探索选修一《生物技术实践》的实验教学

禹双根

1 选修一实验课的重要性

广东省2010年高考的改革，让高中生物选修一的教学被蒙上一层神秘的面纱。因高考考标未明确规定选修一的考分，只规定了在24分的实验范围。无疑给授课教师出了一道难题，如果不开课，会使学生丢掉宝贵的几分如果全部开课的话，授课时间有限不能满足实验教学的需要。只开一部分实验课的话没办法把握哪个是重点，这让教师左右为难。随着2010年广东生物高考试题的出炉，选修一的内容作为双选题的出现，难度系数低分值6分，相对来说分数比重大，出乎很多教师的意料，这不仅给不开课的学校或不重视选修一教学的学校带来了一些损失，更可惜的是给学生们带来的遗憾。

选修一之所以不被重视，除了高考分数比例不大之外，目前还面临一下几个问题：①全为实验课，每一个实验时间长，实验教学计划难以制定；②大多中学实验室不具备开展选修实验的的条件；③学生人均占有的资源少，不能充分训练；④实验员工作量大。

很多学校都是在高_一时才开选修实验课，如何在高三的宝贵时间里，开好选修一的实验课，使学生在短时间内既能学到知识，又能不浪费时间？这对探索该模块的实验教学显得尤为重要。经过连续两年的教学模索，仅用三周的时间上完了全部实验课程，而且学生亲自参与了几个实验，在紧张的学习之余还能学到生活中常见的一些生物技术，喝喝自酿的葡萄酒，尝尝亲手做的泡菜，无疑给枯燥的高三生活增添了不少乐趣，也减轻了压力，学习起来更为轻松。

2 充分了解教材。找出重点专题，教学时有的放矢

选修一这模块的内容为《生物技术实践》，是一门以学生为主体，通过实验设计和操作实践，学习科学探究的选修课程，是一门生物科学技术应用于社会的STS课程。本模块与其他必修、选修模块不同，学习主要是为了应用，在实践过程中理解知识，主要针对以后继续学习理工类专业或对实验操作感兴趣的学生。

本模块共分为6个专题12个课题，依次是：传统发酵技术的应用，微生物的培养与应用，植物的组织培养技术，酶的研究与应用，DNA和蛋白质技术以及植物有效成分的提取。各个专题之间相对独立，没有严格的顺序关系。每个课题的开展需要的实验设备、器材，很多是目前一般中学实验室无法具备的，再加上耗时的长度，也就根本无法开展，开课无疑是一个挑战。教师在现有的条件下，充分了解教材的特点，把握重点，大胆舍弃。依据历年来各省的高考试题来看，专题一传统发酵技术的应用、专题二微生物的培养和应用、蛋白质的提取分离和DNA粗提取是重点。专题三植物组织培养技术有必修模块为基础，问题不大，其他的专题就只能点到为止了。因此争取每个专题挑选一两个课题进行实践操作，其余的看视频。具体教学根据不同的专题采用不同的方法，一般按照下面几种教学过程进行。

课前预习→动手实验→分析评价；

精读精讲→观看录像→分析评价；

精读精讲→观看录像→课后实验→分析评价；

课前预习→演示实验→分析评价。

根据课题的具体情况，有的可以在实验室完成，有的可以在教室里完成，有的还可以作为家庭作业在在家里完成，有的可以改为教室演示实验完成。

3 改变教学理念。调整得失心态

近几年来，尽管素质教育提倡的如火如荼，但在中小城市，分数和升学率还是决定一所学校和教师的生命线。尽管开展选修课困难重重，但教师还是被迫迎难而上。很多教师误认为，选修一的内容完全是脱离必修模块，花费大量的时间去学习不合算，还不如干脆节省时间复习其他重要模块。

其实充分了解教材后就知道，选修一的教材并非实验指导手册写的那样简单，例如微生物的培养、纯化、分离和应用虽然是新的内容，但植物组织培养中的花药离体培养，涉及被子植物花粉的发育和单倍体育种的专门知识；酵母细胞的固定化，DNA的粗提取和PCR技术，血红蛋白的提取和分离等包含着现代生物科学技术的基础知识；植物有效成分的提取中有许多物理和化学知识的应用；即使是与生活密切相关的传统发酵技术和酶制剂的应用，也需要复习有关的基础知识。因此本模块仍具有获取知识的教学价值，不仅是对前面基础知识的巩固，而且还能让学生学到与生活实际密切联系的生物技术。因此，教师不能只片面地追求分数，教给学生死板的科学知识，应利用身边的生物技术，激发学生的学习兴趣，改变原有的教学理念，更多从学生自身的角度考虑，使学生获得生物知识的同时，也能掌握一些来自实际生活的基本、简单的生物技能，例如果酒的制作、泡菜的制作、腐乳的制作。

4 精心准备。巧妙设计，巧用器材。探索新的实验方法

选修一最难开课的重要原因是器材的准备难度大，耗时长。如果按课本要求，很多学校都不具备开实验课的条件，如不具备干热箱、高压灭菌锅等这些专门的器材，即使有，消毒、灭菌、培养都需要很长的时间，这就需要教师多动脑筋，能否根据实际情况，巧用器材，省去一些实验程序，不仅可以节约实验成本，更能大大地节省实验时间。现以果酒果醋的制作泡菜的制作为例，介绍实验设计。

4.1 果酒果醋的制作

实验思路：（1）果酒果醋的制作其实操作非常简单，但器材的贮备较难，需要榨汁机、发酵瓶、灭菌锅，其实用消毒的手可以代替榨汁机，未开封的矿泉水瓶可以代替发酵瓶（因矿泉水瓶本身已经灭菌，发酵时拧松瓶盖就可放气），这样可节省大量时间。

（2）为使实验效果更明显，可以事先准备好已活化的酵母菌。

（3）理论知识可以提前发预习提纲让学生自学。这样三个课时的内容一节课可以完成。

实验器材：每组未冲洗的红葡萄10颗、烧杯1个、未开封的矿泉水1瓶（学生自带），75%的酒精棉，活化的酵母菌少量。

实验过程：

（1）教师先示范实验过程，要规范实验的程序，强调注意事项（5min）。

（2）学生实验：①挑选葡萄；②冲洗（用自带的纯净水冲洗就可）；③去梗榨汁（用75%的酒精消毒双手和烧杯，直接用手挤压葡萄，尽量揉烂一点）；④装瓶（将揉烂的皮、汁、子一起装进准备好的留有1/3纯净水的瓶内，留出1/3的空间不要装满，便于以后放气），并在瓶内滴人几滴活化好了的酵母菌（使后面的实验效果更明显）；⑤盖好瓶盖并拧紧，课后带回课室（学生完成整个实验过程只需要10min）。

（3）播放果酒果醋的制作视频，进一步熟悉操作程序，找出自己实验过程中的不足（网上有各个实验的视频可供下载，时间比较短，6-7min左右）。

（4）讲解预习提纲中的一些的理论知识（15～20min左右）。

①果酒的制作需要什么微生物？

②酵母菌的形态、结构、分布、种类及菌落如何？

③酵母菌的代谢类型及其呼吸过程的反应式如何？

④酵母菌的适宜温度是多少？

⑤为什么在一般情况下葡萄酒呈红色？

⑥什么叫发酵，发酵等同于无氧呼吸吗？酵母菌有何实际应用？

（5）布置课后任务（2min左右）学生回教室后将自制的发酵瓶保管好，最好不要放在阳台上暴晒，每天要观察现象并记录，如果一旦瓶子胀气了，要及时轻轻拧送瓶盖放弃并注意闻闻气味，是否有酒香，有时一天需要放气2-3次。自觉商量那几组等有酒香味后，将瓶盖拧开，盖上无菌纱布，进行果醋的制作。在高三紧张的生活之余，能每天有点寄托，放松情绪，调节心情，不仅学到了理论知识，而且付诸了实践，也领略到了古代人们的智慧。

4.2 泡菜的制作

学生们都吃过泡菜的，平时很多学生在家里也见过父母做的泡菜，只是未留意而已，因而泡菜的制作对学生更有吸引力。

实验思路：泡菜的制作环节比葡萄酒的制作更为简单。

①泡菜坛子可以让学生吃过的罐头瓶代替（学生每组自带一个）。

②盐水制作：为节省时间，盐开水可以由实验老师事先做好备好，按清水与盐的质量比4：1比例配置，封瓶时可以先用保鲜膜盖一层，再拧盖子。

实验材料：（干鲜均可）花椒、尖红辣椒、白酒、洗净并切好的萝卜、白菜必不可少，那是“养”水的，不然就缺乏香味。

实验过程：

罐头瓶消毒→装盐水→放入原料（萝卜、白菜）→根据喜爱加入调味料（少许糖，蒜、姜和尖红辣椒等）装至8成→密封→带回教室发酵并观察→10d后。取样品到实验室测定亚硝酸盐的含量（由教师帮助完成）→含量达标实验成功，并可以食用自己亲手做的泡菜。

本实验主要要求学生掌握泡菜的制作流程和测定亚硝酸盐的原理，而亚硝酸的含量检测的具体操作过程讲解就行，实验过程就可以大胆舍弃。这样理论知识加实验过程也可以一节课完成。

4.3 腐乳的制作

本实验因毛霉的生长时间较长，不宜在实验室开展，因此可以在课堂讲解实验原理，观看录像之后，作为家庭作业布置给学生，并通过家长的帮助在家里完成。

其他几个专题的开展可以根据不同的内容分别采取以上几种不同的方法，来完成教学。因为上新课时内容比较扎实，所以以后不再对这部分内容采取复习，只有在练习中碰到相应内容再去复习。这样为整个专题的学习节省了时间。

由此看来，教师不断地探索新的教学方法、教学思路，大胆改革，不仅可以完成课标的教学任务，同时可以提高学生的学习兴趣，动手热情，培养了学生的观察能力。学生们不仅尝到了探究的乐趣，成就感倍增，而且真正做到了理论与实践相结合，还改变了选修一这一模块的命运。