摘 要：通过对学情和教材的分析，采取改进实验材料，增加实验对照，增加趣味实验，课后延伸拓展等方式优化初中生物实验。文章以《饮食与营养》和《绿色植物与生物圈中的碳—氧平衡》为例，探究了对实验的改进措施，使得教学效果更加明显直观、生动有趣，使生物实验教学更加满足学生的学习需要。

关键词：饮食与营养;空气检测仪器;光合作用;初中生物实验教学优化;维生素C含量比较

在教学中，实验优化是教师根据实际教学情况调整实验过程，改进教材中实验的短板和不足，改进实验中的用材和操作方法的过程。

为什么要进行实验优化？

初中时期的青少年处在思维能力由具体向抽象过渡的时期。这一时期，是学生学习知识技能，接受新事物，从事脑力活动的“黄金时期”。青少年在初中时期开始喜欢独立思考，此时的学生在上课时往往表现出好奇心重，思维敏捷，精力充沛的特点。初中生物教学中的实验部分是最能调动青少年学习积极性的项目之一。然而很多因素限制了学生对实验的体验，比如教材内容简单，教师教学方法单一等。学生使用的教材，是注重知识性、科学性和逻辑性的，相对缺乏趣味性和生动性。如果教师一味以书本上的内容教学，久而久之，学生会失去学习兴趣。这就要求教师要改变教学方式方法，把学生的积极性调动起来。在生物教学中，最有效的方式就是通过优化生物实验教学，让教材中的实验更加充实丰满，更加有趣，让学生积极投入实验中，在实验中碰撞出思维的火花。

怎样进行实验优化？笔者在研究过程中，以下面两个课题为例，进行了研究。

例1 《饮食与营养》

苏科版七年级上册第五章第一节《饮食与营养》的教学目标中，要求学生能够尝试鉴定常见食物中蛋白质、脂肪、淀粉的存在。本节课的难点：鉴定食物中的主要营养成分。人每天一日三餐所吃的食物是每个学生都热切关心的内容。《饮食与营养》必然受到学生的欢迎，而如何让这节课的内容丰富又新颖呢？如何让鉴定食物成分的实验大放异彩呢？笔者想还是要通过各种实验优化手段来达到更好的教学效果。

笔者对实验优化的方案如下：

教材中的不足：

优化后：

1. 鉴定淀粉

在馒头中滴加碘酒（馒头形成需要酵母菌发酵）

选取米饭、面粉作为材料

（贴近原材料，避免发酵对成分的影响）

2. 鉴定蛋白质

在蛋清中倒入开水（实验准备时很难将蛋黄与蛋清分离）

方法1将鸡蛋破壳倒入沸腾热水中，观察鸡蛋哪部分遇高温变白色固体

方法2：燃烧一根头发，闻一闻气味

3. 鉴定脂肪

挤压花生观察油斑

（缺少对照）

将食用油涂抹在白纸上，与花生挤压的油斑进行对照

4. 鉴定维生素C

无

通过高锰酸钾溶液褪色的快慢，比较不同蔬菜水果中维生素C含量的多少。

5. 鉴定无机盐

无

燃烧粉丝，观察灰烬

6. 鉴定水分

无

将玉米种子放入试管中加热，观察试管壁

笔者对新增加的三个实验进行说明：

实验1 鉴定维生素C——比较不同水果蔬菜中维生素C的含量

知识背景：维生素C广泛存在于新鲜的菠菜和水果中。维生素C能够增强体质，如促进儿童身体发育，预防感冒，减少牙龈出血，帮助消化等。但不同的蔬菜和水果中所含的维生素C的量是不同的。维生素C遇到高锰酸钾溶液就会使其还原，由紫色变为无色。因此，可以将蔬菜水果汁液滴到高锰酸钾溶液中，通过滴定的数量来比较蔬菜或水果中维生素C的相对含量。

实验步骤：1. 制备等量的橙子、芹菜、葡萄、黄瓜四种果蔬汁液，过滤后备用。2. 取四只试管，编号1-4，每只试管都滴加2mL高锰酸钾溶液，将橙汁滴入1号试管中，边滴边摇晃均匀，直到紫色高锰酸钾溶液褪色为止，记录橙汁滴加的数量。2号试管滴加葡萄汁，3号试管滴加芹菜汁，4号试管滴加黄瓜汁，分别对滴定的数量进行计数。

实验结果記录表格如下：

根据实验结果，可以得出的实验结论是： 。

延伸：探究温度对维生素C的影响

知识背景：维生素C易溶于水，维生素C加热时容易被破坏。

实验步骤：1. 取四只试管编号1-4，每只试管都滴加2mL高锰酸钾溶液。2. 芹菜榨汁，芹菜汁倒入烧杯中，将烧杯放在三角架上加热，分别在下表四个时间点时，取芹菜汁滴加入相应试管，记录高锰酸钾褪色时的芹菜汁滴数。

根据实验结果，可以得出的实验结论是： 。

实验2 鉴定无机盐——燃烧粉丝，观察灰烬

知识背景：营养物质可以分为有机物和无机物两大类，其中有机物能够燃烧，如蛋白质、糖类、脂肪能燃烧。无机物一般不能燃烧，如水、无机盐等。

实验步骤：用镊子取一根粉丝，放在酒精灯上烧，观察粉丝烧到最后剩下的灰状物质。

根据实验结果，可以得出的实验结论是： 。

实验3 鉴定水分——将玉米种子放入试管中加热

知识背景：水是一切生物体的最基本组成成分。生物体内的水分为自由水和结合水。自由水也叫游离水，是指在生物体内或细胞内可以自由流动的水，除了为生物体提供合适的水环境外，还是良好的物质溶剂和运输工具。而结合水是指在细胞内与其他物质结合在一起的水，是细胞的组成部分，不能自由流动。

实验步骤：取一些晒干的玉米种子，装进干燥的试管里，放在酒精灯上均匀加热，观察试管内壁是否出现水珠。

根据实验结果，可以得出的实验结论是： 。

笔者对《饮食与营养》这节课的实验优化方法总结如下：

1. 改进材料。在实验中，可以根据实际情况选择更易获取、性价比更高、实验效果更好的实验材料。

2. 增加对照。增加实验对照，可以使得实验更准确，如：用食用油与花生的油斑进行对照;用清水滴加高锰酸钾溶液进行空白对照。可以通过组间合作的方式进行对照，例如A组比较不同水果中维生素C的含量，B组可以测量不同蔬菜中的维生素C含量，C组可以测不同温度对维生素C的影响，这样既节省了课上实验的时间，又调动小组竞争积极性。

3. 增加趣味实验。增加与教材内容有关的趣味性实验，如用高锰酸钾溶液比较维生素C的实验，不仅扩充了学生的知识面，也能促进学生对未知事物的探索思考。

4. 课后延伸。将生物知识从课堂向课后延伸，与生产生活相融合。例如在课后可以布置学生比较不同坚果的脂肪含量，不同瓜果的淀粉含量等探究问题，让学生将课堂所学应用在生活中。

例2 《绿色植物与生物圈中的碳—氧平衡》

空气检测仪是一款可以检测空气中的氧气、二氧化碳浓度、空气湿度和PM2.5的小型仪器。该设备可离开电源使用3-4个小时，也可以长期充电检测。这款仪器具有小巧便携、数据直观等特点，非常利于应用在生物教学中。下面笔者就对空气检测仪在生物教学中的改进进行举例说明。

在八年级上册《绿色植物与生物圈中的碳—氧平衡》中，书本上用BTB溶液检测植物在光下是否吸收二氧化碳，用排水法收集金鱼藻在光下产生的氧气。这些实验方案虽然好，但是操作过程比较复杂烦琐。空气检测仪能精确检测空气中的氧气和二氧化碳浓度，将检测仪放在有绿色植物（水藻）的密闭玻璃瓶中，置于阳光下就可以测得光合作用过程中氧气和二氧化碳的实时变化。例如兴趣小组绘制的上午9点至12点绿色植物在光下气体变化曲线。

在检测动植物呼吸作用中气体的变化这节课中，课本实验一般使用澄清石灰水检测二氧化碳气体，但是需要收集的二氧化碳达到一定浓度才会产生比较明显的浑浊度变化，因此用澄清石灰水检测二氧化碳缺乏灵敏度。而空气检测仪正好弥补了这一缺陷。比如空气检测仪在室外测得二氧化碳浓度为640ppm，进入50名学生的教室后数值飙升到2500ppm，发出红色警报。由此可说明人呼吸产生二氧化碳，同时应该警戒学生及时开窗通风，避免二氧化碳浓度过高导致头晕和疲劳。空气检测仪检测数据灵敏度非常高，使得该仪器可以应用在许多实验的数据采集中。

下图是一位学生测得密闭环境中绿色植物在夜晚20点到早上7点黑暗条件下的二氧化碳和氧气变化趋势。数据为：

学生通过多次实验取平均值，分析变化趋势得出结论：绿色植物呼吸过程中吸收氧气，呼出二氧化碳。

空气检测仪使原本难以检测的植物生理过程气体的变化得到直观的显现，对学生学习植物光合作用和呼吸作用都极为有利。

總结

文章以《饮食与营养》和《绿色植物与生物圈中的碳—氧平衡》为例，写了一些笔者在教学过程中的改进和反思。初步探索了一些初中生物实验教学中的优化方法。生物实验作为一种具有特殊教学功能的教学手段，是生物学区别于其他学科，得天独厚的教学优势。用实验来激发培养学生对生物学习的兴趣，萌发学生强烈的求知欲望，能为未来生物学习打下夯实的基础。通过更换利于实施的实验素材、巧设对照、量化观察，发散思维、自主探究等方式改进实验，是对教师和学生的减负，也是对生物实验课程的推广和促进。生物实验中还有很多内容和方法值得研究和探讨，路漫漫其修远兮，这条实验探索之路还很长，值得我们每个教学者去摸索。

参考文献：

[1]李新毅.光合作用的探究历程和光合作用的过程教学设计[J].教师，2015（22）：110-112.

[2]杨铭，刘恩山.在生物学课堂中培养学生理性思维[J].生物学通报，2017（8）：12-15.

作者简介：曹钰雯，江苏省南通市，江苏省南通市苏通科技产业园区实验学校。