立足实验材料 搭建有效教学平台

尹良雍 (固镇县第二中学,安徽 蚌埠 233700)

摘要  有效教学需要一个合适的教学平台。一个成功的生物学实验有它独特的实验材料。笔者在教学中以实验材料为立足点，以体现实验材料的生命性，实验材料的实践性，以实验材料为基础设计实验方法的科学性与实验技术的融合性等四个角度搭建教学平台，让教师的“教”和学生的“学”在这个平台上互动起来。

关键词 实验材料 有效教学 教学平台 核心素养

    生物学是建立在实验基础上的科学。高中生物教学涉及很多生物学史中的经典实验，也有学生操作实验和课堂演示实验。大部分教师在介绍生物学史时，只注重介绍历史事件及实验的做法，进行学生实验及课堂演示实验教学注重实验操作。实验操作固然重要，但是如果学生缺乏对实验材料的理解，只能学习操作技能，很难形成比较，判断，推理等思维技巧，以及创造性和批判性的思维方式。教师的“教”和学生的“学”都显得失去发挥的教学背景而空洞乏味，影响课堂教学效果。核心素养是学生知识、能力、情感态度与价值观的综合性的素养，生物学科素养强调对过程的教学。要提高学生的核心素养，进行有效教学，关键是要在一定的问题情景中引导学生思考，解决问题。构建这样的教学背景，需要搭建合适的教学平台。

    孟德尔说过：“任何实验的价值和效用，决定于所使用材料对实验目的的适合性”。灵活选择实验材料恰恰彰显科学的智慧，每一个成功的生物学实验都有它们独特的实验材料。笔者在教学中以实验材料为立足点，搭建恰当的教学平台，让教师的“教”和学生的“学”在这个平台上互动起来。针对实验材料的特点，笔者主要从体现实验材料的生命性，实验材料的实践性，以实验材料为基础设计实验方法的科学性与实验技术的融合性等四个角度搭建教学平台，让教师的“教”与学生的“学”在这个平台上完成互动，进行课堂有效教学。

1  生物学实验材料的生命性

   生物学实验材料都有自己的特点，又具有生命体的共性，特点是在共性基础上体现的。在讨论光合作用发现史时，关于恩格尔曼实验的实验材料——水绵的特点，笔者发现大部分学生仅片面了解水绵有一个大型的带状的叶绿体，容易忽略实验材料的特点是在植物细胞共性基础上体现的。笔者介绍水绵时，首先介绍水绵是常见的藻类生物，为多细胞丝状结构个体，藻体是由一列圆柱状细胞连成的不分枝的丝状体，有真正的细胞核和各种细胞器，具有基本的生命系统——细胞的共性，再介绍水绵的叶绿体呈带状围绕着大液泡，并分析水绵模式图。学生对水绵细胞在植物细胞结构共性的基础上了解特殊性，更能体会恩格尔曼水绵实验精彩的实验材料选择和精妙的实验设计方法。再比如哺乳动物成熟的红细胞没有核膜及各种细胞器膜的特殊性，学生们很难理解这种细胞的特殊性。教学过程中，笔者不是从哺乳动物成熟的红细胞的形成过程抽象地讲解，而是引导学生从变形虫的去核实验中看到一个生命活动正常的细胞在失去细胞核以后细胞代谢逐渐降低、各种细胞器逐渐丢失的过程。学生理解了哺乳动物成熟的红细胞是一种丢失了细胞核和各种细胞器的正在死亡的细胞，只不过这个过程比较长一点罢了。高中生物必修教材涉及的细胞的实验材料有人的口腔上皮细胞、变形虫、伞藻、酵母菌细胞、洋葱根尖分生区细胞和鳞片叶表皮细胞等各种类型的细胞。教师可以充分利用这些实验材料，让学生了解细胞作为生命的基本单位的共性，再分析每一个材料的特点，就容易理解生物学家们选择实验材料的科学道理。

2 生物学实验材料的实践性     

   生物学实验材料的特性之一就是实践性强。高中生物教材中的学生实验涉及的实验材料并不是遥不可及的，它们都来源于生活实践。重视校园外的社会调查实践和野外考察，让学生积极主动地参与进来，在实践中加深对知识的理解，对技能的掌握，对科学思想的领悟。例如观察植物细胞叶绿体的实验材料要求用菠菜叶的下表皮细胞或黑藻细胞，笔者除了准备一些菠菜叶之外，还准备了黑藻的图片资料，并鼓励学生到校园的小溪中采集黑藻存在，用于实验中观察叶绿体。学生们在采集黑藻过程中，可以观察黑藻的生活环境，黑藻的形态特征，才知道黑藻其实是绿色的，体积小且叶片薄、制片简单，可直接用来观察叶绿体，然后制作临时装片，学生容更易接受。用样方法调查植物的种群密度户外测量类实验，为什么观察的对象是双子叶、单株生长明显的植物? 如果学生没有实地考察，不通过实践知道其中的道理，所学的方法也只能是纸上谈兵，不能达到培养学生核心素养的教学目。教学中，笔者带领学生针对校园内的蒲公英和狗牙根的种群密度进行了实地测量。通过实地调查对具体材料分析，学生很容易发现单株生长明显的植物，可以用样方法调查种群密度，单株生长不明显的植物，不容易计株数，而只能以分布面积描述比较合适。另外在测量过程中，学生还发现需要扩大样方面积才能调查野生杨树苗的种群密度。生物学实验往往需要活体或具有活性的材料,并且需要在实验前一定时间内采集、培养或购买,所用材料易受地域、季节、气候等影响。教材中所推荐的实验材料虽然经典,但有些地方不能按时获得,从而影响实验课的开设。因此,就地取材,寻找一些本地易找、实验效果好、低成本的材料来满足实验教学的需要是非常必要的。

3  生物学实验材料的科学性

    实验材料材料的选择遵循科学性的原则。教师应以实验材料选择的科学性为基础，引导学生掌握科学知识，学会科学的思维和方法。例如遗传学经典实验材料豌豆，孟德尔以豌豆为实验材料的选择充满科学性。豌豆是自花传粉植物，而且是闭花传粉，避免外来花粉的干扰，在自然状态下一般是纯种；豌豆植株还具有易区分的性状，如高茎（1.5-2.0m）、矮茎（0.3m），容易辨别区分；豌豆容易栽培，后代数量大，便于统计；所以用豌豆作实验材料，结果既可靠，又易分析。教师可以例举几种实验材料并比较，让学生分析豌豆的几大优点在基因分离定律和自由组合定律发现过程中的突出作用，以及孟德尔做出选择的过程和科学的思维。学生体会实验材料材料的选择可以了解科学家是怎样思考问题的，怎样研究问题的，怎样分析现象得出结论的，从而学会理性思考，分析解决问题，还能积极体验科学探究的过程，在探究过程中学会科学研究的一般方法，掌握科学探究的基本技能，并通过学习，领悟实事求是的科学态度和质疑创新的科学精神。

4  生物学实验材料与其他学科的融合性

    生物学实验材料也会因为实验目的实验的阶段性目的不同，随着科学技术的发展而发展。描述性生物学阶段研究生物学方法主要是观察类实验为主，所用实验材料主要是有利于观察的，植物学家施莱登、动物学家施旺主要观察动植物的组织细胞，用到的仪器主要是显微镜，涉及的原理主要是物理学原理。1900年，孟德尔遗传规律重新提出标志着实验生物学阶段的开始。生物学与数学、化学开始有了更多的结合，生物材料逐渐进入实验室操作类，有了更加精细化的要求。1953年，美国沃森，英国克里克提出DNA双螺旋结构模型，标志着分子生物学阶段的开始，同位素标记法、计算机技术得到广泛应用。生物学教学中，教师可以把生物学科和其他学科的发现和进步，尤其是数学、物理、化学信息学及技术，理科的思维和方法融合起来，向学生展示生物学与相关学科的“立体”发展过程，引导学生正确理解科学、技术与社会之间的关系，从而激发学生的学习兴趣。 

    高中生物学课程的核心任务是提高学生的生物学科素养，而核心素养的培养是在教师的有效教学中完成的。有效教学需要合适的教学平台，否则将成为空谈。生物学史中的实验材料是生物学家为实现某个实验目的做出的科学选择，教材中的学生实验和演示实验涉及的实验材料是适合教学环境的材料。笔者以实验材料为立足点搭建有效教学平台，展示实验材料的生命性、实践性、科学性与相关学科的融合性，让教师的“教”和学生的“学”在这个平台上互动起来。实验材料为立足点搭建有效教学平台，可以使知识具体化、形象化、简单化 激发了学生的学习兴趣，有助于学生理解和接受生物学研究历程，有助于提高教师的教学素养和教学水平，提高课堂实效。

参考文献

[1]朱正威.分子与细胞（第2版）［M］. 北京：人民教育出版社，2007.

[2] 朱正威.遗传与进化（第2版）［M］. 北京：人民教育出版社，2007.

[3]俞红成.高中生物学科核心素养的教学培养策略［J］.中学生物教学，2016（3）。