优化实验教学 提升课堂质量

西安交通大学苏州附属初级中学(215021) 邢菊芳

生物学是一门以实验和实践为基本研究方法的学科，通过实验，学生可以增加感性认识，促进概念的生成，从而获得生物学知识；学生可以感受动手、探究的乐趣，激发学习的积极性，同时提高独立思考和动手实践的能力；学生还可以初步养成实事求是的科学态度和勇于探究的科学精神，从而提高生物学科素养。因此，在教学中，实验的有效开展直接影响了教学的高效和学生素养的形成，笔者结合苏科版初中生物教科书中的实验，从以下几方面进行改进和优化，提高实验教学的有效性，从而提升生物课堂的质量。

1 优选实验材料和时间，提高实验成功率

每一个生物实验的开展都需要一定的实验条件和资源，特别是实验材料，它是开展生物实验的必备条件，也是保障实验成功的重要基础。当实验效果不佳时，寻找生活中可替代的材料，会获得更高的成功率。

1.1 例1：观察酵母菌实验

实验材料的不足：7年级下册观察酵母菌实验，教材建议选择稀释的酒酿液进行观察。酒酿是用蒸熟的糯米拌上酒酵发酵而成的，随着工业化的生产，在制作过程中还有许多添加剂。因此，稀释酒酿液中会有许多淀粉颗粒和其他杂质，酵母菌的数量也不多，影响观察效果。

改进：教师可以选用安琪干酵母，用10%左右的自制蔗糖溶液在常温下培养1～2天后进行实验，经活化后的酵母数量多、无杂质，观察效果佳。

1.2 例2：观察青霉实验

实验材料的不足：7年级下册观察青霉实验，教材建议用橘皮培养青霉，本实验的开展时间为每年的5～6月份，市面上较难买到橘子。橙子由于皮厚且表面有蜡，青霉不易生长，不是最佳的替代材料。更重要的是由于青霉的菌落呈绒毛状，直立菌丝很短，孢子容易散落，在取材时，学生往往只能在橘皮表层挑到大量孢子，无法观察到菌丝；若用解剖针挑取深层的菌丝，又会连着许多腐烂的橘子皮，影响观察。

改进：选择常见食物油豆腐，将其放在小烧杯中，洒上适量的水保持湿润，可以用保鲜膜覆盖，防止水分快速散失，3～4天后就可培养出青霉。这样的材料容易获得，而且由于油豆腐含水量较橘皮低，不会呈腐烂状，可以连着油豆腐表皮将菌落完整的挑取下来，放到低倍镜下观察，可以清晰看见菌丝和孢子，如图1(a)所示。用高倍镜观察还能看到菌丝中的横隔，如图1(b)所示。学生通过观察，能直观感受到青霉是一种多细胞的霉菌，从而对霉菌有更加全面和准确的认识。

图1 显微镜下的青霉

在初中生物实验教学中，有许多材料的获取需要教师即时采集和培养，但是由于所在地区气候的差异，有时并不能达到预期的效果。这时教师可以调整教学顺序，保证实验教学的顺利开展。例如，7年级上册植物的光合作用中，探究阳光在植物生长中的作用实验，按照正常教学进度该实验大致在11月初进行，但苏州11月的光照强度不够，温度一般低于20℃，此时进行实验效果不明显。因此，教师可以把这节内容适当提前到10月初进行教学，保证实验效果。再如7年级下册观察水绵和桃花等实验，教师也可以根据获取材料的时间来进行教学，从而提高实验的成功率。

2 优化实验方法和步骤，增强实验有效性

实验步骤是生物实验的重要组成部分，它具有理顺思维逻辑、构成实验方案、指导实验操作和巩固知识等作用，对其进行优化，将更有利于学生理解实验，保证实验的有效开展。

2.1 例1：观察酵母菌实验

实验步骤与不足：7年级下册观察酵母菌实验，教材指导学生用滴管吸取酵母菌培养液，盖上盖玻片，制成临时装片观察。此时学生已具有一定的显微镜理论知识，但是操作能力不强，加之酵母细胞体积小、无颜色、透明状，许多学生在观察时无法分辨酵母菌和气泡、杂质，严重影响实验效果。

优化：教师可以让学生制作完临时装片后，增加用碘酒进行染色的步骤，酵母菌易被碘酒染成黄色，学生就能快速找到并进行观察。

2.2 例2：观察种子萌发的过程实验

实验步骤与不足：8年级上册观察种子萌发的过程实验，教材指导学生在大培养皿中垫上湿棉花，每隔2天有序放几粒种子，直到最先放入的种子长出幼叶为止。该实验不足主要有：①步骤较繁琐，需要学生投入课外的时间和精力，实施起来有一定难度；②实验中对湿棉花中水分要求较高，水份过多会引起种子发霉和腐烂，水分过少不利于种子的萌发，学生不好把握；③在培养皿中实验不利于种子萌发生长的后续观察。

优化：教师可以指导学生把浸泡后刚萌发出胚根的种子固定在筷子或者较粗的吸管上，放入盛水的烧杯中，如图2(a)所示。或者将种子包裹上湿棉花放在盛有水的锥形瓶中，如图2(b)所示。保证胚根接触到水，学生可以每天观察种子萌发的情况。这样既简化了实验操作步骤，又能让学生更清晰的观察，直接体验到了一粒小小种子的强大生命力，从而产生对生命的尊重和敬畏之情，在潜移默化中达到教育的目的。在教学中，有时候教师一个小小的改变，就会带来不一样的效果。

图2 观察种子萌发实验装置图

3 整合理化实验，突破教学重难点

任何一门学科都不是孤立的，互相间有着紧密的联系。生物学中有很多概念是跨学科的，比如光合作用中的光能和化学能、营养物质中包含有机物和无机物等。在初中生物教学中，也有一些需要以物理、化学知识为基础的实验，但是初一、初二的学生由于欠缺相关知识，这些实验往往是学生理解的难点。因此，涉及到此类实验时，教师可以整合物理、化学实验来说明实验的原理，帮助学生更好的分析和理解生物实验。例如，7年级上册模拟肺部呼吸运动的实验中，教师可以利用针筒进行演示，如图3所示：①针筒静止，两边气压相等，推杆不移动；②手指按住针口，用手将推杆往左移动，放开手后，推杆向右移动；③手指按住针口，用手将推杆往右拉，放开手后，推杆向左移动。学生通过分析就能理解“相同条件下，相同质量的气体，体积越大，压强越小；体积越小，压强越大”的物理学原理，从而顺利解释呼吸过程是因为肺部气压变化导致气体的进出，深入理解呼吸运动是因为胸廓的运动导致了肺的呼吸这一重难点知识，纠正学生原本认为的呼吸导致了胸廓运动这一错误前概念。再如学生在探究鱼类适于水中生活的特征时，也可以借助塑料瓶、气球和推拉针筒模拟鱼鳔气体的进出(见图4)，从而理解鱼类在水中上浮下潜的原理。

图3 针筒演示模拟肺部呼吸运动

图4 模拟鱼类在水中的浮沉装置图

总之，教师在教学中需要多关注学生的认知情况和实验的有效开展情况，寻找实验中的难点和不足之处，从优化实验用具和材料、创新实验教学方法、改善实验教学步骤等方面进行不断的尝试和改进，解决实验中的不足，才能真正做到让实验促进课堂教学，用实验培养学生能力，以实验来提高学生的生物学科素养。