开放性实验教学的实践与思考

丁志锋

摘 要 结合教学实践，重点说明了在实验材料选择与处理、实验装置、实验流程、实验结果检测与分析以及后续实验课题衍生与再探究等方面，实施的开放性设置与优化。并就如何变实验过程中出现的“意外”为“精彩”提出了几点应对策略和建议。

关键词 开放性实验 材料选择与处理 实验教学

中图分类号 G633.91 文献标识码 B

1 引言

新课程标准要求高中生物实验的主要价值应体现培养学生科学探究方法和创新思维，发展学生的能力，养成尊重事实，探索真理的科学态度。当前，由于教学课时的限制、教师传统教学理念和模式的沿袭以及教师对实验教学主动性研究的缺乏，导致中学生物实验教学存在以下典型问题：重知识轻技能；重讲解轻引导；重结果轻过程，导致学生的探究意识、操作能力以及科学素养极度缺乏，学科知识缺乏有效支撑。因此，在高中生物实验教学中，如何让实验真正成为学生形象认识生物体结构、深刻理解生物学规律的有效推手，需要教师对新课程标准下高中生物实验教学进行积极探索和不断优化。

2 教学实施

新课程标准指出：教科书内容的呈现方式应当有较大的开放性，应当让学生认识到教科书内容不是让他们被动地不假思索地全盘接受，而是提供了一些让他们分析和思考的素材。学生对教科书内容有不同的看法，不仅是允许的，而且是值得鼓励的。因此，在生物实验教学中，根据实验自身的特点，教师可有选择、有针对性地在实验材料选择与处理、实验装置、实验流程、实验结果检测与分析以及后续实验课题衍生与再探究等方面，进行开放性设置与优化。

2.1 实验材料的开放性选择与处理

实验选材不能教条主义、经验主义，因为生物实验材料不具有唯一性。教学中，教师可让学生自主选择材料进行分组实验，然后根据实验现象、结果的比较，确认最佳实验材料，并尝试分析原因。例如，在DNA的粗提取与分离实验中，笔者为学生提供了花菜、香蕉、鸡血、鱼白四种材料，将学生分成四组，各选其中一种材料分别进行实验，最终发现选择鱼白的组别提取到的絮状DNA最多，实验效果最佳，实验成功率很高。最后教师引导学生讨论、分析鱼白材料中DNA含量高的原因，为实验结果寻求理论依据。通过实验材料的开放性设置，有效激发了学生的探究兴趣，锻炼了学生的动手操作能力，使理论与实践得到了有机结合。

利用相同的实验材料进行实验时，一些不同的处理方法有时就会有简化实验步骤、提高实验效率之妙。例如，以香蕉作为材料进行DNA粗提取时，就可采用以下处理方法：香蕉去皮切成小块放入保鲜袋中，用手掌压成泥状；将含有洗洁精的食盐缓冲液倒入保鲜袋内，进行充分混合挤压后，将保鲜袋放入60℃温水浴中15 min；取一只50 mL烧杯，罩上4层纱布（用橡皮筋把纱布罩在烧杯口上），取出保鲜袋，在袋底部剪一小口，让袋内混合物经过纱布过滤，获取滤液……DNA的粗提取是一个复杂、繁琐的实验，且需要一定试剂和仪器设备的支撑，这对一般中学开展此实验带来了难度，而以上对实验材料的处理降低了对实验条件的要求，节约了时间，效果也较为明显。

2.2 实验装置的开放性优化

在“绿叶中色素的提取与分离”实验中，学生进行分离色素这一步骤时，如果按照教材采用小烧杯作为层析装置，用培养皿盖住小烧杯，极易造成滤液细线触及层析液或滤纸条贴壁，致使实验失败。因此，在学生实验结束后进行原因分析时，教师要求学生根据这一失利原因进行课后讨论，尝试对该层析装置设计予以优化。一周后，有学生提出了以下实验装置改装设想：用滤纸封住烧杯口并用透明胶固定好，用小刀在滤纸上刻出间隔合理的多个缺口，用于插入和固定滤纸条。使用后，发现这样的装置制作简单并具有多个优点：位置固定，避免了滤纸条贴壁；减少了层析液的挥发；可同时放置多个滤纸条，多个实验组可合用一个这样的装置，减少了层析液等实验耗材及相关器具的用量，便于课后统一回收（图1）。

2.3 实验流程的开放性设置

根据实验中经常出现的实验误差的反思和探究，对实验流程作一些简单的调整，实验效果有时会十分“惊艳”。在色素分离实验中，有时滤纸条上的色素带颜色较淡，原因有很多，其中一个原因就是滤纸条上色素含量少。为了使滤纸条上积聚更多的色素，提高实验的成功率，教师可在教材提出的步骤中增添一步萃取的操作：在获得色素提取液后，可在试管中加1~2 mL层析液，静置一段时间，由于色素在层析液中溶解度更大，可在试管上层获得较浓的色素提取液，层析后滤纸条上色素带非常清晰。

2.4 实验结果检测方法的开放性设计

在探究酵母菌呼吸作用方式实验中，针对发酵产物的鉴定环节，可在教材装置的基础上改装增设一个简易装置，能让学生更加直观地理解酵母菌的发酵产物：分别在无氧和有氧两个组别的发酵瓶右侧出气导管上分别套上1个挤瘪的小气球，并密封好连接口。在发酵过程中，可通过观察小气球的鼓起程度直观实时地估测两个组别的气体产物的多少；待发酵结束，取下小气球，将其中的气体收集并通入澄清石灰水，可观察到石灰水变浑浊，同时可在无氧发酵组的气球口看到少量泡沫积聚，并能嗅到酒香味。该检测方法最大的优点在于：实时监测、直观形象。

2.5 实验结果的开放性分析

完成实验后对实验结果的展示交流是提高学生分析能力的重要环节。学生的展示交流应该具有开放性，要能对实验操作的规范性进行互相评价，要能对实验现象是预期的还是意外的进行讨论分析，对实验的结论进行总结与归纳，并对实验的改进和创新交流自己的看法。例如，在“叶绿体中色素的提取与分离”实验中，有学生滤纸条上只出现了两条色素带，有学生滤纸条上一条色素带都没有，有学生滤纸条上出现了四条色素带，但颜色很浅……教师可引导学生从选材及处理、在实验中的操作不规范乃至错误等几个方向，分析现象异常原因。学生在讨论分析的过程中，对本实验的原理、步骤又将有更深入的认识和理解，有助于拓展学生的思维，培养学生严谨的研究习惯。

2.6 实验课题的开放性衍生与再探究

科学研究与发现往往需要经过周而复始的质疑、实证、辩论、修正后，才能形成一个相对成熟的理论，而质疑是探索的源泉和方向。因此，实验完成得出结论之时，其实又是新一轮探究的开始。此时，教师需要积极引导学生进行开放性再思考。

在植物细胞质壁分离及复原实验完成后，教师可引导学生思考以下问题：洋葱鳞片叶表皮细胞在经3 mol/L蔗糖溶液处理后再置于蒸馏水中能否复原？若将洋葱鳞片叶表皮细胞置于KNO3溶液中，多少浓度条件下能发生质壁分离现象呢？多少浓度条件下能发生质壁分离自动复原现象呢？……并可从中挑选有价值的课题予以再探究。本研究设计了一系列浓度梯度的KNO3溶液，以探究洋葱鳞片叶表皮细胞发生质壁分离及自动复原的最佳KNO3溶液浓度（范围）。

实验材料用具：紫色洋葱鳞片叶、光学显微镜（载玻片、盖玻片）、刀片、镊子。

实验步骤：制片→滴加各浓度KNO3溶液2滴→镜检（持续30 min）。

实验结果见表1。

实验结论：据表1可知，在较高浓度的KNO3溶液（大于0.6 mol/L）中，洋葱鳞片叶表皮细胞是可以发生质壁分离的，而较低浓度的KNO3溶液（如0.6 mol/L）更适合用做观察质壁分离自动复原。

3 关注开放性设置后产生的“意外”

开放性实验教学中，有时难免会出现一些“意外”现象。如何对待教学中的“意外”现象？如何让这一次次的“意外”演绎转变成一次次的“精彩”呢？下面就以一个学生自主选择实验材料并自主设计完成的“探究pH对酶活性的影响”实验方案为例予以说明。实验结果见表2。

实验结果发现：1、2、4号试管都不同程度的显蓝色，3、5号试管显色为橙黄色，出现了与预设结果不一致的“意外”。学生提出疑问：唾液淀粉酶最适pH是6.8，在碱性条件下难道没有失活而且活性还很高？面对“意外”和疑问，教师引导学生分析可能原因：① pH为8时，淀粉酶活性很高；② 缓冲液中的碱性物质改变了淀粉的性质；③ 缓冲液中的碱性物质破坏了碘液，使碘液遇淀粉不再显色。然后教师进一步指导学生设计实验验证以上观点。

验证实验一：重复上述实验步骤，最后在各试管中分别加入斐林试剂并水浴加热，结果1~4号试管不同程度出现砖红色沉淀，3号试管颜色最深，5号试管为浅蓝色。结论：淀粉酶在pH为6.8时活性最高，而在碱性条件下几乎没有活性。

验证实验二：实验步骤及结果见表3。

据表3中实验结果可得出结论：NaOH能使淀粉的性质发生改变，但在被酸中和时淀粉可复性。

验证实验三：实验步骤及结果见表4。

据表4中实验结果可得出结论：NaOH可以破坏碘液，但在被酸中和时碘液颜色可恢复。

综合以上验证实验，学生认识到：“探究pH对酶活性的影响”实验中5号试管不显蓝色，不是淀粉被唾液淀粉酶水解，而是因为淀粉在碱性条件下性质发生改变，碘液在碱性条件下显色反应受到影响所致。由此得出：在“探究pH对酶活性的影响”实验中，碱性条件下不宜选用碘液作鉴定指示剂。

通过以上案例，在实验教学中，只要教师正确面对和引导，通过科学设计、再实验，就能变“意外”为“精彩”，在科学处理实验“意外”的同时，学生的探究能力、分析综合能力和解决实际问题的能力也能得到有效锻炼和提高。

在实验教学过程中，通过各实验环节的开放性设置，有助于教师实现四个方面的转变：使学生积极参与到实验中来，变被动为主动；重实验结果更甚于重实验过程；教师从监管者转变为引导者；采用各种激励措施，让每位学生都进行实验操作。同时，通过开放性设置而形成的多元化平台，让学生有了充分想象和独立思考的空间，学生的个性、独立性、协作性将得到更加充分的发展，学生的科学素养将能得到切实提高。

endprint

摘 要 结合教学实践，重点说明了在实验材料选择与处理、实验装置、实验流程、实验结果检测与分析以及后续实验课题衍生与再探究等方面，实施的开放性设置与优化。并就如何变实验过程中出现的“意外”为“精彩”提出了几点应对策略和建议。

关键词 开放性实验 材料选择与处理 实验教学

中图分类号 G633.91 文献标识码 B

1 引言

新课程标准要求高中生物实验的主要价值应体现培养学生科学探究方法和创新思维，发展学生的能力，养成尊重事实，探索真理的科学态度。当前，由于教学课时的限制、教师传统教学理念和模式的沿袭以及教师对实验教学主动性研究的缺乏，导致中学生物实验教学存在以下典型问题：重知识轻技能；重讲解轻引导；重结果轻过程，导致学生的探究意识、操作能力以及科学素养极度缺乏，学科知识缺乏有效支撑。因此，在高中生物实验教学中，如何让实验真正成为学生形象认识生物体结构、深刻理解生物学规律的有效推手，需要教师对新课程标准下高中生物实验教学进行积极探索和不断优化。

2 教学实施

新课程标准指出：教科书内容的呈现方式应当有较大的开放性，应当让学生认识到教科书内容不是让他们被动地不假思索地全盘接受，而是提供了一些让他们分析和思考的素材。学生对教科书内容有不同的看法，不仅是允许的，而且是值得鼓励的。因此，在生物实验教学中，根据实验自身的特点，教师可有选择、有针对性地在实验材料选择与处理、实验装置、实验流程、实验结果检测与分析以及后续实验课题衍生与再探究等方面，进行开放性设置与优化。

2.1 实验材料的开放性选择与处理

实验选材不能教条主义、经验主义，因为生物实验材料不具有唯一性。教学中，教师可让学生自主选择材料进行分组实验，然后根据实验现象、结果的比较，确认最佳实验材料，并尝试分析原因。例如，在DNA的粗提取与分离实验中，笔者为学生提供了花菜、香蕉、鸡血、鱼白四种材料，将学生分成四组，各选其中一种材料分别进行实验，最终发现选择鱼白的组别提取到的絮状DNA最多，实验效果最佳，实验成功率很高。最后教师引导学生讨论、分析鱼白材料中DNA含量高的原因，为实验结果寻求理论依据。通过实验材料的开放性设置，有效激发了学生的探究兴趣，锻炼了学生的动手操作能力，使理论与实践得到了有机结合。

利用相同的实验材料进行实验时，一些不同的处理方法有时就会有简化实验步骤、提高实验效率之妙。例如，以香蕉作为材料进行DNA粗提取时，就可采用以下处理方法：香蕉去皮切成小块放入保鲜袋中，用手掌压成泥状；将含有洗洁精的食盐缓冲液倒入保鲜袋内，进行充分混合挤压后，将保鲜袋放入60℃温水浴中15 min；取一只50 mL烧杯，罩上4层纱布（用橡皮筋把纱布罩在烧杯口上），取出保鲜袋，在袋底部剪一小口，让袋内混合物经过纱布过滤，获取滤液……DNA的粗提取是一个复杂、繁琐的实验，且需要一定试剂和仪器设备的支撑，这对一般中学开展此实验带来了难度，而以上对实验材料的处理降低了对实验条件的要求，节约了时间，效果也较为明显。

2.2 实验装置的开放性优化

在“绿叶中色素的提取与分离”实验中，学生进行分离色素这一步骤时，如果按照教材采用小烧杯作为层析装置，用培养皿盖住小烧杯，极易造成滤液细线触及层析液或滤纸条贴壁，致使实验失败。因此，在学生实验结束后进行原因分析时，教师要求学生根据这一失利原因进行课后讨论，尝试对该层析装置设计予以优化。一周后，有学生提出了以下实验装置改装设想：用滤纸封住烧杯口并用透明胶固定好，用小刀在滤纸上刻出间隔合理的多个缺口，用于插入和固定滤纸条。使用后，发现这样的装置制作简单并具有多个优点：位置固定，避免了滤纸条贴壁；减少了层析液的挥发；可同时放置多个滤纸条，多个实验组可合用一个这样的装置，减少了层析液等实验耗材及相关器具的用量，便于课后统一回收（图1）。

2.3 实验流程的开放性设置

根据实验中经常出现的实验误差的反思和探究，对实验流程作一些简单的调整，实验效果有时会十分“惊艳”。在色素分离实验中，有时滤纸条上的色素带颜色较淡，原因有很多，其中一个原因就是滤纸条上色素含量少。为了使滤纸条上积聚更多的色素，提高实验的成功率，教师可在教材提出的步骤中增添一步萃取的操作：在获得色素提取液后，可在试管中加1~2 mL层析液，静置一段时间，由于色素在层析液中溶解度更大，可在试管上层获得较浓的色素提取液，层析后滤纸条上色素带非常清晰。

2.4 实验结果检测方法的开放性设计

在探究酵母菌呼吸作用方式实验中，针对发酵产物的鉴定环节，可在教材装置的基础上改装增设一个简易装置，能让学生更加直观地理解酵母菌的发酵产物：分别在无氧和有氧两个组别的发酵瓶右侧出气导管上分别套上1个挤瘪的小气球，并密封好连接口。在发酵过程中，可通过观察小气球的鼓起程度直观实时地估测两个组别的气体产物的多少；待发酵结束，取下小气球，将其中的气体收集并通入澄清石灰水，可观察到石灰水变浑浊，同时可在无氧发酵组的气球口看到少量泡沫积聚，并能嗅到酒香味。该检测方法最大的优点在于：实时监测、直观形象。

2.5 实验结果的开放性分析

完成实验后对实验结果的展示交流是提高学生分析能力的重要环节。学生的展示交流应该具有开放性，要能对实验操作的规范性进行互相评价，要能对实验现象是预期的还是意外的进行讨论分析，对实验的结论进行总结与归纳，并对实验的改进和创新交流自己的看法。例如，在“叶绿体中色素的提取与分离”实验中，有学生滤纸条上只出现了两条色素带，有学生滤纸条上一条色素带都没有，有学生滤纸条上出现了四条色素带，但颜色很浅……教师可引导学生从选材及处理、在实验中的操作不规范乃至错误等几个方向，分析现象异常原因。学生在讨论分析的过程中，对本实验的原理、步骤又将有更深入的认识和理解，有助于拓展学生的思维，培养学生严谨的研究习惯。

2.6 实验课题的开放性衍生与再探究

科学研究与发现往往需要经过周而复始的质疑、实证、辩论、修正后，才能形成一个相对成熟的理论，而质疑是探索的源泉和方向。因此，实验完成得出结论之时，其实又是新一轮探究的开始。此时，教师需要积极引导学生进行开放性再思考。

在植物细胞质壁分离及复原实验完成后，教师可引导学生思考以下问题：洋葱鳞片叶表皮细胞在经3 mol/L蔗糖溶液处理后再置于蒸馏水中能否复原？若将洋葱鳞片叶表皮细胞置于KNO3溶液中，多少浓度条件下能发生质壁分离现象呢？多少浓度条件下能发生质壁分离自动复原现象呢？……并可从中挑选有价值的课题予以再探究。本研究设计了一系列浓度梯度的KNO3溶液，以探究洋葱鳞片叶表皮细胞发生质壁分离及自动复原的最佳KNO3溶液浓度（范围）。

实验材料用具：紫色洋葱鳞片叶、光学显微镜（载玻片、盖玻片）、刀片、镊子。

实验步骤：制片→滴加各浓度KNO3溶液2滴→镜检（持续30 min）。

实验结果见表1。

实验结论：据表1可知，在较高浓度的KNO3溶液（大于0.6 mol/L）中，洋葱鳞片叶表皮细胞是可以发生质壁分离的，而较低浓度的KNO3溶液（如0.6 mol/L）更适合用做观察质壁分离自动复原。

3 关注开放性设置后产生的“意外”

开放性实验教学中，有时难免会出现一些“意外”现象。如何对待教学中的“意外”现象？如何让这一次次的“意外”演绎转变成一次次的“精彩”呢？下面就以一个学生自主选择实验材料并自主设计完成的“探究pH对酶活性的影响”实验方案为例予以说明。实验结果见表2。

实验结果发现：1、2、4号试管都不同程度的显蓝色，3、5号试管显色为橙黄色，出现了与预设结果不一致的“意外”。学生提出疑问：唾液淀粉酶最适pH是6.8，在碱性条件下难道没有失活而且活性还很高？面对“意外”和疑问，教师引导学生分析可能原因：① pH为8时，淀粉酶活性很高；② 缓冲液中的碱性物质改变了淀粉的性质；③ 缓冲液中的碱性物质破坏了碘液，使碘液遇淀粉不再显色。然后教师进一步指导学生设计实验验证以上观点。

验证实验一：重复上述实验步骤，最后在各试管中分别加入斐林试剂并水浴加热，结果1~4号试管不同程度出现砖红色沉淀，3号试管颜色最深，5号试管为浅蓝色。结论：淀粉酶在pH为6.8时活性最高，而在碱性条件下几乎没有活性。

验证实验二：实验步骤及结果见表3。

据表3中实验结果可得出结论：NaOH能使淀粉的性质发生改变，但在被酸中和时淀粉可复性。

验证实验三：实验步骤及结果见表4。

据表4中实验结果可得出结论：NaOH可以破坏碘液，但在被酸中和时碘液颜色可恢复。

综合以上验证实验，学生认识到：“探究pH对酶活性的影响”实验中5号试管不显蓝色，不是淀粉被唾液淀粉酶水解，而是因为淀粉在碱性条件下性质发生改变，碘液在碱性条件下显色反应受到影响所致。由此得出：在“探究pH对酶活性的影响”实验中，碱性条件下不宜选用碘液作鉴定指示剂。

通过以上案例，在实验教学中，只要教师正确面对和引导，通过科学设计、再实验，就能变“意外”为“精彩”，在科学处理实验“意外”的同时，学生的探究能力、分析综合能力和解决实际问题的能力也能得到有效锻炼和提高。

在实验教学过程中，通过各实验环节的开放性设置，有助于教师实现四个方面的转变：使学生积极参与到实验中来，变被动为主动；重实验结果更甚于重实验过程；教师从监管者转变为引导者；采用各种激励措施，让每位学生都进行实验操作。同时，通过开放性设置而形成的多元化平台，让学生有了充分想象和独立思考的空间，学生的个性、独立性、协作性将得到更加充分的发展，学生的科学素养将能得到切实提高。

endprint

摘 要 结合教学实践，重点说明了在实验材料选择与处理、实验装置、实验流程、实验结果检测与分析以及后续实验课题衍生与再探究等方面，实施的开放性设置与优化。并就如何变实验过程中出现的“意外”为“精彩”提出了几点应对策略和建议。

关键词 开放性实验 材料选择与处理 实验教学

中图分类号 G633.91 文献标识码 B

1 引言

新课程标准要求高中生物实验的主要价值应体现培养学生科学探究方法和创新思维，发展学生的能力，养成尊重事实，探索真理的科学态度。当前，由于教学课时的限制、教师传统教学理念和模式的沿袭以及教师对实验教学主动性研究的缺乏，导致中学生物实验教学存在以下典型问题：重知识轻技能；重讲解轻引导；重结果轻过程，导致学生的探究意识、操作能力以及科学素养极度缺乏，学科知识缺乏有效支撑。因此，在高中生物实验教学中，如何让实验真正成为学生形象认识生物体结构、深刻理解生物学规律的有效推手，需要教师对新课程标准下高中生物实验教学进行积极探索和不断优化。

2 教学实施

新课程标准指出：教科书内容的呈现方式应当有较大的开放性，应当让学生认识到教科书内容不是让他们被动地不假思索地全盘接受，而是提供了一些让他们分析和思考的素材。学生对教科书内容有不同的看法，不仅是允许的，而且是值得鼓励的。因此，在生物实验教学中，根据实验自身的特点，教师可有选择、有针对性地在实验材料选择与处理、实验装置、实验流程、实验结果检测与分析以及后续实验课题衍生与再探究等方面，进行开放性设置与优化。

2.1 实验材料的开放性选择与处理

实验选材不能教条主义、经验主义，因为生物实验材料不具有唯一性。教学中，教师可让学生自主选择材料进行分组实验，然后根据实验现象、结果的比较，确认最佳实验材料，并尝试分析原因。例如，在DNA的粗提取与分离实验中，笔者为学生提供了花菜、香蕉、鸡血、鱼白四种材料，将学生分成四组，各选其中一种材料分别进行实验，最终发现选择鱼白的组别提取到的絮状DNA最多，实验效果最佳，实验成功率很高。最后教师引导学生讨论、分析鱼白材料中DNA含量高的原因，为实验结果寻求理论依据。通过实验材料的开放性设置，有效激发了学生的探究兴趣，锻炼了学生的动手操作能力，使理论与实践得到了有机结合。

利用相同的实验材料进行实验时，一些不同的处理方法有时就会有简化实验步骤、提高实验效率之妙。例如，以香蕉作为材料进行DNA粗提取时，就可采用以下处理方法：香蕉去皮切成小块放入保鲜袋中，用手掌压成泥状；将含有洗洁精的食盐缓冲液倒入保鲜袋内，进行充分混合挤压后，将保鲜袋放入60℃温水浴中15 min；取一只50 mL烧杯，罩上4层纱布（用橡皮筋把纱布罩在烧杯口上），取出保鲜袋，在袋底部剪一小口，让袋内混合物经过纱布过滤，获取滤液……DNA的粗提取是一个复杂、繁琐的实验，且需要一定试剂和仪器设备的支撑，这对一般中学开展此实验带来了难度，而以上对实验材料的处理降低了对实验条件的要求，节约了时间，效果也较为明显。

2.2 实验装置的开放性优化

在“绿叶中色素的提取与分离”实验中，学生进行分离色素这一步骤时，如果按照教材采用小烧杯作为层析装置，用培养皿盖住小烧杯，极易造成滤液细线触及层析液或滤纸条贴壁，致使实验失败。因此，在学生实验结束后进行原因分析时，教师要求学生根据这一失利原因进行课后讨论，尝试对该层析装置设计予以优化。一周后，有学生提出了以下实验装置改装设想：用滤纸封住烧杯口并用透明胶固定好，用小刀在滤纸上刻出间隔合理的多个缺口，用于插入和固定滤纸条。使用后，发现这样的装置制作简单并具有多个优点：位置固定，避免了滤纸条贴壁；减少了层析液的挥发；可同时放置多个滤纸条，多个实验组可合用一个这样的装置，减少了层析液等实验耗材及相关器具的用量，便于课后统一回收（图1）。

2.3 实验流程的开放性设置

根据实验中经常出现的实验误差的反思和探究，对实验流程作一些简单的调整，实验效果有时会十分“惊艳”。在色素分离实验中，有时滤纸条上的色素带颜色较淡，原因有很多，其中一个原因就是滤纸条上色素含量少。为了使滤纸条上积聚更多的色素，提高实验的成功率，教师可在教材提出的步骤中增添一步萃取的操作：在获得色素提取液后，可在试管中加1~2 mL层析液，静置一段时间，由于色素在层析液中溶解度更大，可在试管上层获得较浓的色素提取液，层析后滤纸条上色素带非常清晰。

2.4 实验结果检测方法的开放性设计

在探究酵母菌呼吸作用方式实验中，针对发酵产物的鉴定环节，可在教材装置的基础上改装增设一个简易装置，能让学生更加直观地理解酵母菌的发酵产物：分别在无氧和有氧两个组别的发酵瓶右侧出气导管上分别套上1个挤瘪的小气球，并密封好连接口。在发酵过程中，可通过观察小气球的鼓起程度直观实时地估测两个组别的气体产物的多少；待发酵结束，取下小气球，将其中的气体收集并通入澄清石灰水，可观察到石灰水变浑浊，同时可在无氧发酵组的气球口看到少量泡沫积聚，并能嗅到酒香味。该检测方法最大的优点在于：实时监测、直观形象。

2.5 实验结果的开放性分析

完成实验后对实验结果的展示交流是提高学生分析能力的重要环节。学生的展示交流应该具有开放性，要能对实验操作的规范性进行互相评价，要能对实验现象是预期的还是意外的进行讨论分析，对实验的结论进行总结与归纳，并对实验的改进和创新交流自己的看法。例如，在“叶绿体中色素的提取与分离”实验中，有学生滤纸条上只出现了两条色素带，有学生滤纸条上一条色素带都没有，有学生滤纸条上出现了四条色素带，但颜色很浅……教师可引导学生从选材及处理、在实验中的操作不规范乃至错误等几个方向，分析现象异常原因。学生在讨论分析的过程中，对本实验的原理、步骤又将有更深入的认识和理解，有助于拓展学生的思维，培养学生严谨的研究习惯。

2.6 实验课题的开放性衍生与再探究

科学研究与发现往往需要经过周而复始的质疑、实证、辩论、修正后，才能形成一个相对成熟的理论，而质疑是探索的源泉和方向。因此，实验完成得出结论之时，其实又是新一轮探究的开始。此时，教师需要积极引导学生进行开放性再思考。

在植物细胞质壁分离及复原实验完成后，教师可引导学生思考以下问题：洋葱鳞片叶表皮细胞在经3 mol/L蔗糖溶液处理后再置于蒸馏水中能否复原？若将洋葱鳞片叶表皮细胞置于KNO3溶液中，多少浓度条件下能发生质壁分离现象呢？多少浓度条件下能发生质壁分离自动复原现象呢？……并可从中挑选有价值的课题予以再探究。本研究设计了一系列浓度梯度的KNO3溶液，以探究洋葱鳞片叶表皮细胞发生质壁分离及自动复原的最佳KNO3溶液浓度（范围）。

实验材料用具：紫色洋葱鳞片叶、光学显微镜（载玻片、盖玻片）、刀片、镊子。

实验步骤：制片→滴加各浓度KNO3溶液2滴→镜检（持续30 min）。

实验结果见表1。

实验结论：据表1可知，在较高浓度的KNO3溶液（大于0.6 mol/L）中，洋葱鳞片叶表皮细胞是可以发生质壁分离的，而较低浓度的KNO3溶液（如0.6 mol/L）更适合用做观察质壁分离自动复原。

3 关注开放性设置后产生的“意外”

开放性实验教学中，有时难免会出现一些“意外”现象。如何对待教学中的“意外”现象？如何让这一次次的“意外”演绎转变成一次次的“精彩”呢？下面就以一个学生自主选择实验材料并自主设计完成的“探究pH对酶活性的影响”实验方案为例予以说明。实验结果见表2。

实验结果发现：1、2、4号试管都不同程度的显蓝色，3、5号试管显色为橙黄色，出现了与预设结果不一致的“意外”。学生提出疑问：唾液淀粉酶最适pH是6.8，在碱性条件下难道没有失活而且活性还很高？面对“意外”和疑问，教师引导学生分析可能原因：① pH为8时，淀粉酶活性很高；② 缓冲液中的碱性物质改变了淀粉的性质；③ 缓冲液中的碱性物质破坏了碘液，使碘液遇淀粉不再显色。然后教师进一步指导学生设计实验验证以上观点。

验证实验一：重复上述实验步骤，最后在各试管中分别加入斐林试剂并水浴加热，结果1~4号试管不同程度出现砖红色沉淀，3号试管颜色最深，5号试管为浅蓝色。结论：淀粉酶在pH为6.8时活性最高，而在碱性条件下几乎没有活性。

验证实验二：实验步骤及结果见表3。

据表3中实验结果可得出结论：NaOH能使淀粉的性质发生改变，但在被酸中和时淀粉可复性。

验证实验三：实验步骤及结果见表4。

据表4中实验结果可得出结论：NaOH可以破坏碘液，但在被酸中和时碘液颜色可恢复。

综合以上验证实验，学生认识到：“探究pH对酶活性的影响”实验中5号试管不显蓝色，不是淀粉被唾液淀粉酶水解，而是因为淀粉在碱性条件下性质发生改变，碘液在碱性条件下显色反应受到影响所致。由此得出：在“探究pH对酶活性的影响”实验中，碱性条件下不宜选用碘液作鉴定指示剂。

通过以上案例，在实验教学中，只要教师正确面对和引导，通过科学设计、再实验，就能变“意外”为“精彩”，在科学处理实验“意外”的同时，学生的探究能力、分析综合能力和解决实际问题的能力也能得到有效锻炼和提高。

在实验教学过程中，通过各实验环节的开放性设置，有助于教师实现四个方面的转变：使学生积极参与到实验中来，变被动为主动；重实验结果更甚于重实验过程；教师从监管者转变为引导者；采用各种激励措施，让每位学生都进行实验操作。同时，通过开放性设置而形成的多元化平台，让学生有了充分想象和独立思考的空间，学生的个性、独立性、协作性将得到更加充分的发展，学生的科学素养将能得到切实提高。

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