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1、1论文：如何提高生物实验教学的有效性摘要：在生物实验教学中，通过“引导学生认真观察实验、进行实验设计、分析实验结果、指导学生开展课外实验、优化课堂实验、借助多媒体丰富实验教学”六种方式，提高了生物实验教学的有效性，培养了学生的实验综合能力和创新能力。关键词：实验教学；有效性生物学是以实验为基础的一门学科，新课标要求学生掌握实验基本技能，对学生的思维能力、动手能力、探究能力提出了更高的要求。自新课改实施后，海南生物高考把对实验的考查列为重点内容。分析这几年的海南生物高考题，不难看出对实验的考查包括实验原理、实验目的、实验材料的选择、实验方案的设计、实验方法步骤、实验现象的分析和实验结果和结论的得
2、出等，这对学生的综合素质提出了更高的的要求。因此，在实验教学中，要紧扣新课程标准，创造条件，激发学生的学习兴趣，提高学生的生物科学素养，努力提高生物实验教学的有效性。笔者从如下几方面浅谈如何提高生物实验教学的有效性。一、引导学生认真观察实验观察是认识活动的基础，观察能力是生物实验能力的重要组成部分。实验教学中引导学生对实验过程的所有现象进行全面细致的观察，并进行分析、比较、归纳总结，从感性认识上升到理性认识，从而使学生学会从观察现象入手，激发学生的学习兴趣，提高学生分析问题、解决问题的能力。如“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，引导学生观察清水和浓盐水中萝卜条和黄瓜条的状态，由此引导学生发现问
3、题并思考：为什么清水中萝卜条和黄瓜条硬挺，而浓盐水中的萝卜条和黄瓜条变软？增强教学的趣味性，激发学生的探究欲望。除了课本上的常规实验，教学中笔者尝试设计一些小实验，助力于生物学基础知识的理解。如：细胞膜功能之一是将细胞与外界环境分隔开。细胞膜是微观的结构，肉眼看不见。如何理解这一功能？可以在课堂上用一杯热水泡扶桑花，呈现红色；另一杯自来水泡扶桑花，无颜色变化。诱导学生思考这与细胞膜的什么功能有关？学生分析、思考，得出结论：细胞膜将细胞与外界环境分隔开。热水破坏了细胞膜的结构，使得细胞膜失去这一功能。又如：热水冲鸡蛋，出现棉絮状的蛋花，牛奶加入醋，出现絮状物。这样的变化我们称之为什么？为什么会发
4、生这样的变化？蛋白质变性与什么因素有关？这些日常生活的实验现象非常明显，利于学生对知识的理解，启发了学生的思维，激发了学生的学习兴趣，使生物实验教学更加生动、有趣、高效。二、引导学生进行实验设计进行实验设计是实验教学的重点，也是难点。根据实验原理、实验目的和实验条件，引导学生将所学的知识综合应用，动手设计实验。设计可行的实验方案，必须科学、合理、严谨，必须遵循单一变量原则、对照原则、平行重复原则等一些科学实验的基本原则。如“探究温度对酶活性的影响”实验中，如何设计出一个合理的实验方案，需要引导学生思考如下几个问题：1选择哪一种酶作为你的实验材料？为什么选择这种酶？2能否选择过氧化氢酶来探究温度
5、对酶活性的影响？3假若你选择淀粉酶作为实验材料，实验的自变量是什么？因变量是什么？如何控制自变量，如何检测因变量？这个实验能否用斐林试剂来检验？斐林试剂的使用需要什么条件？ 4如何设置对照组？本实验是否需要进行重复实验？5本实验中你将设定哪几个温度？怎么样控制实验所需的温度？你将如何排除 pH 和其他因素对实验结果的干扰？在思考的基础上完成实验方案的设计，如下：2若干组等量淀粉若干组等量淀粉酶各自在所控制的温度下处理一段时间同温度淀粉与相应温度的淀粉酶混合在各自所控制的温度下保温一段时间滴加碘液检测溶液颜色是否变蓝，及蓝色的深浅引导学生进行实验设计，训练了学生的实验思维，激励了学生创新的意识，
6、提高了实验教学的有效性。三、引导学生分析实验结果实验结束后，不管实验是否成功，都要重视实验结果的分析讨论，有利于提高学生分析问题的能力，加深对实验原理和方法的掌握。假若实验结果与预期效果不同，教师要引导学生分析其中的原因。如“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，实验的预期结果是酵母菌在有氧条件下产生了二氧化碳和水，在无氧条件下产生了酒精和二氧化碳。但是有的学生在有氧条件下检测到了酒精，这是否说明酵母菌在有氧条件下同样产生了酒精？由此引导学生从实验装置、实验操作上进行分析，查找原因，并延伸出新的问题：（1）有同学认为，在有氧呼吸实验装置中的氢氧化钠溶液不能完全吸收二氧化碳，以致可能对实验结果有干扰
7、，你同意吗？你如何避免这种可能性的发生，以保证实验更严谨？（2）有人认为：实验装置中酒精和二氧化碳的产生是葡萄糖水溶液的纯化学反应，与酵母菌无关，你如何驳斥这种错误观点?通过设疑，激起学生深入思考，使得学生对实验的原理和方法理解得更透彻，明确科学探究过程要严谨、科学、一丝不苟，提高学生实验结果的分析能力，提高了实验教学的有效性。四、指导学生开展课外实验课堂实验教学的时间是有限的，为提高学生的实验能力和创新意识，训练学生的实验思维，可以组织学生开展一些课外实验，对某一有价值的生物学知识进行更深入的研究。如：课堂上组织学生观察根尖分生组织细胞的有丝分裂，在学生了解本实验的原理、目的、方法步骤，实验
8、现象和结果等等后，组织学生深入探究不同处理方法对洋葱根尖细胞分裂指数(即视野内分裂期细胞数占细胞总数的百分比) 的影响。又如在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”基础上，引导学生试着测定不同种子呼吸作用的强度（呼吸作用的强度可以用单位时间内产生的 CO2 的量来表示），或者引导学生证明细胞呼吸过程中有能量的产生。延伸课堂实验，开展生物课外实验活动，增加了学生亲身体验的机会，激发了学生的创新热情，让学生能像科学家一样研究问题。在亲身经历中巩固、加深了生物基本知识，拓宽了生物学知识领域，在亲手操作的过程中培养出娴熟的实验技能，在独立思考中提高分析归纳的能力和创造性的思维。五、对课堂实验进行优化在生物实验中
9、，一些常规实验可能存在着一些不合理之处，我们可以大胆质疑；结合学校实验设备具体情况，我们可以对实验进行合理改进，甚至开发新的实验，这都有利于培养学生的创新能力，提高生物实验教学的有效性。1常规实验的质疑在“探究温度对淀粉酶活性的影响”实验中，很多一线老师都认为不可以用斐林试剂进行检测，因为加入斐林试剂后需要在 5065oC 的水浴中加热，这就改变了本实验中严格控制的温度条件，使得 0oC条件下的淀粉酶在温度上升过程中，会逐渐恢复活性，对实验的结果产生影响。果真这样吗？笔者通过多次的实验，证明可以用斐林试剂进行本实验的检测。本实验自变量为不同的温度：0 oC、45 oC（说明书上提示为酶的较适合
10、温度） 、90 oC。具体设计如下：3若干组等量淀粉若干组等量淀粉酶分别在 0 oC、45 oC、90 oC 下处理一段时间同温度淀粉与相应温度的淀粉酶混合在各自所控制的温度下保温一段时间分别加入等量的斐林试剂，60 oC 水浴加热只有 45oC 条件下的溶液呈现砖红色沉淀，0 oC 和 90oC 都未呈现砖红色沉淀通过实验证明本实验可以用斐林试剂进行检测。加入的斐林试剂（1mL0.1g/mLNaOH，1mL0.05g/mLCuSO 4）使溶液呈强碱性，强碱会使酶失活， 0oC 条件下的酶失活，由 0oC 上升到 60 oC 过程中，酶的活性不会恢复，实验的结果仍然是所控制的温度条件下的结果。
11、因此本实验可以用斐林试剂进行因变量的检测。2合理改进实验根据教学内容、学校实验设备具体情况和学生实际情况，以培养学生的探究能力为宗旨，合理改进实验。（1）实验方法的改进如“绿叶中色素的提取和分离”实验中滤液的制备，教材需要加无水乙醇后研磨，费时费力，还得需要研钵。此实验可以改为在试管中先加入剪碎的 1 克绿叶，再添加 4mL 无水乙醇，沸水浴加热 2 分钟，可制得色素提取液。（2）实验材料的改进如“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”的实验中，用人的口腔上皮细胞制作临时装片，染色，观察线粒体。本实验不足之处是学生需要漱口，用牙签刮取活的口腔上皮细胞。假若不漱口，可能刮到的是口腔的残留物；即使漱口，
12、刮到的也可能是死的口腔上皮细胞，这将会达不到实验的预期效果，甚至显微镜下根本找不到细胞。因此，实验中我们选用了洋葱鳞片叶内表皮细胞或嫩的小油菜白色叶柄的外表皮来观察线粒体。实验效果很好，光学显微镜下可观察到一大片染成蓝绿色的线粒体，而且还可以看见细胞质的流动。（3）实验设备的改进在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”中，笔者对无氧呼吸实验装置做了稍微的修改，使得实验现象更清晰，学生对此有了一个更直观的认识。如图所示：原装置 更改后装置更改后的装置，往锥形瓶 A 中加入同有氧呼吸装置一样等量的温水、葡萄糖、酵母菌，搅拌，活化，4塞上装有两个玻璃导管的双孔橡皮塞。直立导管套上一个瘪的气球，并扎紧瓶口以免漏
13、气。用橡皮管连接插在 A、B 锥形瓶的两根弯导管，并用止水夹控制气体的进出。A、B 锥形瓶的连接还可以采用医用吊瓶输液器，输液器上的流量调节器可以控制气体进出。此套装置连接完毕，止水夹处于关闭状态。一段时间后，学生观察到气球胀大，说明 A 瓶产生了气体。并引导学生思考，产生的是什么气体？打开止水夹，锥形瓶 B 中澄清的石灰水变浑浊，说明产生来了二氧化碳。最后打开 A 瓶，取一部分液体，用酸性条件下的重铬酸钾进行鉴定是否产生了酒精。通过观察，鉴定，分析，使得学生理解了无氧呼吸的原料，条件，产物，构建了无氧呼吸的概念。3创新实验的开发“植物细胞的质壁分离与复原”是高中阶段的一个重要实验，常规实验中
14、我们选择了质量浓度为0.3g/mL 的蔗糖溶液，观察到植物细胞发生质壁分离，随后在一侧添加清水，观察植物细胞发生质壁分离的复原。本实验也可以指导学生用硝酸钾、甘油等探究“植物细胞质壁分离及自动复原” 。并延伸出引导学生试着探究判断细胞的死活、植物细胞的细胞液浓度，如何推断几种未知溶液浓度的大小，农业生产中如何进行水肥管理等等，提升学生科学的实验意识，用已有的知识去解决生活中的实际问题。六、借助多媒体丰富实验教学利用多媒体技术，将微观的结构或是抽象的东西呈现出来，助力生物实验学教学。如“渗透现象”实验中，在一个长颈漏斗的漏斗口外密封玻璃纸，往漏斗内注入蔗糖溶液，并滴加两滴红墨水，使得漏斗管内外的
15、液面高度相等，一段时间后，观察实验现象。现象很明显，漏斗内的液面上升。漏斗内的液面为什么会升高呢？这时候可以借助多媒体演示水分子自由进出玻璃纸，而蔗糖分子不可以透过玻璃纸，而且单位时间内透过玻璃纸的水分子数多于渗出玻璃纸的水分子数量，所以导致液面上升。这使得学生不仅仅从宏观上观察到液面上升，而且从微观上也理解了液面上升的原因，更好地理解了渗透作用发生的条件。通过多媒体手段，增强学生对实验知识的理解，对实验起到画龙点睛、锦上添花的效果，提高了实验教学的有效性。笔者尝试着从如上六方面去实施生物实验教学，收获了一定的效果，强化了学生的创新意识，提高了学生的实验思维能力和创新能力。参考文献：1俞如旺,林凡.新课程高考生物学实验题的命题素材探析.上海:生物学教学, 2014(2):36-38.2孙书秀.生物学实验中要关注原理和方法的教学.上海:生物学教学,2014(2):13-13.3金晓斐等.高中生物学实验教学导案的优化策略.上海:生物学教学,2014(3):15-16.4王雯斌等.“不同 pH 对酶活性的影响”实验方法的讨论及改进.陕西:中学生物教学,2008(6):50-50.5黄惠涛.构建高效课堂应关注的几个维度.陕西:中学生物教学,2013(12):24-25.
