基于深度教学研究的高中生物实验改进策略

    黄增财 郑晓花

    摘要：根据深度教学特点，结合实验教学实际，从实验准备、实验方案、实验内容、实验方法、实验材料和对实验有效整合等方面对高中生物实验进行部分改进，旨在提升实验能力和生物学科素养。

    关键词：深度教学 ?高中生物 ?实验 ?改进策略

    高中生物教材中的实验都是专家们经过多次考量而精心设计的。高中生物实验从方案、内容、设计、材料和方法等方面都是从统一性和普遍性的角度出发，对于各地差异和地方特色，无法做到完全兼顾。而课标也提到实验设计应当多样化，鼓励师生在采用规范的实验仪器设备设计实验的同时，也可以设计低成本、低消耗、低（无）污染的教学实验。通过实验改进也能够培养学生的科学探究能力，以及敢于质疑、敢于创新的精神。

    近些年，深度教学为广大一线教育工作者所提倡和实施。深度教学的基本理念就是追求教学的发展性，这也是课堂教学改革的根本。深度教学追求实现知识的内在发展价值的同时，极其强调反思性学习、批判性思维。笔者以本区域高中生物实验教学的内容为出发点，对部分高中生物实验进行有效的尝试、改进和总结。

    一、改进实验准备

    实验准备阶段，是很多教师容易忽略的，因为教师认为已经交代学生要做哪些实验，用到的实验材料和实验仪器在教材里已经明确体现，学生们要做的就是及时去预习，熟记实验内容要点。其实不然，对教师来说，教材内的实验当然是熟知的，直观的;可对学生来说，教材里未学习过的实验往往是一大段费解的文字。基于这种学习困难，教师在开展实验前，可以通过课堂进行相应的教师示范和教师辅导进行有效的学习帮助。针对一些微观、抽象且不易操作的实验，教师还可通过制作微课视频，用相应的图片和影像对学生的困惑进行有效的释疑、解答。例如在《培养液中酵母菌种群数量的变化》的实验课程进行授课前，制作了微课视频《血球计数板的使用》，利用微课短小精悍、信息量大、化微观抽象为直观形象的特点，布置学生在课前观看并及时解答微课布置的几个小问题。在后续的该部分实验内容授课中，学生们根据课前观看的微课介绍，就能有效地实现教学目标，完成教学内容。

    二、改进实验内容

    在必修二第一章性状分离比的模拟实验中，教材中的实验用甲、乙两个小桶分别代表雌、雄生殖器官;两种不同颜色的彩球各20个，一种彩球标记D，另一种彩球标记d……这部分内容容易造成学生理解上的偏差：学生会误解为雌雄配子的数量比为1∶1。因此建议进行如下的修改：准备不同形状或两种颜色的两个小桶，代表雌性卵巢的小桶内仍然放有小球20粒（两种颜色小球各10粒），代表雄性精巢的小桶内放有小球100粒（两种颜色小球各50粒）。这样的改进，有利于学生获得准确的感性认识;有利于培养学生严谨的科学思维和强化学生的知识体系，直指分离定律的问题实质;有利于学生思考和分析实验，突出重点，突破难点。

    三、改进实验方法

    高中生物實验中，有些实验方法按照教材要求进行，操作难度大，操作时间长，而且观察到的实验现象不理想。以下是三个改进实验方法的实例：

    （1）在使用洋葱鳞茎外表皮观察植物细胞的渗透吸水与失水实验中，在撕取洋葱鳞茎外表皮时，教材建议用刀片在洋葱鳞茎上划一个“井”字，然后再用镊子夹住切口旁的外表皮，进行轻轻的撕取。其实这个操作并不容易，因为洋葱外表皮在撕取过程中容易卷曲断裂，并且使用刀片无形中增加了一定的安全隐患。可用两手捏着以其弯曲的反方向轻轻折断，折断处会有“藕断丝连”的感觉，这个“丝”就是大片的外表皮。同理，在观察“线粒体在细胞中的分布”实验中，如需获取内表皮，也可以采用如此“掰断”的方法，只不过要顺着鳞片弯曲方向进行轻轻折断。

    （2）在生物教材中涉及的另一个用刀片的实验就是“检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质”，教材建议用双面刀片对浸泡过的花生子叶进行徒手切片，而且要求越薄越好。笔者发现学生们对此操作完成不好，大量课堂时间被用来切片，慌乱不说，还忽略了对实验现象的观察和对实验结果的分析。而对浸泡过的花生子叶统一进行磨碎匀浆处理，在载玻片上进行涂抹，制成匀浆涂片，既能节约大量实验时间，提高效率，又能取得良好的观察效果。

    （3）“绿叶中色素的提取和分离”实验，根据教材要求，通过毛细吸管吸取少量色素滤液，然后根据“水平画法”在描有铅笔细线的位置画上色素滤液，要求画得直、细、深，等到滤液细线干了以后，再重复几次。但毛细吸管较粗，画出的线粗细不均，而得到不整齐的色素条，影响后续的效果。笔者进行如下改进：在绿叶经过研磨后，取出待用的滤纸条，在要画上色素带的位置进行对折，用研磨棒蘸取不经过过滤的色素溶液，在折痕位置轻轻地直线涂几次，所得的色素条较为整齐，而且还省去了过滤的环节，实验效果明显。

    四、改进实验材料

    在“使用高倍镜观察叶绿体”的实验中，教材建议的观察材料是黑藻。有些地区获取黑藻很难，获取苔藓反而容易。而且苔藓的叶片更薄，一般只有一层细胞，观察效果良好。 “DNA的粗提取与鉴定”实验中，使用的材料是鸡血，鸡血作为实验材料有着红细胞容易破裂的优点，但是鸡血很难定时定量供应。如果改用鱼的精巢，也就是俗称的“鱼白”作为实验材料，那么实验现象将因为精巢内含有非常丰富的DNA而更加明显。“绿叶中色素的提取”实验，需要添加 CaCO3 保护色素。CaCO3 不仅不容易获取，而且不溶于水，造成色素提取液中CaCO3 白色粉末存在，一定程度上影响实验效果。同为弱碱性物质的Na2CO3 不但易溶于水，而且同样能保护叶绿素，会使实验现象更加明显，在市面上的碱面（Na 2CO 3）也很多。“细胞大小与物质运输的关系”实验中，用到的 NaOH是强碱，具有强烈腐蚀作用，产生的废液会对环境造成污染。使用红墨水代替 NaOH和酚酞的实验效果不仅良好，而且安全并能有效阻止污染产生。通过多种材料反复实验，学生熟练了实验操作的基本技能后，对课本实验材料的再次探索，可激活求异思维观，培养创新精神。

    五、对各个实验进行有效整合

    在高中生物实验操作中，因为课堂时间有限，所以对各个实验从时间上的整合很有必要。“对于植物组织中的还原糖鉴定”实验，教师可以先期用榨汁机制作好大量的苹果或梨的匀浆。对于水浴加热环节，可以先期烧好开水，冷却至50～65摄氏度，并放置在相应的保温容器中保温，再将学生们滴加了斐林试剂的待测样液进行水浴加热即可。

    事物都是不断发展变化的，作为基础自然科学的中学生物学亦是如此。教师必须克服守旧和囿于定论的思想，从尊重学科特点和学生长远利益出发，勤于思考、总结与反思，对原有实验进行行之有效的改进，既达成了在深度教学的目标要求，又让学生通过实验操作，掌握用发展的眼光看待问题的能力，为今后自身发展奠定坚实的基础。

    参考文献：

    [1]杨英姿.基于核心素养的高中生物实验改进策略[J].教育与装备研究，2018（10）：83-85.

    [2]郭元祥.论深度教学：源起、基础与理念[J].教育研究与实验，2017（3）：1-11.

    [3]董菁.浅谈高中生物实验教学[J].甘肃教育，2019（8）：122.