于大的叶脉，晾干备用。在实验课上，为了避免学生在研磨菠菜叶上耗费大量时间，学生可将菠菜叶放入微波炉中烘干1～2 min。烘干后研磨节约了课堂时间，在降低菠菜叶水分的同时，增加了色素的提取率。

在“植物细胞的吸水和失水”实验中，对洋葱进行预处理以更好地撕去其外表皮的方法：剥下洋葱鳞片，并且放在特定的环境中晾晒。在晾晒的过程中，洋葱细胞因为失去了大量的水分，可能会出现和表皮脱离的现象，而且因失去了大量的水分，液泡中的紫色会明显加深。这种方式可以高效率地撕取表皮细胞，取得了一定的实验效果。但是，教师也要注意不能将洋葱放在阳光下晾晒，洋葱里的细胞会直接死亡，导致实验失败。

1.2 画滤液细线

在实验“绿叶中色素的提取和分离”中，笔者发现使用毛细吸管来画滤液细线很难使实验难取得一定的成效，主要是由于：①在整个实验的过程中，可能会因操作失误导致毛细管发生破裂；②毛细吸管移液管的孔中很容易溢出滤液，导致滤纸上的线条杂乱分布，颜色难以顺利实现分离。教师可采用如下方式：选择0.5 mm直径的水笔芯，取出色素提取物在铅笔线上画一条细线，并在滤液细线干燥后重复多次操作。经过实践，用水笔芯代替毛细管移液管控制滤液拉丝更容易掌控，也可以很好地避免滤液流出过多，可以促使印花颜料线细腻均匀。

2 教学方法的优化

科学化的教学方法能够很好地指引实验操作，脱离实际的教学方式不能很好地落地实践，因此在实验中，选取更科学合理的方法就显得格外重要。

2.1 设置对照实验

教材中有的实验没有设置对照实验，教师可以引导学生思考并设置对照组。例如，教材一直强调不要让滤液细线触及层析液。为了更好地解释这个问题，教师可以鼓励学生成立对照小组，小组成员把滤液细线浸入层析液中，并比较结果。通过实验发现，对照组中的色素彻底融入到层析液中，几乎看不到色素带。这种采用对照方式进行的实验操作，可以提高实验的严谨性，也可以清晰地解决学生对此存在的疑虑。

2.2 选择实验效果便于观察的材料

实验效果的好坏一定程度上取决于实验观察，尤其是在观察和验证性实验上更为明显。教师必须依据实验的目的，慎重选择材料。例如，西瓜匀浆虽富含还原糖，主要是由于其自身为红色，在使用斐林试剂检测还原糖时，匀浆本身的颜色对观察造成了影响。因此西瓜匀浆不适合做为检测还原糖的实验材料。也有些实验材料染色后对比度大，有助于实验现象的观察。例如，人体口腔上皮细胞经甲基绿吡罗红染液染色后，DNA呈现的绿色和RNA呈现的红色在无色口腔上皮细胞内特别明显，很容易观察。

3 教学设计的优化

在实验操作环节，学生都会有或多或少的错误操作。教师应关注所有的学生，及时发现学生所存在的缺陷，并对其进行指导和帮助，帮助学生高效地完成实验。例如，在学生对动物和植物的结构进行观察时，教师应该要求学生由上往下、由内而外进行观察。又如，当研究洋葱表皮细胞时应该取一定厚度的材料，但是许多学生采取的材料太厚，可能导致实验出现偏差。这就要求教师首先进行一些示范操作，再引导学生自主操作。学生通过反复的练习，确定实验材料的合适厚度。在实验操作完成后，教师应该立即指出学生在之前的操作中的一些误区，引导学生寻找相应的解决方案。教师可以事先制定相应的操作评估表，在学生操作的同时对其进行综合评估，可以促进学生的实操操作更好地贴近标准，同时又能作为实验评估的手段来评价实验课的具体情况。

4 实验装置的优化

4.1 探究酵母菌细胞呼吸的方式

教师可以改进教科书中关于有氧呼吸的实验装置，在装有质量分数为10%的NaOH溶液的锥形烧瓶之后加一个澄清石灰水的锥形瓶。这种装置可以检验空气中的二氧化碳是否已经被NaOH溶液完全吸收，使实验操作更加严谨。可以将一组控制装置添加到无氧呼吸操作中，具体操作是把一些未添加酵母的葡萄糖培养溶液和含有澄清石灰水的锥形瓶连接以消除澄清石灰水中的二氧化碳。另外，还可以将两种装置的培养液的液面添加一些油脂以形成厌氧环境，来排除锥形瓶中的空气对实验结果的影响。

4.2 比较过氧化氢在不同条件下的分解

比较过氧化氢在不同条件下的分解的实验过程会产生一些气泡，气泡中或多或少都会有些水分，会影响卫生香的燃烧效果，也有可能会导致卫生香熄灭，影响实验结果，甚至直接导致实验失败。同时，过氧化氢分解出来的气体在实验过程中也极易挥发，在进行卫生香的检验时，当检测到气体时，实验测试结果就有明显的区别。

改进后的实验装置如图1所示。

图1 过氧化氢在不同条件下的反应装置图

原有的实验装置在实际操作中容易溢流。改进后的实验装置能充分回收产生的气体，并且利用气球体积来展现出所有的气体量，可以使该实验效果更加明显。

5 实验类型的优化

高中教师在开展实验教学时，验证类实验的开设率较高，探索类实验较低。过高频率地开展验证类实验会在一定程度上降低学生的主观能动性和参与实验的积极性，还会对学生的创新能力造成一定的阻碍。教师将一些验证类的实验转变成探究类的实验，可以提升学生的主观能动性。

例如，在“绿叶中色素的提取和分离”实验中，教师将实验转变为“在高等植物的叶绿体中探索其有几种色素和颜色”。在实验的初期，教师按照一定的顺序，将有颜色的条带和实验材料摆放在一起。让学生借助实验来自己分析结果，并根据条带的颜色确定隶属于哪个色素带，进而真正理解色素的具体排列顺序。此外，教师提出问题，引导学生分析具体的实验结果：为什么不同的色素会分隔开？为什么一些色素带的宽窄不同？

又如，在“植物细胞的吸水和失水”的实验中，教师在预实验时，确定洋葱表皮细胞细胞液的质量浓度为0～0.30 g/mL，以0.05 g/mL为浓度梯度，共设置6个浓度值，引导学生对洋葱表皮细胞的细胞液浓度范围进行相关的探讨和分析。

6 实验考评方式的优化

在实验中，教师要重点关注实验教学的评价方式，尽可能地搭建一个全方位的评估体系，可利用试卷测试以及实验相结合的方法，为每个实验制定相应的实验规则，依据评估内容的重要性设定相应的比重，全面评价学生的实验态度及实操技能、实验探究及分析、科学方法的使用和思维能力。例如，笔者搭建的实验综合评价体系见表1。

表1 实验综合评估体系

在实验过程中，实验操作的准确性是整个实验成功的关键。所以，在实验实操的评估中，教师应当提升实验操作技能这一项考核比重，促进学生重视实操。每一个实验的操作要点不同，所评价的项目也不相同。实验操作能力主要通过实验操作的规范性与实验结果的准确性来体现的。

在实际的实验教学过程当中，教师要采用多种评价方法，有助于学生对于自己的优点和缺点有一个更深入的了解，促使学生的全方位能力得到明显提高。