“二次实验法”在生物学实验教学中的应用

赵静 李满红 尹爽

二次实验法教学是指在初次进行传统实验操作的基础上，教师发挥引领作用，学生自主反思实验，科学探究，发现问题，通过师生间、生生间合作交流，在创造性精神和科学性思维的指导下重新设计并再次实施实验的教学。这是实验教学实施过程中对于学生学习方式的一项变革，可以引导学生主动参与实验探究、手脑结合、拓展思维，培养学生搜集和处理信息的能力、获取知识的能力、利用批判性思维采纳知识的能力、分析和解决问题的能力，以及交流倾听与合作学习的能力。

一、二次实验法教学实例

二次实验法教学的操作模式的教学程序如表1所示。

现以人教版高中生物选修1“DNA的粗提取与鉴定”为例，论述二次实验法在生物学实验教学中的应用。

1.实验课题分析

“DNA的粗提取与鉴定”的教学目标是学生应用DNA的粗提取与鉴定的方法进行实验，观察提取出来的DNA，形成实事求是、敢于质疑和勇于探究的科学态度。本实验是现行高中生物学中唯一的分子生物学水平的实验，具有一定的难度，应用二次实验法进行教学，既可以深化教学目标，又能加强对学生自主探究能力的培养。

2.实验教学过程

（1）组织教学。教师在授课前要充分了解学生的知识储备、能力水平，预先布置学生查阅资料，预习实验，扎实理论基础。授课时教师以多媒体课件展示DNA的相关图片，设置问题串：DNA的分布场所在哪里？选择什么样的材料提取DNA最为理想？提取DNA的原理是什么？如何提取DNA？怎样检验提取物是否为DNA？引起学生的积极思考，进入学习情境。然后，教师讲授DNA粗提取与鉴定的实验原理和操作步骤，学生根据课本内容进行操作。

（2）实验操作。学生以菜花为材料分组进行实验操作，教师监督、检查学生的操作情况，纠正学生的不当操作，针对学生提出的问题，教师首先鼓励学生自主思考，确实有难度的，再给予解答。

（3）结果展示。初次实验后，各实验小组展示自己的实验成果，结果显示学生得到了白色丝状物，但多数小组的实验结果为加入丝状物的试管内蓝色不明显，另一支试管内不变色。教师总结实验要点，点评各组表现，分析实验结果与实验中存在的问题。

（4）反思总结。针对实验结果，有同学提出，提取出的丝状物与变性的蛋白质十分相像，该丝状物是否大部分为蛋白质而并非DNA呢？教师引导学生根据猜想探究丝状物的成分，学生结合必修1中所学知识，提出用双缩脲试剂对丝状物进行检测，结果显示，该丝状物遇双缩脲试剂显紫色，故提取物的主要成分为蛋白质。经各组讨论之后，学生分析原因如下：菜花不易研磨，影响DNA的溶出；蛋白质去除的不够彻底。针对以上原因，教师引导学生查阅资料，自主探究，设计实验提取较为纯净的DNA。

（5）改进设计。学生利用互联网、图书馆等资源，拓展知识面，组内讨论，分组设计二次实验方案。

（6）交流评估。教师组织学生对设计的实验进行展示交流，以学生整合出的实验方案为基础，结合高中生物实验室的具体情况，对学生设计的方案进行评价与改进。初次实验与二次实验对比见表2。

（7）二次操作。学生按照改进的流程进行二次实验，在实验中进一步提升操作能力，检验实验设计，全部小组的实验结果为加入丝状物的试管内蓝色明显，另一支试管内不变色。学生再将丝状物与双缩脲试剂反应，结果显示紫色很淡。

（8）总结评价。二次实验步骤简洁，实验结果理想。教师对本次探究历程做出总结评价，以表扬鼓励为主，增强学生的自信心，让学生愈战愈勇，带着敢于质疑和勇于探究的精神积极地投入到新课程的学习中。

二、二次实验法教学时应注意的问题

1.选取恰当的实验课题进行二次实验

二次实验法教学注重学生在实验过程中结合理论，以批判性的思维审视实验环节，积极思考，发现问题，在初次实验的基础上重新设计实验，深化实验。这就要求实验课题本身必须具备五点特征：（1）实验课题与生活联系紧密，学生能在实验中提高应用理论解决实际问题的能力，激发学习动机；（2）实验课题的相关背景知识在学生的认知接受能力之内；（3）实验能够在教师的指导下顺利完成；（4）实验的具体操作过程具备一定的难度，需要学生之间的配合来完成，以培养学生的团结协作精神；（5）实验课题具备一定的外延拓展内容，学生可以自主寻求内容进行探究实验。

2.教师在二次实验法教学中发挥“一设三导”作用

教师在二次实验法教学中的主导作用体现为“一设三导”。“一设”是指在组织教学时创设情境，将学生带入实验，启迪思考，激发兴趣。“三导”中的第一导为在学生进行实验操作时的巡回指导。教师要保证学生安全操作，纠正操作错误，提升操作技能。第二导为在学生完成实验后的启发诱导。学生对问题的看法会有片面性，因此教师要启发诱导学生全方位多角度地看待、分析、解决问题。第三导为在学生交流讨论时的鼓励引导。引导思维活跃的学生不偏离正题，鼓励内向的学生积极发言。

3.保证学生在二次实验中做到“一探四思”

在二次实验法的实施中，“一探”是指学生应全程保持探究性学习态度，自主参与更高认知水平和技能的二次实验活动，形成对待科学的积极态度。“四思”中的第一思为初次实验前的积极思考。教师创设情境时，学生要积极思考，结合背景知识，做好如熟悉实验目的、原理、用品、方法、注意事项以及预测实验结果等准备。第二思为初次实验后的积极反思。初次实验得出的实验结果往往会出现各种状况，这时学生要冷静理性地进行反思。在反思的过程中组织二次实验，深化、拓展、完善实验，同时加深对理论的理解。第三思为改进设计时的集思广益。好的实验设计需要多人的合作才能得到，因此在设计二次实验的过程中，需要学生集思广益、各抒己见，积极思考他人的设计，给予中肯的建议，共同完善设计。第四思为二次实验后的总结思考。经过两次的实验，学生对于实验课题有了一个全方位多角度的认识。学生要总结自己在此过程中的收获，并撰写实验报告呈现学习成果。

参考文献

[1] 唐晓明，林子杰，滕慰群.“香蕉细胞中DNA粗提取与鉴定”简化实验的研究[J].生物学通报，2013（2）.

【责任编辑 郭振玲】