开放性实验教学的实践与思考

　　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。