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高中生物实验教学策略之我见

发表时间：2020/7/6 来源：《新纪实》2019年第11期作者：曾庆欢

[导读] 实验是高中生物探究性学习的重要载体，因其具有直观、形象的特点，所以得到了教师们的广泛应用。然而，在实际的教学中，真正有效地将“实验”和“探究”相结合还存在很大的困难。

        四川省绵竹中学四川德阳 618200

        实验是高中生物探究性学习的重要载体，因其具有直观、形象的特点，所以得到了教师们的广泛应用。然而，在实际的教学中，真正有效地将“实验”和“探究”相结合还存在很大的困难。以探究为重点的实验教学，是在实验教学不断改革的情况下，借鉴过程中的有益经验而发展起来的一种开放、完整、有效的生物教学方式，对培养学生的思维能力、探索精神、实践能力等有着非常重要的意义，在有效提升学生的科学素养中发挥着重要的价值。
    一、问题的提出
        高中生物实验教学是借用一定的实验仪器进行教学，因而具有直观性、形象性的特点，能够将人们对某一知识、原理的认识和发现过程高度浓缩地展现出来，能够使学生对相关科学知识的认识和理解在较短时间内即可完成。然而对实验教学的这种理解和认知，实际上承认其是从属于知识教学的一种教学方式，主要是为了对预先做出的假设进行验证。尽管通过实验教学，学生会学习到一定的实验方法和技巧，思维能力也会得到一定程度的发展，但教师的目的并不在于此，并没有将这些摆在主要的位置，仍旧以知识教学为重点。
        二、如何在一般实验中体现探究的思想
        高中生物教师的教学任务繁多、复杂，考虑到深入的实验探究需要付出非常多的时间，所以有些教师更多地选择水平较低的探究，一是观念问题，学生的探究活动必然伴随着“乱”，而教师害怕这种“乱”，怕自己不能很好地控制课堂；二是技能问题，教师的探究性学习经历不足，技能水平不高。
        在我们实际应用的教材中，对于上述因素已经做出了考量，其中包括的层次比较高的、开放性的实验探究活动很少。在多数情况下学生需要在各种层次的探究性实验中对不同的技巧和方法进行学习。所以教师需要重点去考虑的问题是怎样将探究的思想在一般的实验中体现出来。
        一个以探究为主的实验教学活动又该如何设计呢？对一般性的实验，我们只需要改变两个方面的问题，就能够变验证性的实验为开放式的探究实验。一方面，将实验活动在教学中的次序加以改变，不要总是将其放在最后；另一方面，改变实验活动中过于注重理论知识验证的理念，提高对实验探究过程的重视程度。
        三、以探究为本的生物实验教学活动设计案例
        选择高中生物“酶的催化效率—过氧化氢分解”的实验教学案例，开展实验教学是为了让学生了解作为生物催化剂的酶较之于无机催化剂的主要特点有哪些。

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如果是以往的教学，为了能够对探究思想加以体现，教师会省略演示这一环节，直接让学生实验，学生取两支编号是1号和2号的试管，均将3mL2％过氧化氢溶液注入其中，然后把少量的鸡肝匀浆或马铃薯匀浆加入1号试管中，把少量的二氧化锰加入2号试管中，作为催化剂，将试管轻轻晃动，观察两支试管中产生的气泡多少和快慢，进行反应速率的对比，判断两种催化剂的催化效率，最终得出酶的催化效率更高。
        这种看似热闹且成功率高的实验活动，经过仔细分析，学生完全在教师的指令下被动操作：将鸡肝匀浆和二氧化锰分别加入到盛有3mL2％过氧化氢溶液的试管中，使之产生一种预定的变化。看起来是在观察和探究，但还是在知道事实的情况下对结论的验证，只进行两个催化反应实验的对比，并不能得出生物催化剂相比于无机催化剂更高效的结论，很明显，学生的思维加工还存在很大的不足。
        以下是针对上述现象对实验做出的调整：
        （一）提出问题
        学生在化学中学过催化剂的知识，而且生活中也能够积累到一些此方面的知识，他们能够知道催化剂在很多地方都会用到。有关于使用催化剂的几种化学反应也已经在课堂中学习过了。因此，教师可以带领学生探讨催化剂和化学反应间的关系，如二者间有无一一对应关系？催化剂通过什么样的方式来使化学反应速率发生变化？在化学反应中催化剂的特点是怎样的？这种学科间整合的知识，对引发学生的探究欲望是非常有效的。
        （二）猜想与假设
        对问题进行汇总，收集相关资料，组织学生开展小组讨论，引导学生做出自己的假设：催化剂和化学反应不具有一一对应关系，同一催化剂能够催化产生的化学反应是多样的，不同催化剂可能产生对同一反应不同的催化效果。
        （三）实验准备
        1.知识准备。让学生对过氧化氢、二氧化锰、三氧化二铝、鸡肝、马铃薯等的相关物理、化学性质，以及与催化剂有关的知识进行查阅。
        2.器材准备。试管，卫生香，火柴，过氧化氢，二氧化锰，三氧化二铝，鸡肝匀浆（新鲜的和不新鲜的各一份），马铃薯匀浆（生的和熟的各一份）等。
        （四）实验结论
        1.二氧化锰、三氧化二铝、鸡肝匀浆、马铃薯匀浆均能够加快过氧化氢的分解速率，所以可以作为催化剂来加快过氧化氢的分解。
        2.和二氧化锰、三氧化二铝相比，新鲜的鸡肝匀浆和生的马铃薯匀浆具有较高的催化效率。
        3.不新鲜的鸡肝匀浆催化效率较低可能与买回来的肝脏不新鲜，或制成的肝脏研磨液使用和存放时间太长而出现了变质有关；熟的马铃薯匀浆催化效率较低可能与高温造成过氧化氢酶失活有关，表明许多因素会对酶催化作用造成影响。
        高中生物课程目标之一即为提高学生的科学素养，而基于探究的实验教学就是在此目标指导下对实验教学的改进，这一教学方式是对新课程所倡导的自主、合作、探究理念的充分展现，对于促进生物教学的纵深发展具有重要意义。