实验在中学生物教学中的渗透
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摘要：实验操作是学生获取知识和检验知识的重要方式，而且实验技能也是近年来高考考查的一个重要内容，通过实验在生物教学过程中的渗透，能够有效提高生物教育质量，激发学生的认知能力。
关键词：实验;生物教学;能力提升
中图分类号：G633.91 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2019）01-0062
在生物教学中，实验对学生掌握生物学知识，运用科学方法，培养实践认知能力，形成科学素养都有非常重要的作用。在教学中渗透实验操作能使学生更直观、更深入地了解课本的理论知识，探究生物现象的本质。中学生物学的教学内容是比较复杂和抽象的，通过教师对实验操作的讲解、演示以及学生的实际操作，学生更容易接受和掌握知识，还可以使学生认识各种实验仪器并能正确、规范地使用。实验操作教学通过看得见，感受得到的现象，使学生获得良好的感性认识和理性认识，很容易调动学生的学习兴趣。
一、实验引导生物教学
在生物教学中，实验不仅能为学生学习理论知识提供感性材料，还能为他们理解疑难概念或原理做铺垫。例如：“物质跨膜运输”实例的问题探讨，有个渗透装置实验，教师课前准备好2个长颈漏斗，漏斗口分别用一层纱布和半透膜封好，一个装有质量分数为30%的蔗糖溶液的大烧杯，还有一瓶红墨水，再准备2个装有清水的大烧杯，分开存放。上课时，先将蔗糖溶液注入用半透膜封好的漏斗中，为了便于观察，再滴入几滴红墨水，同时将漏斗迅速放入清水，实验开始时要保证漏斗长颈内的蔗糖溶液液面与外界烧杯中的清水液面齐平。接下来，教师应提醒学生密切观察漏斗管内液面的变化情况并讨论变化的原因。
学生通过仔细观察，看到出现了漏斗内液面上升的现象，展开讨论很快便说出原因——烧杯中的清水进入漏斗所致。接着教师引导学生思考另外两个问题：用另外一块纱布封好的漏斗操作，液面还会升高吗？如果烧杯中不是清水，而是用同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？学生思考并尝试动手进行实验来验证自己的猜想。实验验证的结果是：漏斗用纱布来封的话所装的蔗糖溶液全部渗出，若将烧杯中清水换成同样浓度的蔗糖溶液，则液面不会升高，并且与外界液面平齐。这些实验和现象说明了什么？经过小组讨论以及教师的引导启发，大家共同总结得出：一个渗透装置，必须同时具备两个条件——半透膜和内外溶液的浓度差。
由此可见，生物学实验不仅是验证理论正确与否的手段和工具，而且还能具体形象地展示生物学知识的形成和发展过程，所以实验引导法也是教学手段中不可缺少的一种方法。为了充分发挥实验引导的功能，生物教学要进一步重视实验室建设，不断进行实验的改进与创新，同时要为学生提供更多的实验机会。
二、实验精简教学环节
在教学中如果过多以教师为主体进行讲解、练习及安排作业，不断地呈现资料、教学用具，以努力抓住学生的眼球，吸引学生的注意力，那么，这种过度的介入必然会导致学生被动学习，不利于学生认知生物学科的本质，更不利于教学环节的精简设计。
教师应在教学过程中凸显学生的主体地位，减少教学环节，明确教学目的。通过实验让学生自主学习，从而让课堂精简干练。例如：在做“绿叶在光下制造淀粉”实验之前，教师拿一个马铃薯，在课上，将马铃薯切成透明薄片后直接滴加碘液，即可看到马铃薯片上有蓝色物质，学生就可以知道遇碘变蓝是淀粉的特性。接着再用绿叶来操作，很容易就能得出绿叶在光的照射下可以制造地淀粉的结论。还有“绿叶在光下释放氧气”“光合作用需要二氧化碳为原料”这两个实验，单纯靠讲解，对于学生而言很难彻底理解光合作用的本质。而用实验的手段，学生通过操作和探究来认识，教师适当引导，学生也会充分的思考，验证和体验，从而对知识有深刻的体会。教师也能从事无巨细的辛苦中得到解放，把更多的精力用来激发学生主动学习和引导探究的欲望上。
三、用实验激发学生能力
1. 用实验激发学生创造力
实验是学生探究自然科学知识的重要方法。实验以其丰富、直观的优势得到了学生的喜爱。学生在参与过程中往往会出现许多预想不到的问题，所以在实验操作中充满生成，生成又赋予创新。例如：检测花生种子脂肪实验，教材中是要求制作花生子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞的着色情况。这一实验操作步骤复杂，有着较高的实验技能技巧的要求，首先要求学生能徒手切出合适厚度的花生薄片，其次还得会从泡在水里的切片中找出最薄的一片，再次要染色以及浮色，如果在这一步没有做好也会导致看不到实验现象。针对上述问题，教师的指导和学生积极探讨反复地进行创新性改进和实验操作，终于克服了教材实验的不足。有的学生用花生匀浆实验;有的用按压痕迹法，即在白纸上用镊子柄按压花生，然后在油迹上滴加少量苏丹Ⅲ染液，就可观察到现象。
通过创新活动，寻找到一定方式方法使生物实验更加安全、操作过程更加简单、实验现象更加明显。在这个实验操作与改进中，学生通过疑问获得创新成果。在活跃的思維下，认真地观察和积极动手操作，不仅加深了学生对知识的理解，也使学生的创造性思维得到了培养，有效提高了学生的观察能力和动手操作能力，而且还能培养学生手脑并用的习惯。
2. 用实验培养学生合作能力
实验的操作不仅是让学生学习知识，还应培养学生与人合作的意识。合作性实验有利于培养学生的合作精神，同时还是解决实验材料、仪器和实验课时间等条件限制的有效方法。例如，探究酵母菌细胞呼吸的方式，并了解酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物。在该实验中要设置两个实验组（像这样设置两个或两个以上的实验组，通过结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验叫做对比实验），因此可以将学生分组各自做一个实验来进行探究，分别统计实验结果，对比分析，最后获得实验结论。酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸，均能产生二氧化碳;在有氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳;在无氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量的二氧化碳。通过合作实验共同探究科学的奥秘，不仅能提高学生的学习效率，还能培养团队精神。
3. 用实验检验学生学习效果
生物学是研究生命现象及其活动规律的科学，其研究的基本方法是观察和实验。结合近年来高考注重对实验原理、方法以及实验结果分析能力的考查，要求学生具有对一些生物学问题进行初步探索能力，包括确认变量，做出假设和预期结果，设计可行性高的研究方案，处理对简单的实验方案作出恰当的评价和修改。考查学生的知识迁移能力、实验推理能力和创新能力，要求高、难度大。学生需要运用多种理论知识，结合实验操作的经验，才能得出科学合理的实验设计方案。例如：2017年高考理综29题：“利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主等细胞为材料，设计实验以确定新病毒的类型。”要求学生写出实验思路，预期实验结果和结论。该题实际上就是对教材“噬菌体侵染细菌的实验”的考查，教材中详细讲解了实验的过程，而考题只需将教材实验进行迁移就可以很好地作答，对于实验结果和结论要用多种形式准确描述相关理论学习内容，因而有效检验了学生的对生物学理论认识水平。
实验教学是十分重要的教学方式，不仅能使学生更直观地学习生物学知识、掌握操作技能，更能提高学生分析问题、解决问题的能力。依照教育部指定的“高中生物课程标准”，要求学校开设实验课，且教育装备部门应不断完善和提升教学仪器配备标准，保质保量地配备教学仪器，为实验课的正常开展创设条件，尽可能地让每位学生都能动手去做，并且将实验与教学相融合，让学生通过观察、思考、实验和探索等途径加深知识的理解，更重要的是培养学生的探究能力和思维品质、培养学生的科学素养。
（作者单位：山西省太原市教育装备中心 030000）
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