试论高中生物教学中的“创新型”实验开展

2019-08-13吕田徐梦

新课程·中学 2019年6期

吕田徐梦

摘要：生物学是一门以实验为基础的自然学科，在生物课程当中，实验亦是不可或缺的组成部分。通过实验观察、实验操作等过程，学生能够直观地认识到生物学中的各种概念、原理等，同时对于培养学生的观察能力、动手能力以及独立思考能力等都有重要的意义。随着现代高中生物教学要求的不断提高，对教师的创新精神提出了更高的要求，即根据教学目标和学生的知识基础、认知特点等，充分利用现代技术和周围的教学资源来改进和創新生物实验。以“探究环境因素对光合作用强度的影响”这一实验为例，对原有实验中的问题进行分析，并提出创新型的实验改进方法。

关键词：高中生物;创新型;实验

在素质教育的理念下，学校教育教学的目的不只是让学生获得知识，更重要的是培养学生的自主学习能力，包括观察、实践、思考等多个方面，使学生由以往的“接受性”学习转变为“探究性”学习。生物学是研究生命及其变化规律的科学，其教学过程具有更加突出的鲜明性、动态性和生命性。这就要求高中生物教师敢于打破常规，善于利用自身的知识、技术以及身边的资源来不断优化和改进生物实验教学，使其更加符合学生的认知水平和学习需求，以促进高中生物实验教学有效性的提升。

一、“探究环境因素对光合作用强度的影响”原有实验的不足

“探究环境因素对光合作用强度的影响”是“光合作用”一节中的一个探究性实验。该实验与生活实际有着紧密的联系，是高中生物实验教学中的一个良好素材，能够培养学生实验操作的能力。但在实际教学中，许多高中生物教师按部就班地照着课本内容进行操作，实验过程存在一些不足，对于实验教学的效果产生了较大的影响。

（一）材料制备繁琐，反应时间长

原实验在在材料的准备上，需要取生长旺盛的绿叶，用打孔器打出小圆形叶片共计30片，同时还要注意避开大的叶脉，接着要用注射器来排出小圆形叶片中的气体，这一实验操作过程需要花费大约15分钟的时间。再加上小圆形叶片需要进行20分钟左右的光合作用，才会出现上浮的现象。总体来说，实验时间过长，教学效率较低。

（二）无关变量（温度）对实验产生干扰

实验中的光源主要采用40W的白炽灯，但白炽灯在发光的同时也会发热，三个小烧杯在接受不同强度光照的同时，也会受到不同热度的影响，在一定程度上会影响小圆形叶片的光合作用，对实验过程产生干扰。

（三）测量结果不准确

在原实验中，获得结论的方法是通过观察单位时间内上浮圆叶片的数目来判断光合作用的强弱，测量结果容易出现较大的误差，不够准确。

二、“探究环境因素对光合作用强度的影响”的创新实验

（一）实验材料创新

在新的实验设计中，用水蕴草来代替教材中的菠菜叶子。水蕴草又称蜈蚣草，经常被人们作为水族箱的布景植物。全株沉于水中，5%～10%的光强下，生长迅速，但强烈光照会使水蕴草死亡。因此在台灯下即可看见明显的光合作用现象，反应时间仅需5分钟。这样一来就大大缩短了实验所需的时间。

（二）实验器材创新

考虑到白炽灯的热量问题，这里选择用LED充电式台灯作为光源，其光照强、发热量低的特点十分适合本实验的开展，同时还具有无需电源插座的特性，使用方便。

（三）检测仪器创新

为了更加准确地观测实验结果，我根据本实验的特点，利用剪刀、502胶水、直尺和一次性输液器自制了一个气体测量仪。气体测量仪以直尺作为载体，利用502胶水将一次性输液器粘贴到直尺上，使针尖处于直尺0 cm的一侧，输液器整体处于刻度下方，以便直观地观察实验现象。这种自制气体测量仪所使用的材料十分常见，且制作方法简单易懂，教师可为学生准备一定的材料，让学生动手制作，以达到人人参与实验的目的。

（四）检测方法创新

在实验过程中，首先记录自制气体测量仪中液滴的初始位置度数，然后轻轻摇动几下反应器，使附着在叶片上的小气泡上浮。接着，将气体测量仪的针尖迅速插入到反应器的塑胶盖中，缓缓松开流速控制器，会发现液滴向上移动，当液滴停止移动时，记录下新的度数。两次度数的差值就可以代表光合作用的强度。

（五）新实验的优点

1.取材容易，实验操作简单

实验中所用的水蕴草、LED充电式台灯以及制作气体测量仪所用的直尺、一次性输液器都是常见的材料，容易搜集。

2.实验的时间短

输液导管具有气密性好、直径小等特点，光合作用释放较少的氧气也会引起液滴的移动。因此，反应时间仅需要5分钟。

3.实验现象明显

在较短时间内可以明显的看到液滴的移动现象。

4.测量结果准确

输液导管的内径可测，液滴移动的距离与导管面积的乘积就是反应容器内释放氧气的量。因此，该仪器既可定性分析不同环境下光合作用的强弱，也可以粗略测量出光合作用释放的氧气的量。

通过对“探究环境因素对光合作用强度的影响”这一实验的创新可以看到，生物实验教学并不是一成不变的。在新课程改革的背景下，高中生物教师要敢于打破常规，发展自身的教学能力和创新能力，不断优化和改进自身的教学方式，提高实验教学的效率，努力打造出高质量、高效率的生物课堂。