謝曉霜
摘 要 針對高三學(xué)生復(fù)習(xí)時普遍存在的問題,采用任務(wù)驅(qū)動學(xué)生閱讀教材并自主進(jìn)行實驗歸類,夯實基礎(chǔ);重做部分實驗及節(jié)選實驗視頻幫助學(xué)生對重難點實驗加以理解;挖掘教材實驗,總結(jié)實驗方法,指導(dǎo)學(xué)生分析實驗。
關(guān)鍵詞 高三生物 實驗復(fù)習(xí) 解決策略
中圖分類號 G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 B
生物學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的自然學(xué)科,實驗是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思想創(chuàng)新精神和綜合能力的重要手段。生物高考大綱中明確提出考查學(xué)生的實驗與探究能力,即能獨立完成必修三個模塊的19個及選修1模塊的10個生物實驗,要求學(xué)生理解實驗?zāi)康?、原理、方法和操作步驟,掌握相關(guān)的操作技能,并能將這些實驗涉及的方法和技能進(jìn)行綜合運用;能對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理;能運用科學(xué)研究方法對一些生物學(xué)問題進(jìn)行初步探究;能對一些簡單的實驗方案做出恰當(dāng)?shù)脑u價和修訂。從廣東省2011~2014生物的高考試題分析得出:實驗分值每年均占22分~30分,且呈逐年增加的趨勢。實驗題不僅占分比例大,而且情境新穎、能力要求高,實驗部分成為了高考的重難點,更是學(xué)生的失分點。
在多年的生物高考備考中,師生普遍覺得實驗復(fù)習(xí)有難度,主要存在三方面問題:① 考綱要求考查的實驗數(shù)目多(29個),復(fù)習(xí)時間緊,學(xué)生記憶模糊易遺忘;② 選修1的實驗許多技術(shù)要求高,實驗難度大,步驟繁瑣,很多學(xué)校無法開設(shè),學(xué)生難以掌握;③ 學(xué)生設(shè)計實驗的能力欠缺,對新情境實驗探究和分析感到困難。針對以上情況,在高三復(fù)習(xí)中,教師一定要加強(qiáng)學(xué)情和實驗復(fù)習(xí)的研究,尋找有效的復(fù)習(xí)方法,提高學(xué)生實驗與探究的能力。
1 復(fù)習(xí)實驗數(shù)目多,學(xué)生記憶模糊易遺忘的解決策略
從實驗內(nèi)容方面看,生物高考實驗相關(guān)考點除考試說明中明確指出的29個實驗內(nèi)容外,還有課標(biāo)中以探究生物學(xué)原理為主線的隱性實驗、教材的生物科學(xué)史中的科學(xué)探究實驗。面對如此多的實驗,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生對實驗知識進(jìn)行重組,構(gòu)建實驗知識體系,引導(dǎo)學(xué)生掌握實驗知識。
1.1 自主進(jìn)行實驗歸類,熟悉基礎(chǔ)實驗
對考綱要求的必修教材的19個基礎(chǔ)實驗進(jìn)行分類復(fù)習(xí),如分為物質(zhì)檢測鑒定類、觀察類、探究實驗類等。教師要求學(xué)生對相似實驗進(jìn)行區(qū)分和辨析,找出異同,并提出復(fù)習(xí)要點,引導(dǎo)學(xué)生嘗試歸納總結(jié)(表1)。
1.2 任務(wù)驅(qū)動學(xué)生閱讀教材,自我總結(jié)歸納
課本的基礎(chǔ)實驗是學(xué)生掌握基本實驗技能及實驗設(shè)計能力的基礎(chǔ),雖然學(xué)生在高一、高二基本已做過,但遺忘現(xiàn)象嚴(yán)重。如果只是讓學(xué)生重做一遍或教師重講一遍,教師似乎完成了一輪復(fù)習(xí)任務(wù),但這種被動輸入的知識信息,沒有經(jīng)學(xué)生的思維再加工,學(xué)生對實驗知識的掌握不牢,導(dǎo)致對相關(guān)實驗試題分析能力弱,得分率低。在教學(xué)中建議教師以任務(wù)驅(qū)動學(xué)生閱讀教材,以不同方式完成實驗過程的梳理。(1) 對照考綱閱讀相關(guān)實驗,用文字加箭頭的形式(流程式)寫出實驗操作步驟。如:“觀察DNA、RNA在細(xì)胞中的分布”實驗操作步驟(流程式):取口腔上皮細(xì)胞制片——水解——沖洗涂片——染色——觀察。(2) 分類閱讀并列表比較每個實驗的目的、原理、材料用具、注意事項、實驗的現(xiàn)象及結(jié)論(表格式),如:觀察類實驗歸納比較(表2)。(3) 完成相關(guān)實驗試題,并進(jìn)行錯因分析(表3)。教師要做好示范引導(dǎo),讓學(xué)生學(xué)會歸納總結(jié),并及時檢查評價。如:某學(xué)生在做葉綠體中色素提取實驗時,收集到的色素提取液是淡綠色的,分析原因可能是( )
① 研磨不充分,色素未能充分提取出來;② 丙酮加入太多,稀釋了色素提取液;③ 丙酮加的太少,色素未提取出來;④ 未加CaCO3粉末,葉綠素分子已經(jīng)被破壞
A. ①②④ B. ①③④
C. ③④ D. ①②
學(xué)生只有親自參與學(xué)習(xí)過程,帶著問題去思考分析,自我總結(jié)歸納,才能夠“知其然,更知其所以然”,學(xué)到的知識才牢固難忘。
1.3 重做部分重要實驗,通過變式突破難點
學(xué)生通過親自做實驗更能發(fā)揮多感官學(xué)習(xí)的優(yōu)勢,通過動手做、動腦思可強(qiáng)化記憶和加深理解,在“做中學(xué)”才能達(dá)到最佳學(xué)習(xí)效果。可是高三復(fù)習(xí)時間緊、內(nèi)容多,將高中所有實驗全做一遍不太可能。教師可整合和選取部分經(jīng)典實驗重做和拓展分析。例如將“用洋蔥內(nèi)表皮細(xì)胞觀察DNA、RNA在細(xì)胞中的分布”與“用洋蔥外表皮細(xì)胞”觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原”兩個實驗整合,既節(jié)省課時和實驗材料,又有利于對比分析。在做“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原實驗”時,不能以“抄冷飯”的形式簡單重復(fù)一遍,可將驗證實驗改為探究實驗,如將蔗糖溶液設(shè)為貼錯標(biāo)鑒10%、30%、50%三種濃度,讓學(xué)生通過實驗進(jìn)行分辨。這一改變可激起學(xué)生的探究欲望,認(rèn)真思考后設(shè)計實驗并做好記錄分析。教師要鼓勵學(xué)生運用現(xiàn)代信息手段,用手機(jī)把實驗現(xiàn)象拍攝下來,進(jìn)行對比分析,得出結(jié)論。課后收集各小組的圖片,組織學(xué)生評比和討論,學(xué)生熱情很高,效果很好。
教師還可進(jìn)一步改編試題讓學(xué)生做,以檢查學(xué)生的掌握情況。如:
學(xué)生通過深入探究實驗,才能真正理解實驗的原理和步驟方法,才能舉一反三靈活運用。
2 選修1的實驗技術(shù)要求高,難以開設(shè)的解決策略
選修1《生物實驗技術(shù)》在考綱中要求考查的有10個實驗,有些實驗時間耗時長(微生物發(fā)酵),有些技術(shù)要求高(PCR技術(shù)和蛋白質(zhì)的提取和分離),很多學(xué)校根本無法開設(shè),教師要如何解決?
2.1 側(cè)重與生產(chǎn)生活聯(lián)系密切的實驗復(fù)習(xí),技術(shù)要求高的實驗不益挖深
根據(jù)對近4年廣東高考試題的分析不難發(fā)現(xiàn),選修部分的考查的內(nèi)容主要是與必修內(nèi)容相關(guān)的知識以及與生產(chǎn)生活關(guān)系密切的內(nèi)容,而對技術(shù)要求高的實驗(如“血紅蛋白的提取與分離、PCR擴(kuò)增技術(shù))的考查主要是基本原理及方法,所以復(fù)習(xí)時教師不宜挖的太深,否則學(xué)生會越發(fā)糊涂。而與對生產(chǎn)生活聯(lián)系密切的實驗則要加強(qiáng)復(fù)習(xí),對傳統(tǒng)的微生物發(fā)酵技術(shù)可讓學(xué)生回家完成。如“果酒制作”實驗以小組為單位,教師發(fā)給每個小組等量干酵母粉周末回家做,學(xué)生可選擇用不同水果釀制果酒,帶回學(xué)校定期排氣。7~10 d后由各小組學(xué)生代表組成評審團(tuán),通過眼觀、口嘗、鼻嗅進(jìn)行評價,將各組圖片及評比結(jié)果放到班級電腦,讓全體學(xué)生參加評論,從中掌握微生物發(fā)酵的實驗原理、注意事項。這樣可以能很好地培養(yǎng)學(xué)生的動手能力,提高其實驗技能及實驗修正和評價能力。
2.2 節(jié)選實驗視頻幫助學(xué)生對一些技術(shù)要求高實驗的理解
選修1教材中,PCR擴(kuò)增技術(shù)和血紅蛋白的提取和分離這類實驗技術(shù)要求高,普通高中無法開設(shè),教師可節(jié)選實驗視頻來幫助學(xué)生對實驗的理解,并用類比學(xué)習(xí)法讓學(xué)生將PCR技術(shù)與DNA復(fù)制進(jìn)行列表對比,加深學(xué)生對原理的理解,并將血紅蛋白的提取和分離實驗與DNA提取和分離實驗對比,找出大分子物質(zhì)的存在部位,讓學(xué)生理解用釋放或溶解的方法提取大分子物質(zhì),理解根據(jù)分子大小、帶電性質(zhì)不同進(jìn)行電泳分離的原理。
3 學(xué)生對新情境實驗設(shè)計題探究和分析能力欠缺的解決策略
高考生物設(shè)計類實驗,多以高校最新研究的熱點實驗或與生產(chǎn)生活相關(guān)的事實為情境命制高考試題,試題情境雖然不完全來自教材,但主要是考查學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)研究能力,具體多以實驗設(shè)計的思路及方法、變量的分析與應(yīng)用、實驗的分析及問題的解決為考查切入點,這是生物實驗復(fù)習(xí)中教與學(xué)的難點,教師應(yīng)想方設(shè)法幫助學(xué)生提高實驗?zāi)芰Α?/p>
3.1 挖掘教材實驗,掌握實驗方法
挖掘教材經(jīng)典實驗,闡明科學(xué)實驗原理和方法,如分析細(xì)胞學(xué)說建立的過程,教師可讓學(xué)生掌握模型的建立、差速離心法和觀察法;在回顧光合作用的探究歷程時讓學(xué)生掌握同位素標(biāo)記法和掌握對比實驗的方法;總結(jié)人類對遺傳物質(zhì)的探究過程時讓學(xué)生掌握類比推理法、同位素標(biāo)記法和模型的建立;分析孟德爾遺傳實驗,可讓學(xué)生掌握假說—演繹法;概述植物生長素的發(fā)現(xiàn)和作用,可讓學(xué)生掌握對比實驗的方法。分析經(jīng)典科學(xué)實驗方法要注意分析具體實驗方法的幾個點,如分析孟德爾遺傳實驗的假說—演繹法,可以從以下一條線的四個點展開:雜交的實驗現(xiàn)象→孟德爾的假設(shè)→孟德爾設(shè)計檢驗方法→孟德爾總結(jié)的結(jié)論,使學(xué)生能夠真正獲得其中的科學(xué)實驗原理方法,并能應(yīng)用到解題當(dāng)中。
3.2 總結(jié)實驗設(shè)計方法,指導(dǎo)學(xué)生分析實驗
根據(jù)情況試題的分析,總結(jié)實驗設(shè)計的程序:觀察現(xiàn)象——提出問題——做出假設(shè)——設(shè)計實驗(步驟)——預(yù)期并論證實驗結(jié)果。教師要指導(dǎo)學(xué)生把握實驗設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié):① 設(shè)置對照實驗,排除干擾;② 運用單一變量原則,明確實驗變量的確定和控制;③ 恰當(dāng)?shù)剡x擇實驗材料和手段;④ 顯性化實驗現(xiàn)象,學(xué)會用坐標(biāo)圖或表格記錄實驗結(jié)果。簡單說來實驗設(shè)計的規(guī)則就是“找目的、設(shè)對照、重條件、得結(jié)論”。如:可用教材典型實例“比較過氧化氫在不同條件下的分解速率”,引導(dǎo)學(xué)生理解實驗設(shè)計的程序、遵循的原則和變量的控制。
3.3 精選試題演練,提高遷移應(yīng)用能力。
研究高考題,精選模擬題讓學(xué)生練習(xí)和點評,有利于培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰?。如為研究水楊酸(SA)對水稻幼苗抗寒能力的影響,研究者用0.5 mmol/L的SA噴灑水稻幼苗葉片,同時設(shè)置對照實驗,低溫處理1 d后測定有關(guān)數(shù)據(jù)(表4)。請回答:
(1) 本實驗中對照組的處理是____ 。在測定各項生理指標(biāo)時,每個處理均需設(shè)____實驗,取平均值,以提高實驗數(shù)據(jù)的可信度。
(2) 葉綠體的類囊體膜分布有____,SA在低溫條件下能保護(hù)光合器官,提高光合速率。據(jù)表中數(shù)據(jù)分析:①____,有利于光反應(yīng)進(jìn)行;②實驗組CO2的吸收量比對照組____,有利于____ 。
(3)為進(jìn)一步研究SA在低溫條件增強(qiáng)水稻幼苗光合性能的最適濃度,請簡述實驗設(shè)計思路。
此題命題素材選自2012年3月《湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)》的論文“低溫下外源水楊酸對水稻幼苗光合作用的影響”,試題以光合作用為切入點,模仿廣東高考試題,考查學(xué)生的實驗設(shè)計和分析能力。通過此道題可了解學(xué)生對新情境試題作答存在的主要問題。教師通過投影學(xué)生的答卷讓學(xué)生評分和評價,這樣做不僅能暴露學(xué)生的思維缺陷,有針對性地指導(dǎo)學(xué)生解題方法,更利于學(xué)生分析能力的培養(yǎng)。
以上從三個方面闡述了高考生物有效實驗復(fù)習(xí)的策略,當(dāng)然在教學(xué)中是“教有方法,而無定法”,只要教師在教學(xué)中加強(qiáng)研究,得法復(fù)習(xí),定能提高實驗復(fù)習(xí)的效率,提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和實驗?zāi)芰Α?/p>