开放性实验教学的实践与思考(2)

　　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。