實驗在中學生物教學中的滲透
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摘要：實驗操作是學生獲取知識和檢驗知識的重要方式，而且實驗技能也是近年來高考考查的一個重要內容，通過實驗在生物教學過程中的滲透，能夠有效提高生物教育質量，激發學生的認知能力。
關鍵詞：實驗;生物教學;能力提升
中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2019）01-0062
在生物教學中，實驗對學生掌握生物學知識，運用科學方法，培養實踐認知能力，形成科學素養都有非常重要的作用。在教學中滲透實驗操作能使學生更直觀、更深入地了解課本的理論知識，探究生物現象的本質。中學生物學的教學內容是比較復雜和抽象的，通過教師對實驗操作的講解、演示以及學生的實際操作，學生更容易接受和掌握知識，還可以使學生認識各種實驗儀器并能正確、規范地使用。實驗操作教學通過看得見，感受得到的現象，使學生獲得良好的感性認識和理性認識，很容易調動學生的學習興趣。
一、實驗引導生物教學
在生物教學中，實驗不僅能為學生學習理論知識提供感性材料，還能為他們理解疑難概念或原理做鋪墊。例如：“物質跨膜運輸”實例的問題探討，有個滲透裝置實驗，教師課前準備好2個長頸漏斗，漏斗口分別用一層紗布和半透膜封好，一個裝有質量分數為30%的蔗糖溶液的大燒杯，還有一瓶紅墨水，再準備2個裝有清水的大燒杯，分開存放。上課時，先將蔗糖溶液注入用半透膜封好的漏斗中，為了便于觀察，再滴入幾滴紅墨水，同時將漏斗迅速放入清水，實驗開始時要保證漏斗長頸內的蔗糖溶液液面與外界燒杯中的清水液面齊平。接下來，教師應提醒學生密切觀察漏斗管內液面的變化情況并討論變化的原因。
學生通過仔細觀察，看到出現了漏斗內液面上升的現象，展開討論很快便說出原因——燒杯中的清水進入漏斗所致。接著教師引導學生思考另外兩個問題：用另外一塊紗布封好的漏斗操作，液面還會升高嗎？如果燒杯中不是清水，而是用同樣濃度的蔗糖溶液，結果會怎樣？學生思考并嘗試動手進行實驗來驗證自己的猜想。實驗驗證的結果是：漏斗用紗布來封的話所裝的蔗糖溶液全部滲出，若將燒杯中清水換成同樣濃度的蔗糖溶液，則液面不會升高，并且與外界液面平齊。這些實驗和現象說明了什么？經過小組討論以及教師的引導啟發，大家共同總結得出：一個滲透裝置，必須同時具備兩個條件——半透膜和內外溶液的濃度差。
由此可見，生物學實驗不僅是驗證理論正確與否的手段和工具，而且還能具體形象地展示生物學知識的形成和發展過程，所以實驗引導法也是教學手段中不可缺少的一種方法。為了充分發揮實驗引導的功能，生物教學要進一步重視實驗室建設，不斷進行實驗的改進與創新，同時要為學生提供更多的實驗機會。
二、實驗精簡教學環節
在教學中如果過多以教師為主體進行講解、練習及安排作業，不斷地呈現資料、教學用具，以努力抓住學生的眼球，吸引學生的注意力，那么，這種過度的介入必然會導致學生被動學習，不利于學生認知生物學科的本質，更不利于教學環節的精簡設計。
教師應在教學過程中凸顯學生的主體地位，減少教學環節，明確教學目的。通過實驗讓學生自主學習，從而讓課堂精簡干練。例如：在做“綠葉在光下制造淀粉”實驗之前，教師拿一個馬鈴薯，在課上，將馬鈴薯切成透明薄片后直接滴加碘液，即可看到馬鈴薯片上有藍色物質，學生就可以知道遇碘變藍是淀粉的特性。接著再用綠葉來操作，很容易就能得出綠葉在光的照射下可以制造地淀粉的結論。還有“綠葉在光下釋放氧氣”“光合作用需要二氧化碳為原料”這兩個實驗，單純靠講解，對于學生而言很難徹底理解光合作用的本質。而用實驗的手段，學生通過操作和探究來認識，教師適當引導，學生也會充分的思考，驗證和體驗，從而對知識有深刻的體會。教師也能從事無巨細的辛苦中得到解放，把更多的精力用來激發學生主動學習和引導探究的欲望上。
三、用實驗激發學生能力
1. 用實驗激發學生創造力
實驗是學生探究自然科學知識的重要方法。實驗以其豐富、直觀的優勢得到了學生的喜愛。學生在參與過程中往往會出現許多預想不到的問題，所以在實驗操作中充滿生成，生成又賦予創新。例如：檢測花生種子脂肪實驗，教材中是要求制作花生子葉臨時切片，用顯微鏡觀察子葉細胞的著色情況。這一實驗操作步驟復雜，有著較高的實驗技能技巧的要求，首先要求學生能徒手切出合適厚度的花生薄片，其次還得會從泡在水里的切片中找出最薄的一片，再次要染色以及浮色，如果在這一步沒有做好也會導致看不到實驗現象。針對上述問題，教師的指導和學生積極探討反復地進行創新性改進和實驗操作，終于克服了教材實驗的不足。有的學生用花生勻漿實驗;有的用按壓痕跡法，即在白紙上用鑷子柄按壓花生，然后在油跡上滴加少量蘇丹Ⅲ染液，就可觀察到現象。
通過創新活動，尋找到一定方式方法使生物實驗更加安全、操作過程更加簡單、實驗現象更加明顯。在這個實驗操作與改進中，學生通過疑問獲得創新成果。在活躍的思維下，認真地觀察和積極動手操作，不僅加深了學生對知識的理解，也使學生的創造性思維得到了培養，有效提高了學生的觀察能力和動手操作能力，而且還能培養學生手腦并用的習慣。
2. 用實驗培養學生合作能力
實驗的操作不僅是讓學生學習知識，還應培養學生與人合作的意識。合作性實驗有利于培養學生的合作精神，同時還是解決實驗材料、儀器和實驗課時間等條件限制的有效方法。例如，探究酵母菌細胞呼吸的方式，并了解酵母菌在有氧和無氧條件下細胞呼吸的產物。在該實驗中要設置兩個實驗組（像這樣設置兩個或兩個以上的實驗組，通過結果的比較分析，來探究某種因素與實驗對象的關系，這樣的實驗叫做對比實驗），因此可以將學生分組各自做一個實驗來進行探究，分別統計實驗結果，對比分析，最后獲得實驗結論。酵母菌在有氧和無氧條件下均能進行細胞呼吸，均能產生二氧化碳;在有氧的條件下，酵母菌通過細胞呼吸產生大量的二氧化碳;在無氧的條件下，酵母菌通過細胞呼吸產生酒精和少量的二氧化碳。通過合作實驗共同探究科學的奧秘，不僅能提高學生的學習效率，還能培養團隊精神。
3. 用實驗檢驗學生學習效果
生物學是研究生命現象及其活動規律的科學，其研究的基本方法是觀察和實驗。結合近年來高考注重對實驗原理、方法以及實驗結果分析能力的考查，要求學生具有對一些生物學問題進行初步探索能力，包括確認變量，做出假設和預期結果，設計可行性高的研究方案，處理對簡單的實驗方案作出恰當的評價和修改?？疾閷W生的知識遷移能力、實驗推理能力和創新能力，要求高、難度大。學生需要運用多種理論知識，結合實驗操作的經驗，才能得出科學合理的實驗設計方案。例如：2017年高考理綜29題：“利用放射性同位素標記的方法，以體外培養的宿主等細胞為材料，設計實驗以確定新病毒的類型?！币髮W生寫出實驗思路，預期實驗結果和結論。該題實際上就是對教材“噬菌體侵染細菌的實驗”的考查，教材中詳細講解了實驗的過程，而考題只需將教材實驗進行遷移就可以很好地作答，對于實驗結果和結論要用多種形式準確描述相關理論學習內容，因而有效檢驗了學生的對生物學理論認識水平。
實驗教學是十分重要的教學方式，不僅能使學生更直觀地學習生物學知識、掌握操作技能，更能提高學生分析問題、解決問題的能力。依照教育部指定的“高中生物課程標準”，要求學校開設實驗課，且教育裝備部門應不斷完善和提升教學儀器配備標準，保質保量地配備教學儀器，為實驗課的正常開展創設條件，盡可能地讓每位學生都能動手去做，并且將實驗與教學相融合，讓學生通過觀察、思考、實驗和探索等途徑加深知識的理解，更重要的是培養學生的探究能力和思維品質、培養學生的科學素養。
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