“双新”背景下高中生物实验教学的思考

余鸣

生物学是一门以实验为基础的自然科学，实验教学在生物教学中占有非常重要的地位。在高中生物教材中，几乎每节课都穿插了实验内容，目的是通过实验使学生深刻地掌握生物学知识，提高学生的实验能力。《普通高中生物学课程标准（2017年版2020修订版）》要求：加强和完善生物学实验教学；实验设计应该多样化；在重视定性实验的同时，也应重视定量实验，让学生在量的变化中了解事物的本质；要注意实验安全教育。在当前以考查能力和素质为核心的新高考改革中，更加注重对实验能力的考查，就近年来的高考试题看，实验的探索性思想在试题中不断渗透，因此培养学生的实验分析和设计能力已成为高中生物学能力培养中非常重要的组成部分。笔者在近年的新课标新高考背景下高中实验教学中，进行了有关的实践和研究。现就“双新”背景下高中生物实验教学作了一定的思考。

一、重视生物实验方案的设计

生物实验教学的起始应对实验作好规划。材料、仪器及方案是实验规划的主要内容，其中材料、仪器是在课前准备，而方案设计往往在教学中形成。首先，实验的课前准备要充分。课前对实验进行充分的研究与准备，认真做好预实验，才能保证教学中的指导到位、科学处理生成，从而保障实验成效。在预实验时，应着力关注实验器材的选择、实验方法的探索、实验细节的发现，其中每个实验要用什么材料、材料是否要多样、要多少數量、材料准备是否方便、材料是否具有能够揭示科学内涵的典型性，是否具有操作的可行性均得认真分析。例如质壁分离的实验应选择什么植物材料，才能缩短实验时程短且实验现象明显，要不要准备不同的材料，怎样处理材料;叶绿素分离实验时选择哪种植物，选择哪种类型的层析纸、哪些展开剂等。其次，实验方案设计要充分。以学生实验为例，在设计实验方案时教师首先应该让学生学会判断该实验的类型，特别是判定是属于探究型实验还是验证型实验，从而让学生对实验的过程与目的有方向性的认识与科学性的把握;在设计实验方案时应运用讨论、质疑的教学方法，引导学生遵循实验设计的对照性、重复性、随机性、单一变量原则，运用实验原理或已有知识对方案进行科学性、周密性、严谨性的考量与确定，并引导学生自己谈谈实验的关键、困难与安全事项，该环节教师可结合课前的预实验交代细节、讲解技巧，从而形成一个经得起质疑、可行的科学实验方案，然后才进行实验，这其实就是动手之前应充分动脑，因而这个过程应保证有充分的时间。

二、激发学生的生物实验兴趣

兴趣是最好的老师，只有对学习产生了浓厚的兴趣，学生才能在学习上积极主动，才能产生强烈的求知欲望。在生物实验中存在很多的创新点，如果能充分抓住这一点，学生的兴趣也就能很快被吸引。例如，在“叶绿体色素的提取和分离”实验中，有的学生将滤纸条变为圆形滤纸，在正中央滴加滤液，结果形成了4个不同颜色的圆，笔者展示给其他小组看后，很快引起竞相模仿，全班学生的兴趣一下子就被点燃了。还有的学生用粉笔代替滤纸条也取得了良好的效果，学生能有这样的创新精神实在出乎教师的意料之外。又如，“渗透作用”实验是教材中的重点实验之一，寻找合适的“半透膜”材料是学生感兴趣的地方（课本上提供的材料是玻璃纸），学生也非常乐于创新。他们充分发挥创造性，想到了鸡蛋膜、玻璃纸或鱼嫖等。他们利用课余时间，把这些材料都找出来，逐个试验，结果发现鸡蛋膜和鱼鳔是较为理想的实验材料。再如，在“探究酵母菌的呼吸作用方式”实验中，酵母菌呼吸作用产生气体这一现象，可以在锥形瓶里放入酵母菌培养液，上面套上一个气球，通过观察气球的膨胀，直接感受呼吸作用产生气体这一现象。为了增加实验的趣味性，可以用橡胶手套等，使气体膨胀之后产生一定的形状。将收集到的气体导入澄清石灰水，可以使其变浑浊，进一步探究该气体是CO2。在“细胞大小与物质运输的关系”实验中，教材建议的实验材料是含酚酞的琼脂块与质量分数为0.1%的氢氧化钠溶液，换用凉粉代替含酚酞的琼脂块，用红墨水代替氢氧化钠溶液，其实验效果也不错，这样做，不仅降低了实验成本，减少了制备琼脂块的麻烦事，而且可以避免氢氧化钠溶液腐蚀衣服和皮肤的安全问题。总之，在实验过程中，创新实验，可以收到意想不到的效果，使学生对生物学实验产生极大的兴趣，激发学生的学习热情。

三、引导学生分析实验的现象

在实验中，经常存在着对实验最后结果的记录，而轻视对实验过程中出现的某些现象的记录，重视结果而不重视分析结果，重视对成功实验的肯定，而不重视对实验中的失败查找原因等现象，这不利于学生实验能力的提高。例如，在观察植物有丝分裂的实验中，在显微镜的某个视野中，要让学生了解为什么看到的细胞多数为间期的细胞，在叶绿体中色素提取和分离实验中四种色素彼此分离的原理是什么，这一原理单靠高中教科书中的知识还不够，应让学生了解四种色素的化学结构和性质不同，它们在滤纸上吸附能力不同，在层析液中溶解度不同这个道理，四种色素随着层析液在滤纸条上的扩散速度不同，溶解度大而吸附力小，扩散速度快，反之扩散速度则慢。高中生物新教材中学生分组实验很多，实验过程中经常会出现没有预想到的异常现象，遇到了这些“不符合逻辑”或不正确的实验事实时，我们教师不能武断地认为学生的实验操作不准确或不正确，甚至进行粗暴的训斥，那样只会挫伤学生学习的积极性。这种时候作为老师应该和学生一起去反思、分析，因为这些异常现象的产生除了可能是因为学生的实验操作不准确或不正确，也有可能是教材中实验方案本身不完善所造成的。这种反思分析的过程使学生学会了应该怎样面对实验的失败，怎样去修改和完善实验方案。

总之，生物是一门以实验为基础的学科，在教学过程中实验是必不可少的一部分。受传统教学模式的影响，教师在教学中有时还会展现出传统教学模式的弊端，生物实验教学的实施还存在许多问题，需要教师不断改革和创新。