挖掘教材實驗素材 加強實驗變式教學論文
摘要 根據2010年浙江省新課程高考理綜生物試題特點，實驗試題突出對教材內容的加工與提升，注重考查考生對所學知識的遷移能力。強化考生在實驗全過程的體驗，提出高中生物教學應加強挖掘教材實驗素材，加強實驗變式教學：驗證性實驗變式為探究性實驗、重視教材實驗的遷移作用教學、挖掘教材隱藏實驗素材、重視實驗課軟硬體建設。
關鍵詞 實驗素材 變式教學 實驗教學
2010年是浙江省實施新課程高考的第二年，也是理綜生物全部採用浙科版教材的第一年。理綜生物試卷與去年相比既保持穩定又有所創新，嚴格遵循《課程標準》和《考試說明》的要求，注重生物學能力與方法的考查。試題立足教材，注重基礎，考查的知識點主要來自生物學的核心內容，鮮明地體現出浙科版教材的特點。試題體現新課程理念，緊密聯絡實際，關注科學、技術和社會的相互關係。在今年的試題中，實驗仍是考查考生生物學素養的重要載體，實驗試題立足於教材，但又不是教材內容的簡單重複，突出對教材內容的加工與提升，注重考查考生對所學知識的遷移能力，既沒有脫離教材的實際，又較好地考查了考生的實驗設計、分析、結果的處理與表達。如第29題的Ⅱ小題所涉及的實驗情境在教材中能找到其原型，是課本內容的變式，強化考生在實驗全過程的體驗，這成為今年生物試題的亮點之一。可是就是這樣能從教材中找到其原型，是課本內容的變式的實驗設計題，生物教師和學生都不禁大聲感嘆，似曾相識的實驗題真的要拿高分也好難好難。
《考試說明》中要求學生具備驗證簡單生物學事實的能力，並能對實驗現象和結果進行解釋、分析和處理；具有對一些生物學問題進行初步探究的能力，包括運用觀察、實驗與調查、假說演繹，建立模型與系統分析等科學研究方法；能對一些簡單的實驗方案作出恰當的評價和修訂。2009年浙江高考理綜生物實驗設計是動物生命活動的調節，與2009年《考試說明》的樣卷解題思路一模一樣。2010年《考試說明》中實驗設計又是動物生命活動的調節，只不過換了另一種對照方式，雖然樣卷註明了參考，教師仍然預測今年高考實驗設計會是動植物生命活動的調節，並感覺不會考“生物知識內容表”所列的生物實驗。一進行實驗專題複習，就脫離教材，印發手頭參考資料，向學生傳授實驗分探究性與驗證性並作比較，實驗設計的原則，尤其是對對照進行進一步分類，強調實驗設計解題套路、常用的表達文字及注意點，並從參考資料中找一些典型例題，做到題型齊全，尤其是生命活動的調節內容的實驗設計，讓學生反覆訓練，卻忽視了教材，忽視了挖掘教材實驗素材，忽視了實驗變式教學。
2010年高考為素質教育指明瞭方向。實驗題是高考必考的內容，也是命題的熱點。今後高考的考查一定會重視實驗迴歸教材：從內容上看，既可對教材實驗內容直接考查，也可對教材相關實驗的原理和方法進行拓展。從形式上看，不是簡單機械重複，而是透過創新新的實驗情境，考查考生對教材實驗的分析、理解和提取新資訊的能力。這就要求平時的教學中，教師既能迴歸教材，注重教材中基本實驗的教學，又能挖掘課本內容中的實驗素材，加強課本基本實驗的變式訓練，使學生真正理解課本中實驗的原理和方法。在此基礎上，教師應設法引導學生對所學的實驗進行綜合分析與運用。
1 驗證性實驗變式為探究性實驗
教育家布魯納指出，教學不應該奉送真理，而應該教人發現真理。傳統生物學實驗注重驗證鞏固知識，新課程的生物學實驗教學倡導探究教學。生物學實驗教學應落實新課程理念，注重實驗原理分析，實驗規範操作及對實驗現象的解釋分析。教學過程中教師要不斷鼓勵學生之間、師生之間的實驗協作，發揮實驗探究性，增加學生動手機會。
1.1改變實驗教學程式
認真分析《考試說明》“生物知識內容表”所列的16個生物實驗，將只注重驗證課本理論的一些典型實驗專案，修改成比較重視探究過程的實驗。活動“觀察洋蔥表皮細胞的質壁分離及質壁分離復原”可改成探究“植物細胞的吸水和失水”，教師為學生準備分析材料，如“當你把白菜剁碎做陷時，常常要放一些鹽，稍等一會兒就有水分滲出；而當你把市場上買回的白菜放幹後，放入清水中後白菜又會慢慢變得堅挺”，從而引導學生大膽提出探究的問題，再經小組討論後確定有價值的探究問題，最後小組共同制定實驗方案。
1.2合理拓展實驗內容
在實驗教學中，教師應鼓勵學生探究：例如該實驗是否還有其他更好的設計?如果用其他材料實驗結果如何?實驗操作步驟換一下結果會怎樣?不同的實驗條件下會產生怎樣的結果?要讓學生帶著探究問題進實驗室，在實驗室解決問題，帶著新的探究問題離開實驗室，從而養成良好的探究品質。又以活動“觀察洋蔥表皮細胞的質壁分離及質壁分離復原”為例，可合理拓展內容，增加實驗材料種類，增加試劑濃度梯度及試劑種類，增強學生的探究熱情。
2 重視教材實驗的遷移作用教學
教師在指導學生完成教材實驗後，此時遷移教材實驗設計方案，可靈活地改變實驗的某個條件，讓學生模仿教材實驗的程式進行簡單實驗設計。如在完成活動“觀察洋蔥表皮細胞的質壁分離及質壁分離復原”實驗教學後，佈置一題實驗設計題：現有配置的.一瓶質量濃度為0.3g／mL的蔗糖溶液；另有一瓶清水，但忘記貼標籤，現給你一臺顯微鏡和相關器材，請設計—個實驗鑑定哪瓶是清水，哪瓶是蔗糖?訓練學生遷移教材實驗設計原理、選擇實驗材料和書寫實驗步驟等。
又如在“酶的催化效率”演示實驗教學中，指導學生對實驗原理、操作步驟的分析，使學生形成科學、嚴謹的實驗設計思想。透過比較實驗組和對照組在實驗過程中的重要作用，學會運用實驗設計科學性原則——設立對照組；透過實驗內容的分析，使學生掌握實驗設計準確性原則——設立單一變數。使學生了解實驗設計的基本方法和步驟，以逐步提高學生的實驗設計能力。
3 挖掘教材隱藏實驗素材
無論是《考試說明》中規定的實驗，還是教材中經典實驗，都能激發學生的學習熱情和培養學生實驗設計與科學能力。除了《考試說明》“生物知識內容表”所列的16個生物實驗外，浙科版教材為了說明真理，時顯時隱許多生物實驗，有的隱藏在段落中，如證實光合作用釋放的氧氣來自於水中的O；有的是用簡短文字與示意圖來表示，如紅細胞的吸水和失水、神經衝動的傳導等；有的科學結論可以轉化為實驗設計來驗證或探究，如胰島素的作用等。這些隱藏實驗素材只要教師平時教學中加以重視，靜下心來加以挖掘，多一點知識遷移能力，多一點“腦筋急轉彎”，自編實驗設計變式題，讓學生反覆練習。如設計“植物細胞吸水和失水”探究實驗時為何不去想“動物細胞的吸水和失水”呢?如在講解神經衝動在神經纖維上向右傳導時為何不去想向左傳導時電流計指標又會怎樣偏轉呢?
遺傳內容是中學生物學教學中的重點和難點，也是歷年高考的熱點。近幾年高考對遺傳知識的考查題型多以實驗設計和分析題的形式出現。2010年浙江省高考理綜生物第30題第(3)題檢驗抗螟水稻是否為純合子，就是一題遺傳推斷題，實際是遺傳實驗設計題。教師可充分挖掘必修Ⅱ中遺傳和變異所有顯現的或隱藏的實驗內容，對遺傳實驗設計變式題充分歸類，包括顯隱性性狀判斷、基因載體(常染色體、x染色體)判斷(包括顯隱性基因已知和未知的)、純合子和雜合子的判斷、控制兩對或多對相對性狀的基因是否在同一對同源染色體上的判斷、控制性狀的基因是否在X、Y染色體上的同源區段或非同源區段的判斷、可遺傳變異和不可遺傳變異的判斷、顯性突變和隱性突變的判斷、基因突變和染色體畸變的判斷、根據性狀判斷生物性別的實驗設計。運用孟德爾遺傳定律，整理出一套較完整的解題思路。
4 重視實驗課軟硬體建設
實驗是學生探究自然科學知識的重要方法。生物是一門實驗操作性相當強的課程，但有些教師為了教學進度，往往把生物課進行純理論操作。學生在高二剛開始學時興趣濃厚、信心百倍，但在教師講了一二個實驗後，就開始灰心喪氣了，學生物沒多大味道。要提高學生成績，興趣是最重要的，那為什麼不多做實驗呢?從而來激發學生學生物的興趣，那真的可以事半功倍。所以教師在平時教學中一定要重視做實驗，《考試說明》“生物知識內容表”所列的16個生物實驗及上述所講的變式實驗，能開設的學校儘可能創造條件開設。真的難以做到的要運用多媒體輔助實驗教學。利用多媒體技術製作實驗課件，可以模擬生物學實驗整個過程，由學生在模擬環境下進行實驗操作，觀察實驗現象，完成實驗教學。多媒體視屏顯示能加強師生互動，大大提高了實驗效果。
認真分析浙江新課程高考命題特點，理綜生物已經明顯地突出素質教育。挖掘教材實驗素材，加強實驗變式教學的探索，有利於提高生物課堂教學有效性，提高高考複習的針對性，讓學生從題海中解脫出來，真正培養學生的實驗與探究能力。
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