河北省石家莊市第四十二中學(xué)生物組 王 麗

高中生物課堂引進(jìn)美國教材“迷你實驗” 的研究

河北省石家莊市第四十二中學(xué)生物組 王 麗

美國教材《生命的動力》中的“迷你試驗”短小精悍、貼近生活。筆者將“迷你試驗”引入高中生物課堂，以研究和比較此類實驗在我校課堂中的實用性，從而增強學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力，開發(fā)學(xué)生的潛能，尤其是學(xué)生對實驗的創(chuàng)新能力。同時，培養(yǎng)教師創(chuàng)新地使用實驗、完善實驗、改進(jìn)實驗，更加合理科學(xué)地設(shè)計實驗，并將課堂中的難點通過實驗的方式轉(zhuǎn)化成簡單的知識，并提高教育教學(xué)能力，發(fā)展自我。

生命的動力 人教版教材 迷你試驗 研究比較

高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)的“能力目標(biāo)”明確指出，發(fā)展學(xué)生的探究能力，使用一般的實驗器具，掌握采集實驗材料、進(jìn)行生物學(xué)實驗的操作、生物繪圖的技能。人教版教材雖然設(shè)置很多實驗，但由于課時限制、實驗條件局限，教師要準(zhǔn)確選擇符合學(xué)生認(rèn)識水平的科學(xué)探究活動，根據(jù)本地的情況和學(xué)生發(fā)展的特點創(chuàng)造性地設(shè)計活動或?qū)滩闹性械膶嶒炘O(shè)計進(jìn)行修改，使探究性學(xué)習(xí)更加有效。2004年美國出版了高中主流理科教材《Biology：The Dynamics of life》，該教材的中譯本《生物：生命的動力》（上中下三冊 ）于2008年由浙江教育出版社出版，該教材實驗欄目類型多種多樣，有迷你實驗、調(diào)查實驗、技能實驗、網(wǎng)絡(luò)生物實驗等多種形式，總共202個實驗，能夠充分調(diào)動學(xué)生的積極性，為學(xué)生提供廣闊的實驗探究空間。《生物：生命的動力》中的“迷你實驗”數(shù)量達(dá)到80個。本文通過研究兩本教材中不同設(shè)置的實驗，筆者發(fā)現(xiàn)對于我國新課程標(biāo)準(zhǔn)中沒有設(shè)置的實驗，我們可以學(xué)習(xí)和借鑒美國教材，為我國教材的改革起到參考作用。

一、“迷你試驗”取材容易，效果明顯

中美兩本教材中都有種群數(shù)量的研究，如試驗“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”，本文比較兩本教材中的相關(guān)實驗。

1.取材上：人教版教材采用酵母菌、馬鈴薯無菌培養(yǎng)液；《生命的動力》選用常見的果蠅、香蕉。酵母菌雖然可以選取市售的干酵母制成，但是肉眼觀察不到，不直觀，而且根據(jù)大多數(shù)高中實驗室的條件，很難制備無菌的馬鈴薯培養(yǎng)液。果蠅是飛舞在腐爛水果周圍的肉眼可見的小生物，香蕉更是容易取得的材料。

2.實驗器材和用品：人教版教材中的實驗需要用到血細(xì)胞計數(shù)板、顯微鏡等儀器，這兩種器材是比較專業(yè)的生物器材。而《生命的動力》中的實驗只需要廣口瓶、紗布、橡皮筋等器材。從實驗器材和用品來比較，《生命的動力》教材又勝一籌。

3.實驗步驟比較。人教版的步驟是：配置無菌馬鈴薯培養(yǎng)液、接種酵母菌、取樣、利用血細(xì)胞計數(shù)板制片、用顯微鏡抽樣檢測計數(shù)、連續(xù)7天計數(shù)、繪制曲線圖?！渡膭恿Α返牟襟E是：將香蕉放入廣口瓶、放入3只果蠅、紗布快速封住、每天記錄果蠅的數(shù)量、繪制種群數(shù)量曲線圖。

從上面分析可以看出，“迷你實驗”取材容易，器材和用品簡單，實驗步驟簡潔，人教版教材中的實驗相對繁瑣，不容易操作，對儀器要求高，實施起來有很大難度?！渡膭恿Α分械摹懊阅銓嶒灐辈粌H效果明顯，學(xué)生親自看到果蠅的變態(tài)發(fā)育過程，而且對實驗場所沒有嚴(yán)格的要求，可以在實驗室完成，也可以在教室甚至家里完成。但在實際試驗過程中，個別的小組實驗失敗，經(jīng)過學(xué)生分析，最可能的原因是廣口瓶的果蠅初始數(shù)量只有三個，性別相同的概率比較大，建議廣口瓶中放入10只果蠅。《生命的動力》教材中還有很多類似的“迷你實驗”，如用橡皮泥模擬染色體的交叉互換、利用泥土和磁盤模擬水土流失、酒精作為分離色素的試劑等。這樣的實驗不受器材、材料、場地的限制，靈活性比較大，而且可以由學(xué)生自主完成。

二、“迷你實驗”——“小入手解決大問題”

在《生命的動力》中，許多“迷你試驗”貼近學(xué)生生活，從簡單問題入手，將抽象生物知識融入生活，解決生活中常見的問題。例如，第四單元第五章“生物多樣性的保護(hù)”中的實驗“土壤保護(hù)”。此實驗利用水分別沖洗盤子中裸露的泥土，探索土壤受到侵蝕的原因，接著提出問題：如何保護(hù)土壤，哪些因素會導(dǎo)致土壤受到侵蝕和營養(yǎng)成分含量降低。這樣的設(shè)置讓學(xué)生像科學(xué)家一樣去思考、探索、發(fā)現(xiàn)，同時教育學(xué)生愛護(hù)花草樹木，防止水土流失。又如，用橡皮泥模擬交叉互換，學(xué)生還用橡皮泥模擬了易位，比較了交叉互換和易位的異同。

三、“迷你試驗”出現(xiàn)了“水土不服”

“細(xì)胞器——系統(tǒng)內(nèi)的分工合作”講述了線粒體、葉綠體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、液泡、中心體等細(xì)胞器，但是學(xué)生只看到課本的模式圖和電鏡圖?！渡铮荷膭恿Α分械摹懊阅銓嶒灐庇醚笫[觀察細(xì)胞器引入生物課堂。學(xué)生根據(jù)現(xiàn)有條件按照《生命的動力》提供的步驟完成實驗，發(fā)現(xiàn)只能看到被染色的細(xì)胞核，其他的細(xì)胞器看不到。學(xué)生一致認(rèn)為：美國實驗室條件比較好，有更加精密的顯微鏡，甚至是電子顯微鏡。教師使用教材的時候要適時改進(jìn)實驗、創(chuàng)新實驗，如依據(jù)質(zhì)壁分離實驗觀察細(xì)胞膜、液泡等?！懊阅銓嶒灐痹鰪娏藢W(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力，開發(fā)了學(xué)生的潛能，達(dá)到以下能力：使用一般的實驗器具，掌握采集實驗材料、進(jìn)行生物實驗的生物繪圖技能，設(shè)計可行的實驗方案，實施實驗方案，收集數(shù)據(jù)，根據(jù)證據(jù)做出合理解釋，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維尤其是批判性思維。

通過此課題，教師培養(yǎng)了使用實驗、完善實驗、改進(jìn)實驗的能力，更加科學(xué)合理科學(xué)地設(shè)計實驗，并將課堂中的學(xué)生難點通過實驗的方式轉(zhuǎn)化成簡單的知識，提高教育教學(xué)能力，發(fā)展自我，成為新型人才。通過這些研究，教師開闊了思路，找到高中生物課程發(fā)展中的一些共同點和規(guī)律，為我國高中生物教學(xué)提供參考。

[1]汪 忠，劉恩山.高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:北京師范大學(xué)出版社，2002

[2]譚永平.國際視野下的人教版高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)[J].課程·教材·教法，2007

[3]劉學(xué)延.美國高中生物教材“迷你實驗”研究[J].實驗教學(xué)與儀器，2014.06

[4] [美]奧爾頓·比格斯.生物:生命的動力[M].杭州:浙江教育出版社，2004

ISSN2095-6711/Z01-2015-09-0017