談實驗異常設(shè)置對實驗教學(xué)的甄別作用論文
摘要 簡要敘述了僅從實驗異常設(shè)置對實驗教學(xué)的甄別作用以促進通過文本設(shè)置來考查學(xué)生的實驗技能。
關(guān)鍵詞 實驗異常設(shè)置 甄別作用 實驗教學(xué)
在高中生物課程標準(必修)中，有36個“活動建議”，其中至少有20個與學(xué)生動手操作有關(guān)的實驗。在實驗教學(xué)調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，因種種原因?qū)W生實際動手操作的實驗不足30％。而這些“活動建議”恰恰是課程具體目標中的“能力”目標。近年來，高考生物試題的命制也凸顯考查實驗力度，特別是通過對某一實驗的異常設(shè)置，來甄別考生是“背實驗”的還是“做實驗”。下面就實驗異常設(shè)置對實驗教學(xué)的甄別作用，談?wù)勛约旱目捶ā?/p>
1 實驗材料用具的異常設(shè)置
1.1甄別實驗過程中如何取材
教材中的實驗材料都不具唯一性，教師在實驗教材中要鼓勵學(xué)生借鑒教材實驗材料，因地制宜，但選取的實驗材料一定要科學(xué)合理，要為達到實驗?zāi)康姆⻊?wù)。為了甄別學(xué)生對這一內(nèi)容的掌握情況，可進行異常設(shè)置。
如筆者在指導(dǎo)學(xué)生做“檢測生物組織中的還原糖”實驗時，有意識讓部分學(xué)生選取西紅柿、胡蘿卜、菠菜葉子等作為實驗材料，最終無法達到實驗結(jié)果。此時，教師組織學(xué)生分析討論造成這種結(jié)果的原因：有的認為這些生物材料中無還原糖，有的認為這些生物材料本身含有大量的色素影響了實驗現(xiàn)象的呈現(xiàn)等。通過討論，使學(xué)生明白該實驗的取材最好是無色或近于無色的生物組織。
1.2甄別不同化學(xué)藥品在實驗中的作用
不同實驗需要不同的化學(xué)藥品和不同的劑量，學(xué)生往往對此細節(jié)不予關(guān)注，即使關(guān)注也多為死記硬背，一旦遇到具體的實驗情境，可能就聯(lián)想不起來。
比如筆者在指導(dǎo)學(xué)生做“葉綠體色素的提取和分離”實驗中，借鑒2004年的一道江蘇高考題，將學(xué)生分為四組，生物材料都為新鮮、濃綠的菠菜，其他實驗方法步驟都相同，只是將每一組實驗要添加的化學(xué)藥品進行了限制(表1)。
用紙層析法將研磨后的濾液進行色素分離，四組的實驗效果截然不同，第一組的濾紙條上得到層次分明四條色素，第二組的濾紙條上得到兩條色素帶，第三組濾紙條上無如何色素帶呈現(xiàn)，第四組的濾紙條上得到顏色很淡的四條色素帶。實驗現(xiàn)象呈現(xiàn)后，大部分學(xué)生有實驗失敗的意識傾向。在這一節(jié)點上，教師及時組織學(xué)生進行實驗分析，如為什么會呈現(xiàn)不同的實驗現(xiàn)象?難道只有第一組實驗是正確的嗎?通過討論，學(xué)生認同這四種實驗效果都是正確的，只是不同化學(xué)藥品在實驗中的作用不同而已。
2 實驗原理、現(xiàn)象(結(jié)果)的異常設(shè)置
2.1甄別對實驗原理的掌握程度
實驗原理是做實驗的理論支撐，不同的實驗其原理可能不同。實驗教學(xué)中，教師通過實驗原理的錯位設(shè)
置，檢測學(xué)生對不同實驗原理的掌握程度。
如在“檢測生物組織中的蛋白質(zhì)”實驗中，筆者發(fā)現(xiàn)有少部分學(xué)生沒有按照教材實驗藥品的劑量使用，在2mL蛋白質(zhì)溶液中加入2mL雙縮脲試劑A液后，又加入2mL雙縮脲試劑B液，振蕩搖勻觀察。筆者有意沒有指出，而是讓其將實驗完成，結(jié)果溶液顏色呈藍色。在最后的實驗分析中，這些學(xué)生也找到了導(dǎo)致溶液變藍實驗操作上的原因，但卻不能進行正確解釋，說明這些學(xué)生沒有真正理解蛋白質(zhì)鑒定的實驗原理。
再如在指導(dǎo)學(xué)生做“模擬尿糖的檢測”的實驗之后，筆者給學(xué)生一道命題：有學(xué)生借助生物組織中蛋白質(zhì)檢測的實驗原理和步驟，對剛采集的尿液進行蛋白質(zhì)檢測，若尿液呈紫色，說明尿中含有蛋白質(zhì)。這一實驗思路和結(jié)論科學(xué)嗎?討論后，絕大多數(shù)學(xué)生認為是正確的。但當教師指出這一結(jié)論是不科學(xué)時，學(xué)生們滿臉疑惑，此時，教師及時呈現(xiàn)一幅關(guān)于尿素分子結(jié)構(gòu)示意圖，當學(xué)生看出尿素分子中也含有肽鍵(－NH-CO-)這一結(jié)構(gòu)時，疑惑頓消。
2.2甄別對現(xiàn)象(結(jié)果)分析能力
對教材實驗現(xiàn)象或結(jié)果的分析，是課標要求的能力之一。在“觀察根尖分生組織細胞有絲分裂”的實驗中，有些學(xué)生在高倍鏡下始終沒有找到細胞分裂期的物象，與教材實驗比較，這屬于實驗結(jié)果的異常。筆者讓學(xué)生找一最佳視野，如實的將其視野的細胞繪制在實驗手冊上。課后在批閱作圖時發(fā)現(xiàn)，有部分學(xué)生沒有看到細胞分裂期，因為這些學(xué)生繪制的圖形以未分裂的細胞為主。但筆者沒有放過這些“錯誤”的圖示，并整理出兩幅具有代表性是圖，一幅側(cè)重描述根冠細胞的，另一幅是側(cè)重描繪伸長區(qū)細胞的。在課堂上，引導(dǎo)學(xué)生進行討論分析造成這兩種觀察結(jié)果“錯誤”的原因。2009年我省高考生物試卷第6題呈現(xiàn)了此圖(圖1)，是以選擇題形式呈現(xiàn)：有1位同學(xué)做根尖有絲分裂實驗，在顯微鏡中觀察到的圖像如圖所示。造成這種情況的原因可能是：
�、偃〔奈恢貌缓线m；
�、谌〔臅r間不合適；
�、壑破瑫r壓片力量不合適；
�、芙怆x時間不合適；
�、菀曇斑x擇不合適。
此題就是通過實驗結(jié)果來評價考生是否做過該實驗、理解該實驗的較佳案例。根據(jù)圖中顯微鏡中觀察到的圖像分析，有的呈長方形，有的呈正方形，說明有的細胞是根尖伸長區(qū)細胞，有的是分生區(qū)細胞；圖中細胞幾乎都沒有處于細胞分裂期，說明取材的時間不適合或視野選擇不適合。圖中細胞為單層單個，說明解離時間和制片時壓片力量均合適。
3 實驗過程的異常設(shè)計
教材中某一實驗的實驗步驟的排序體現(xiàn)科學(xué)性原則，若將某些步驟顛倒，則可能影響整個實驗現(xiàn)象或結(jié)果。
比如在做“觀察細胞有絲分裂實驗”時，筆者有意識將某一實驗小組解離液換成蒸餾水，但試劑瓶上的標簽還是解離液。該小組學(xué)生在不知情的條件下。按解離、漂洗、染色、制片步驟操作，實際上等于缺少“解離”這一實驗步驟�？梢韵胂�，這組學(xué)生實驗現(xiàn)象肯定不佳。實驗之后教師當著全體學(xué)生亮出“底牌”，學(xué)生對“解離”這一步驟的在該實驗中的作用理解更加深刻。
再如，在做“探究溫度對酶活性影響”的實驗之前，筆者讓每個實驗小組組長將本組的實驗步驟寫在實驗報告手冊上，批閱后發(fā)現(xiàn)有幾個小組的預(yù)設(shè)的實驗步驟存在科學(xué)性失誤，主要是底物、溫度和酶的添加的順序問題。但我沒有否定其實驗步驟，所以，實驗步驟操作完成后，有的小組沒有達到預(yù)期的實驗現(xiàn)象。此時，筆者將這一案例呈現(xiàn)在全班學(xué)生面前，從問題入手，比如若先加入淀粉酶，然后再置于不同溫度的環(huán)境中，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?如何解釋這一異�，F(xiàn)象?等，引導(dǎo)學(xué)生分析出“失敗”的原因。所以，通過對實驗過程的異常設(shè)計，甄別了學(xué)生對某一實驗過程的掌握情況和實驗分析能力。
以上幾種實驗異常設(shè)置，體現(xiàn)了對實驗教學(xué)的甄別作用。建議教師在實驗課教學(xué)中大膽探索，不一定要求全體學(xué)生都按教材實驗步驟“按部就班”的去操作。教師在實驗課上要適時的、有目的的設(shè)置異常，讓學(xué)生嘗試“失敗”，從中總結(jié)教訓(xùn)或創(chuàng)新。這樣有利于進一步加深對某一實驗的理解，認識到規(guī)范操作的重要性，體驗實驗創(chuàng)新的“簡單性”。
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