优化拓展生物实验，提升生物实验效果

优化拓展生物实验，提升生物实验效果

黎云鹏

广东省惠州市惠阳区永湖中学516267

摘要：本文是以七年级生物实验为研究对象，在《生物新课程标准》的指引下，立足于初中实验教学实际和学生实际，充分挖掘和拓展教材中的实验。通过在实验过程、步骤的拓展创新；在实验材料选取上的创新，以及通过实验拓展，关注生物重要概念的学习。意在培养学生的生物学习兴趣，提高学生的实验动手能力、实验思维能力和培养学生的创新思维能力。

关键词：生物实验拓展实验效果

生物学是一门以观察、实验、探究等活动为基础的自然科学，是一门实践性很强的学科。生物教学过程中注重对学生能力的培养，少不了课堂实验、课内外探究活动、演示实验等教学方式的辅助作用。2011年新修订的《全日制义务教育生物课程标准》为了适应时代发展，在继承我国现行生物教学优势的基础上，力求更加注重学生的发展和社会的需求；更强调学生的主动学习，并增加实践环节。课标的课程目标要求学生具备一定的生物学实验的基本操作技能，在生物教学中，我们应该重视学生实验能力与学生的动手能力培养，提高学生的生物科学素养。在教材中原有的实验教学的基础上，对生物实验进行延伸拓展，培养学生的生物学习兴趣，提高学生的实验动手能力及实验思维能力。

一、实验过程、步骤的拓展创新，培养学生的学习生物兴趣

七年级学生，刚踏入中学的学习生活，面对新的学科生物学，存在很大的好奇心。在生物实验过程中，优化实验步骤，以达到预期效果，显得尤为重要。

在讲授北师大版七年级上册第1章第2节《生物与环境的相互影响》这一内容时，本节教材中所安排的两个实验对学生是一个知识的挑战。

活动一：“探究温度和湿度对霉菌生长的影响”是初中生物学的第一个探究性活动，也是七年级学生第一个探究性实验，其目的是让学生了解探究活动的一般过程，了解如何通过实验研究解决生物学问题。在这个实验教学中，不可能把实验完全交给学生自主学习，而应该在材料及器材都准备充分的情况下，一步一步地帮助学生完成此活动。但又不能包办代替，要给学生充分思考的空间，要让学生明白，即使实验失败也是一种结果，传授学生重要的实验思想，活动不是以实验结果为唯一目的，关键是实施实验的过程和对实验的正确分析。所以首先应说明什么是探究性活动；介绍探究性活动的主要环节。在实施活动的过程中，引导学生建立单一变量、对照实验的思想，并把这一思想最终植入学生大脑中。因此，在学生第一次接触探究活动中，通过科学探究的一般过程，使学生初步养成良好的科学素养，体验科学探究的过程。最后，注重通过一定的评价方式来肯定和激励学生，本活动的评价应注意几点：小组的合作学习；是否在实验中善于发现新问题、提出新问题；实验结果与假设不符，应如何重新完成实验。

本节中的活动二：“测量不同植被环境的空气温度和湿度”是教材中的第二个探究活动。本实验的目的探究生物对环境的影响，在学习了上一个活动的基础上，学生已经基本掌握了探究性活动的步骤及注意事项。所以，本次探究活动，以教师引导为主，学生自主完成探究过程。而且由于本节的课时安排原因，此活动的开展，只能尝试学生以小组为单位在课下合作完成。在进行探究活动的全过程中，引导学生用手机（DV机）录制微视频，活动结束后，以微视频的形式展现小组的探究活动成果，此方式起到鼓励学生参与的激情，也能够很直观地发现学生在实验操作过程中的对错，以便做好纠正错误。进一步的实验拓展，将实验结果与生活实际相联系，让学生明白本探究活动的结论可以用于解释现实生活中的一些实际问题。

例如：为什么同一个城市市区与郊区的天气预报的数值会不完全一致呢？本实验另一个拓展，应如何对实验的数据进行处理。首先由于实验过程有其它未知因素的影响，导致测量的数据会有很大的偶然性，所以应多次测量取得平均值以减少误差；用什么方式来记录实验结果，根据七年级学生的实际，可用表格、绘制曲线图等形式来展现结果，体现出学生的创新与分析数据的思维能力。两个活动的合理安排，通过优化实验过程结构，拓展实验的结果分析与应用到实际生活中，都能培养学生学习生物的兴趣。

二、实验材料拓展，达到直观的实验效果

在实验过程中，要是完全按实验方案开展实验，会使七年级的学生在实验材料的认识、选取方面，有一定的难度。因此，教师可以对实验进行优化选材，以达到实验教学目的。

在讲授北师大版七年级上册第三章第3节《细胞通过分裂而增殖》这一内容时，这节课内容有点抽象，学生很难掌细胞体积为什么这么小？细胞为什么不能无限制长大？教材中，首先是通过模拟实验（模型方法）研究教学，即用不同大小的正方体代表不同大小的细胞，计算不同体积的正方体表面积和体积的关系。计算出来的关系，学生容易理解，但这关系有什么作用，只能通建议活动“研究细胞大小与物质扩散的关系”来进行理解。由于这个实验是建议活动，教师可在课前组织一些对生物有浓厚兴趣的学生完成此项实验，然后将实验现象、分析结果介绍给未做实验的同学。在这个实验要求用到的实验材料就复杂了点，对于刚踏入七年级的学生，根本不可能知道酚酞琼脂块、氢氧化钠等那么多专业的名称。所以，做为教师，这个时候要考虑到，如何让实验操作起来更简单与合理，本人根据教材教参想到了更换实验中所用到的材料，以达到同等效果。本实验材料可更换如下：用白凉粉块代替琼脂，用食用洋红代替氢氧化钠和酚酞。让学生计算着色部分的体积与琼脂块总体积的比，可代表得到氢氧化钠（细胞外物质）的体积与琼脂块总体积的比，就能说明细胞大小与物质交换效率的关系。也可以做如下材料的更换：用白萝卜块代替琼脂，红墨水代替氢氧化钠和酚酞，相当于细胞吸收的营养物质。其它实验操作步骤都一样，用刀把白凉粉块或萝卜切成两半，让学生观察白凉粉块或萝卜块切面的颜色变化，白凉粉块或萝卜块染色的部分代表红墨水扩散的深度。从而让学生明白了，细胞体积越大，与外界物质交流效率就越低。也就明白了，细胞为什么不能无限制的增大了。对实验材料的改进或更换，可以让实验更简单，达到同样的实验效果，进一步提高学生对实验的兴趣。（如下图）

图4：观察两个凉粉块被着色的情况

在此基础上，可能还不能满足部分有兴趣的学生对生物实验的好奇心，于时，可对此实验进行进一步的课外拓展延伸。同样的模拟实验，模拟细胞代谢废物排除体外的效率跟细胞大小的关系实验探究。用冰块来代替细胞，红墨水来代替细胞内代谢废物。准备甲、乙两块体积相同，并且用红墨水染色的冰块；然后将甲冰块完整的放入A烧杯中，将乙冰块敲碎后放入B烧杯中，分别加入300ML温水，用玻璃棒不停搅拌冰块，记录冰块溶解的时间。从实验结果可以得出，细胞代谢废物的排出跟细胞有大小有一定的关系。本实验通过对实验材料的选取使实验更容易操作，结果更直观，对实验的再探究的拓展延伸，提高了学生学生生物实验的兴趣，也培养了学生的发散思维能力，体现出实验拓展的创新思维能力的培养效果。

三、通过实验拓展，关注生物重要概念教学

生物概念的形成需要经过分析、消化、综合等一系列智力活动，这就说明能否真正地理解概念教学的目标决定了概念教学是否具有高效性。《标准》认为：“教师在设计和组织教学活动时，应注意围绕重要概念展开，精选恰当的教学活动内容，其教学方式可以是讲授、演示、实验、讨论等，以促成学生对重要概念的建立、理解和应用”。因此，必要的时候，生物实验教学也应多围绕概念教学来进行。在讲授北师大版七年级下册第八章第2节《食物的消化营养物质的吸收》这一章节内容时，教师应关注一个重要概念“消化系统”。消化系统包括口腔、食道、胃、小肠、肝、胰、大肠和肛门，其功能是从食物中获取营养物质，以备运输到身体的所有细胞中，以此重要概念来组织并进行实验拓展设计与活动。教科书中有一个“人体消化系统”的示意图，该图可使抽象的问题具体化，有助于学生对消化系统组成的整体认识。因此，围绕这个概念来设计一个简单的拓展活动。把学生的旧知识与新课联系起来，有利于引导学生对整节课的思维方向，解决消化道的组成问题。学生对于小肠的结构理解，是本节的难点，小肠是组成消化系统的消化与吸收的主要器官。因此，怎样引导学生更容易理解到小肠的结构，从而有利于理解消化系统的组成与功能。首先让学生做一个小手工游戏——“折纸扇”，通过“折纸扇”对比一张A4纸在折成纸扇的前后的表面积，当学生认清这点之后，再通过观察小肠结构示意图，学生就会进行类比融会贯通并得出结论——小肠皱襞和绒毛有利于增大吸收的表面积，从而起到化抽象为具体的效果。在动手的过程，引导学生积极思考问题，能有效地提高教学效果，有助于学生对知识的深入理解和迁移应用。在教学过程中围绕重要概念来开展实验教学，对学生的学习兴趣与能力提升起到很大的促进作用。

在新课程标准的引领下，力图改变学生的学习方式，帮助学生领悟科学的本质，引导学生积极主动地参与到探究活动中，让学生掌握基本的实验操作技能，在实验过程、步骤上创新，在实验选材上创新，关注重要的概念学习，延伸拓展基本实验的基础知识，利于学生注重生物实验基础知识的拓展和基本技能的提升，利于初中生物科学探究研究过程的实施。并通过实验实践进一步内化生物学实验思想方法，开拓学生的实验思维，培养学生的发散性思维能力。

参考文献

[1]义务教育生物课程标准（2011年版）.北京，北京师范大学出版社，2012，01。

[2]杨计明创造性教学.广东高等教育出版社，2009，07。

[3]刘恩山汪忠义务教育生物学课程标准（2011年版）解读.北京，北京师范大学出版社，2012，02。

[4]刘恩山生物学教科书·七年级上册.北京，北京师范大学出版社，2012，07。

[5]刘恩山生物学教科书·七年级下册.北京，北京师范大学出版社，2012，12。