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談實驗異常設置對實驗教學的甄別作用論文
摘要 簡要敘述了僅從實驗異常設置對實驗教學的甄別作用以促進通過文本設置來考查學生的實驗技能。
關鍵詞 實驗異常設置 甄別作用 實驗教學
在高中生物課程標準(必修)中，有36個“活動建議”，其中至少有20個與學生動手操作有關的實驗。在實驗教學調研中發現，因種種原因學生實際動手操作的實驗不足30％。而這些“活動建議”恰恰是課程具體目標中的“能力”目標。近年來，高考生物試題的命制也凸顯考查實驗力度，特別是通過對某一實驗的異常設置，來甄別考生是“背實驗”的還是“做實驗”。下面就實驗異常設置對實驗教學的甄別作用，談談自己的看法。
1 實驗材料用具的異常設置
1.1甄別實驗過程中如何取材
教材中的實驗材料都不具唯一性，教師在實驗教材中要鼓勵學生借鑒教材實驗材料，因地制宜，但選取的實驗材料一定要科學合理，要為達到實驗目的服務。為了甄別學生對這一內容的掌握情況，可進行異常設置。
如筆者在指導學生做“檢測生物組織中的還原糖”實驗時，有意識讓部分學生選取西紅柿、胡蘿卜、菠菜葉子等作為實驗材料，最終無法達到實驗結果。此時，教師組織學生分析討論造成這種結果的原因：有的認為這些生物材料中無還原糖，有的認為這些生物材料本身含有大量的色素影響了實驗現象的呈現等。通過討論，使學生明白該實驗的取材最好是無色或近于無色的生物組織。
1.2甄別不同化學藥品在實驗中的作用
不同實驗需要不同的化學藥品和不同的劑量，學生往往對此細節不予關注，即使關注也多為死記硬背，一旦遇到具體的實驗情境，可能就聯想不起來。
比如筆者在指導學生做“葉綠體色素的提取和分離”實驗中，借鑒2004年的一道江蘇高考題，將學生分為四組，生物材料都為新鮮、濃綠的菠菜，其他實驗方法步驟都相同，只是將每一組實驗要添加的化學藥品進行了限制(表1)。
用紙層析法將研磨后的濾液進行色素分離，四組的實驗效果截然不同，第一組的濾紙條上得到層次分明四條色素，第二組的濾紙條上得到兩條色素帶，第三組濾紙條上無如何色素帶呈現，第四組的濾紙條上得到顏色很淡的四條色素帶。實驗現象呈現后，大部分學生有實驗失敗的意識傾向。在這一節點上，教師及時組織學生進行實驗分析，如為什么會呈現不同的實驗現象?難道只有第一組實驗是正確的嗎?通過討論，學生認同這四種實驗效果都是正確的，只是不同化學藥品在實驗中的作用不同而已。
2 實驗原理、現象(結果)的異常設置
2.1甄別對實驗原理的掌握程度
實驗原理是做實驗的理論支撐，不同的實驗其原理可能不同。實驗教學中，教師通過實驗原理的錯位設
置，檢測學生對不同實驗原理的掌握程度。
如在“檢測生物組織中的蛋白質”實驗中，筆者發現有少部分學生沒有按照教材實驗藥品的劑量使用，在2mL蛋白質溶液中加入2mL雙縮脲試劑A液后，又加入2mL雙縮脲試劑B液，振蕩搖勻觀察。筆者有意沒有指出，而是讓其將實驗完成，結果溶液顏色呈藍色。在最后的實驗分析中，這些學生也找到了導致溶液變藍實驗操作上的原因，但卻不能進行正確解釋，說明這些學生沒有真正理解蛋白質鑒定的實驗原理。
再如在指導學生做“模擬尿糖的檢測”的實驗之后，筆者給學生一道命題：有學生借助生物組織中蛋白質檢測的實驗原理和步驟，對剛采集的尿液進行蛋白質檢測，若尿液呈紫色，說明尿中含有蛋白質。這一實驗思路和結論科學嗎?討論后，絕大多數學生認為是正確的。但當教師指出這一結論是不科學時，學生們滿臉疑惑，此時，教師及時呈現一幅關于尿素分子結構示意圖，當學生看出尿素分子中也含有肽鍵(－NH-CO-)這一結構時，疑惑頓消。
2.2甄別對現象(結果)分析能力
對教材實驗現象或結果的分析，是課標要求的能力之一。在“觀察根尖分生組織細胞有絲分裂”的實驗中，有些學生在高倍鏡下始終沒有找到細胞分裂期的物象，與教材實驗比較，這屬于實驗結果的異常。筆者讓學生找一最佳視野，如實的將其視野的細胞繪制在實驗手冊上。課后在批閱作圖時發現，有部分學生沒有看到細胞分裂期，因為這些學生繪制的圖形以未分裂的細胞為主。但筆者沒有放過這些“錯誤”的圖示，并整理出兩幅具有代表性是圖，一幅側重描述根冠細胞的，另一幅是側重描繪伸長區細胞的。在課堂上，引導學生進行討論分析造成這兩種觀察結果“錯誤”的原因。2009年我省高考生物試卷第6題呈現了此圖(圖1)，是以選擇題形式呈現：有1位同學做根尖有絲分裂實驗，在顯微鏡中觀察到的圖像如圖所示。造成這種情況的原因可能是：
①取材位置不合適；
②取材時間不合適；
③制片時壓片力量不合適；
④解離時間不合適；
⑤視野選擇不合適。
此題就是通過實驗結果來評價考生是否做過該實驗、理解該實驗的較佳案例。根據圖中顯微鏡中觀察到的圖像分析，有的呈長方形，有的呈正方形，說明有的細胞是根尖伸長區細胞，有的是分生區細胞；圖中細胞幾乎都沒有處于細胞分裂期，說明取材的時間不適合或視野選擇不適合。圖中細胞為單層單個，說明解離時間和制片時壓片力量均合適。
3 實驗過程的異常設計
教材中某一實驗的實驗步驟的排序體現科學性原則，若將某些步驟顛倒，則可能影響整個實驗現象或結果。
比如在做“觀察細胞有絲分裂實驗”時，筆者有意識將某一實驗小組解離液換成蒸餾水，但試劑瓶上的標簽還是解離液。該小組學生在不知情的條件下。按解離、漂洗、染色、制片步驟操作，實際上等于缺少“解離”這一實驗步驟。可以想象，這組學生實驗現象肯定不佳。實驗之后教師當著全體學生亮出“底牌”，學生對“解離”這一步驟的在該實驗中的作用理解更加深刻。
再如，在做“探究溫度對酶活性影響”的實驗之前，筆者讓每個實驗小組組長將本組的實驗步驟寫在實驗報告手冊上，批閱后發現有幾個小組的預設的實驗步驟存在科學性失誤，主要是底物、溫度和酶的添加的順序問題。但我沒有否定其實驗步驟，所以，實驗步驟操作完成后，有的小組沒有達到預期的實驗現象。此時，筆者將這一案例呈現在全班學生面前，從問題入手，比如若先加入淀粉酶，然后再置于不同溫度的環境中，會出現什么現象?如何解釋這一異常現象?等，引導學生分析出“失敗”的原因。所以，通過對實驗過程的異常設計，甄別了學生對某一實驗過程的掌握情況和實驗分析能力。
以上幾種實驗異常設置，體現了對實驗教學的甄別作用。建議教師在實驗課教學中大膽探索，不一定要求全體學生都按教材實驗步驟“按部就班”的去操作。教師在實驗課上要適時的、有目的的設置異常，讓學生嘗試“失敗”，從中總結教訓或創新。這樣有利于進一步加深對某一實驗的理解，認識到規范操作的重要性，體驗實驗創新的“簡單性”。
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