实验教学改革初探

【摘要】绿叶在光下制造有机物的实验，一是实验环节多，学生又缺乏相关知识；二是被动接受实验步骤，学生又对实验现象好奇，易于忽略实验原理，实验效果不理想。在结论验证之前，引入过程探究的内容，向学生演示探究过程中所遇到的困难，使学生了解到实验设计的过程，加强学生对实验各步骤的原理和意图的理解。

【关键词】中学生生物；实验教学；改革思路

中途分类号：G633.91 文献标识码：A 文章编号：

绿叶在光下制造有机物的实验，是中学生物学的一个经典实验，它不仅可以使学生亲身感受绿色植物进行光合作用的科学事实，了解光合作用的条件和产物，还能通过实验培养学生动手操作能力和逻辑思维能力。所以，不论是原教材还是《生物课程标准》下的新教材，该试验都占有极其重要的位置。

对于学生来说，设计这样的实验是困难的，因此教材都是先设计好实验步骤，再让学生分组进行验证实验操作。但教学实践发现，学生往往知道怎么做，而忽略了为什么这样做。在实验操作前，教师组织讨论每一步骤的设计理由，学生还是理解不深，效果不理想。究其原因，一是实验环节多，学生又缺乏相关的知识，难于理解；二是被动的接受实验步骤，学生又对实验现象好奇，易于忽略实验原理。

如何分散难点，变被动接受为主动探索，使学生成为实验课堂的主体。在知识、能力和情感态度各方面都有更大的收获，这是一线教师应该关注的问题。

笔者认为，实验虽是对光合作用条件和产物的探究，实际上是对光照条件和有机产物的验证。如果在结论验证之前，引入过程探究的内容，使学生了解实验设计的过程，这对理解实验各步骤的原理和意图将会大有帮助。这这样的思路下，笔者采取主动出击的方法，向学生演示探究过程中所遇到的困难，让他们对解决这些困难提出建议，以促使探究过程顺利进行，结果课堂气氛热烈，学习过程主动，效果良好，可供参考：

一、基本步骤和思路：

1.必备的知识提前介绍。把一些较难知识提前介绍，形成知识背景，利于学生克服知识障碍，课堂难点得以分散。

2.用问题引路。教师提出问题对学生进行引导，使课堂过程环环相扣，体现教师的组织引导作用。

3.教师演示，学生共同讨论探索。基本过程是：教师提出问题-教师实验演示-实验成功或失败-引发新问题-新一轮实验演示-实验成功或失败-在引发新问题。。。。实验操作由教师演示，既能使学生亲历失败的困惑和成功的喜悦，形成良好的探索氛围，又能避免因学生操作不当而引发酒精燃烧等意外事故，提高了课堂效率。

4.总结出整体实验方案。在以上多环节演示探索的基础上，让学生自己总结、设计出实验的全过程，最后由学生亲自进行实验操作，完成实验。由于学生亲历实验的改进设计的过程，对实验原理和设计思路印象深刻，熟练地、安全地完成整个实验就是水道渠陈了。

在课时安排上，原计划的课时应增为两节课时。第一课时形成知识背景和进行过程探究；第二课时理清思路，总结出实验设计的全过程并分组完成实验。

二、课堂示例

1.背景知识的介绍

关于有机物，生物体内的有机物包括糖类、蛋白质、脂肪等等。它们与水分和无机盐之类的无机物不同，分子内部通常含有能量。

关于淀粉：虽然不甜，也属于有机物中的糖类，是植物在光下制造的主要有机物之一，淀粉的特性是遇碘显蓝。

叶绿素的溶解：叶片中的叶绿素很容易从叶片进入到湿度较高的酒精中去。

2.背景知识的思维同化和应用演示。

由于学生缺乏相关的化学知识，理解掌握上述知识还需要一个生化的过程，如酒精加热的正确做法、淀粉与有机物的统一性、酒精灯的安全使用等问题都要在这一环节解决，使后面的实验设计和操作主干化、清晰化。经过这一环节，教学的难度会降低许多。

[教师演示有机物中含有能量：用镊子夹少许面包块在酒精灯上灼烧，观察燃烧过程和灰烬。]通过这一演示，加深了学生对能量、有机物、无机物的感知。

[教师演示淀粉遇碘显蓝：在淀粉液中加入碘液，观察颜色变化。]这个演示加深了学生对淀粉特性的了解。

[教师加热酒精溶解叶绿素：取两片天竺葵叶（其中甲经过暗处处理，乙叶未作暗处理。这一点暂时不告诉学生），把它们放在酒精中隔水加热，展示叶片和酒精的颜色变化。]在酒精加热的过程中，介绍酒精也是有机物，也含有能量，易燃且沸点较低的知识，以及隔水加热的好处。演示过程中还要介绍酒精灯的安全使用常识。

3.明确实验目的。

要让学生明白“绿叶在光下制造有机物（主要是淀粉）”，首先要证明叶内存在这有机物（淀粉），还要证明这些有机物（淀粉）是叶片在光下制造出来的。

4.证明叶片中确实存在着淀粉。

教师：怎样证明叶片中确实存在着淀粉这种有机物呢？

学生：用碘液检验。滴上碘液，显出蓝色就证明有淀粉。

[教师演示：从盆栽天竺葵植株上摘下一片叶，滴上碘液。]

教师：经过一分钟后，叶片颜色好像更深一些，请大家仔细观察，是变蓝了，还是没变蓝呢？

此时学生意见不一致，经过讨论，多数同学认为是否有蓝色，在绿叶内是很难辨别的。

教师：那么，有什么办法可以去掉叶片的绿色以便观察呢？

学生：把叶片放在酒精中隔水加热，然后再滴上碘液观察。

教师：我们不妨尝试一下

[教师演示：用前面已经酒精脱色的乙叶滴上碘液，让学生观察颜色变化。]

学生很快发现了期待出现的蓝色。教师用清水洗掉表面的碘液，蓝色更清晰了。这时同学们兴奋异常，体验到了成功的喜悦。

5.证明叶片中的淀粉是在光下制造出来的。

教师：不过，冷静思考一下，问题只解决了一半，我们证明了叶片中有淀粉，还需要证明这些淀粉是哪里来的。

学生：是叶片在光下制造的。

教师：还有没有别的可能呢？

学生：有可能是根从土壤中吸收来的。

教师：对！都有可能。我们可以用什么实验方法来证明叶片中存在的淀粉是在光下制造的。而不是其它原因产生的呢？

这时，学生陷入了困惑之中，思考、建议，说法不一。通过引导启发，不难发现，淀粉在光下制造出来是需要光照条件的；淀粉由根吸收来的或叶里长出来的，则是不需要光照条件的。显然，有光条件和无光条件称为问题的焦点，可以通过设置对照实验来解决问题。

学生：准备两盆天竺葵，一盆放在黑暗处，一盆放在阳光下，经过一段时间后，各摘下一片叶放在酒精中隔水加热，待叶片变成黄白色后取出，滴上碘液，见光的叶片显出蓝色，而暗处的叶片不显蓝色，就说明淀粉是子啊光下制造出来的。

教师：非常正确！还有，如果两片叶都显出蓝色，说明都含有淀粉，淀粉产生与光照条件无关，自然不是在光下制造出来的。如果两片也都不显出蓝色或只有暗处的叶片显出蓝色，也证明淀粉不是在光下制造出来的。

[教师演示：拿出刚才脱色的甲叶和已经显蓝的乙叶，告诉学生甲叶取自黑暗中放置一昼夜的植株，乙叶取自在较强灯光下照射一昼夜的植株，并在甲叶上也滴上碘液，观察甲叶的颜色变化。]

教师：果然是见光的乙叶显蓝而不见光的甲叶不显蓝，实验结果验证了我们的结论。

这时，课堂气氛轻松、活跃，同学们再度体验到成功的喜悦。

教师：可是，还有一点小小的问题。对照实验需要实验变量以为的其它条件都相同，甲、乙两片叶来自不同的植株，说不定是乙叶的根吸收了淀粉，而甲叶的根不吸收淀粉或没吸收到淀粉呢？

学生：取同一盆天竺葵植株，将它的叶片一半用黑纸包裹，另一半不用黑纸包裹，将植株放在阳光下照射。

教师：对！同一植株，温度、水分、土壤、根、茎、叶和其它条件都相同，只有光照条件不同，对照实验的设计就更加严密了。可是，叶片中遮光部分原有淀粉残留在叶片中会干扰实验结果，这又该怎么办呢？

学生思考、建议、争辩。教师引导学生复习叶片中筛管的作用，理解淀粉是有机物，可以呗筛管运输到植株的其它部位去。

教师：像甲叶这样被暗处理一昼夜，叶片中原有的淀粉一部分被筛管运走了，另一部分呗叶片细胞维持生命活动消耗掉了，叶片中自然就不会再有淀粉残留了。所以，我们在进行对照实验之前需要做什么工作呢？

学生：把天竺葵植株放在黑暗中一昼夜，进行暗处理，使叶片中没有淀粉残留。

教师：是的，叶片中原有的淀粉被运走耗尽，没有残留，就不会干扰对照实验的结果了。

6.归纳总结出整个实验的基本步骤。

课堂进行到这里，学生对整个实验已经有一个初步轮廓，都能理解每一步的实验原理和设计理由，因为其中的过程都亲身经历过一次，还体会到了其中的困惑和喜悦。

7.学生动手完成实验。

实验的基本步骤是经过学生尝试失败之后多次探究得到的，再在教师的指导下，学生分组完成实验的全过程就非常容易了。

在结论验证的教学中，引入过程探究的内容，课堂收获是翻番的。实验的每一步设计都是在学生不断尝试失败、不断困惑、不断反思、不断改进，从而不断成功的亲历中主动获取的符合人类认识世界和改造世界的科学过程，因而不仅仅是使他们对知识把握准确、理解深刻，知道实验怎样做和为什么要这样做，更重要的是磨练了他们勇于克服困难去达到目标的意志，培养了他们发现问题和解决问题的能力，这对于科学思维方式的形式和科学探究精神的培养都具有重要作用。更多的收获，也许会比这个实验的生物学内容更有意义。