中学生物教学经验分享：提升观察实验设计与编排

现行高中生物教材（必修）中只有5个实验，其中“观察玉米杂种后代粒色的分离现象”实验是大多数学校难以完成的。这5个实验都是验证性实验，并且集中附于教科书的最后部分，与相应的课文内容相隔甚远。教材正文部分很少涉及实验内容，大多是直接讲述现成的结论。显然，这很难说体现了现代生物学的特点。

新的普通高中生物教学大纲中规定的必修课实验项目（包括探究、实习）共24个。根据实验手段和教学目的的不同，可以将这些实验分为以下三类：（1）定性观察，如观察叶绿体的结构、观察细胞质的流动等；（2）定量分析，如有性杂交试验、种群密度的取样调查等；（3）模拟探究，如性状分离比例几率的模拟、模拟通过分子杂交鉴定人猿间的亲缘关系等。从实验内容与学生认知关系的角度看，这些实验可以作如下分类：

从上述分析可以看出，新的高中生物教学大纲对实验的要求，不论从数量还是从类型上，都比现行高中生物教学大纲和教材有明显的扩增，这就为新的高中生物教材在实验方面体现“面向现代化”奠定了基础。但是，教学大纲的改进不等于编教材可以坐享其成。笔者认为教材在实验内容和编写方式等方面还应该注意以下几点：

1.在大纲规定实验内容的基础上，适当增加简便易行的实验观察内容

大纲中规定了24个实验（包括必做实验和选做实验），这与海外高中生物教学大纲和教材相比，在数量上尚有明显差距，这当然与我国中学生物实验条件有关。但是，这并不意味着我国中学在因陋就简、就地取材增加实验观察项目上再无潜力，何况有些重点中学的实验条件，与发达国家的差距已不明显。下面仅举一个实例来说明。

美国的一本高中生物教科书《现代生物学》（Modern Biology），在讲到自然选择时安排了这样一个实验：让学生用尺子测量100粒花生仁的长度，然后用坐标图表示出来，算出平均值、最大和最小值与平均值的差距，并与其他同学得出的结果进行比较。然后让学生分析以下问题：（1）影响花生仁大小的因素是什么？如果环境变化使大花生仁成为一种有利变异，该花生种群将朝着什么方向发展？（2）描述对大花生仁有利的环境变化。你能想出什么样的环境变化对小花生仁是有利的吗？（3）为什么大多数花生仁不像最小的花生仁那么大？（4）你怎样才能确定一个性状（如花生仁非常大）是遗传的结果还是环境影响的结果？

就是这样一个简便易行的小实验，就能在教学上起到很重要的作用。测量、统计、比较都是生物学上最常用的研究方法，这些方法在这个实验中都用到了；用坐标图形式表达结果，有利于培养学生的信息表达和交流能力；对实验结果的分析，有利于学生进一步理解自然选择理论，并且有利于培养学生的思维能力；实验指导中提出的最后一个思考题，并不能通过本实验得到答案，尚需学生设计新的实验，这又有利于培养学生的研究能力和创造能力。(www.xing528.com)

2.改进实验指导的编写方式

（1）实验指导应有利于学生主动探索。在大纲规定的实验中，有些实验需要学生在掌握了相应的概念和原理以后进行，否则难以完成教学目的。例如，“用显微镜观察细胞的有丝分裂过程”，如果学生连染色体的概念都不清楚，就很难看出处于有丝分裂不同时期的细胞各有什么特点；再比如“DNA的粗提取与鉴定”实验，如果学生对DNA的概念一无所知，这个实验的进行就毫无意义。但是，其他大量的实验是既可作为验证性实验，也可作为探索性实验的，如“酶的高效性和专一性”、“植物细胞的质壁分离和复原”等。对于这些实验，笔者认为应该编排在课文讲述有关过程和原理之前。这样做一是符合学生从感性到理性的认知规律；二是有利于提高学生的学习兴趣，使他们体验到主动发现的乐趣；三是更加有利于培养学生的观察能力、思维能力和实验能力。在实验指导的写法上与验证性实验也应有所不同，应注意结合具体操作步骤，多提出一些紧扣实验目的的问题，使学生边观察边思考，并减少实验观察的盲目性。

（2）应注重对实验原理的解释。九年义务教育初中生物教科书（人教版）的实验指导，一般包括“目的要求、材料用具、方法步骤、讨论”四项内容；现行高中生物课本的实验指导也大致如此。初中生物课中的实验大都是观察较为直观的现象，如生物体的形态、结构和运动等，这样写实验指导无可非议。新的高中生物教学大纲中规定的实验，生理实验和定性、定量分析实验较多，学生在做这些实验时，如果仅知道目的要求、材料用具和方法步骤，而不懂实验的原理，恐怕就只能照方抓药，机械操作，结果所培养的至多是动作技能，不利于对相关知识的理解和掌握，思维能力、实验能力的培养就更是镜花水月了。因此，对于较为复杂的生理实验和定性或定量分析实验，应在实验指导中设置“实验原理”一项，使学生改变上实验课“盲人骑瞎马”的状态。

（3）应鼓励学生正确总结、表达和分析实验结果。正如前面列举的美国教材中的“花生仁”实验一样，通过实验，应该让学生展开多维度的思考，不仅让他们获得“已知”，而且让他们意识到“未知”。因此，实验指导最后部分的思考题，一定要精心设计。

（4）关于由学生自己设计并进行的实验，实验指导的写法应另辟蹊径。对于这类实验，应该明确实验的目的要求，多提供些可供选择的材料用具，不交代方法步骤，同时指出，学生还可以自己寻找其他可替代的材料用具。