1、普通高中生物新教材实验内容浅析李 红全日制普通高中生物教材（试验修订本），以下简称新教材，包括供高二学生用的必修教材和供高三理科班学生用的选修教材。这套教材编写和修订的依据，是原国家教委颁布的全日制普通高级中学生物教学大纲（供试验用）和 2000 年教育部颁布的该大纲的试验修订版，以下简称新大纲。新大纲大大加强了实验，在重视基本技能训练，培养学生的观察、实验、思维和自学能力的同时，注重培养学生的创新精神和初步的探究能力。根据新大纲的要求，新教材中的实验数量明显增加，实验的形式多样，包括实验、实习、研究性课题、参观等，实验内容的安排和实验指导的编写方式都做了较大的改革。 1 新大纲对实验的要求和
2、新教材中实验项目的分类 新大纲在课程目标中，要求学生达到的与实验有关的能力目标是：操作技能、收集和处理信息的能力、与科学观察相关的能力、科学探究能力、科学思维的能力和习惯；要求学生达到的与实验有关的态度观念方面的目标是：科学态度、探索精神、创新精神和合作精神。在教学内容中，对具体的实验提出了不同层次的教学要求。 新大纲对实验和实习的要求，划分为 I 和 II 两个层次。 ：理解实验的目的、原理和方法步骤，初步掌握有关的操作技能，进一步理解有关的生物学知识。 ：能够独立完成实验或实习，理解探索性实验的基本过程，初步学会探索实验的一般方法。 研究性课题是为鼓励学生进行研究性学习而列出的项目，主要在
3、课堂教学之外完成。新大纲对研究性课题的要求，划分为小组合作完成和独立完成两个层次。小组合作完成：同学间组成研究小组，共同商定课题研究计划和方案，分工协作，共同完成课题研究任务。独立完成：独立制订课题研究计划和方案，按照计划和方案独立完成课题研究任务。 根据新大纲的要求和教师们教学改革的成功经验，新高中必修教材安排了 16 个实验，4 个实习，6 个研究性课题，1 个参观；新高中选修教材安排了 4 个实验，2 个实习，4 个研究性课题。从实验的性质来分类，可以将实验分为观察实验、定性和定量分析实验、模拟实验。基本技术操作实验、学生自行设计实验、调查、收集并交流信息、参观等类型。 为了更好地发挥学
4、生的主动性和创造性，培养创造性思维品质和科学探究能力，新教材将一部分实验作为探索性实验来设计，安排在讲授有关的概念和原理之前，让学生通过自主探究，得出结论，获得对相关知识的理解。另一部分实验则作为验证性实验，安排在讲授了有关的概念和原理之后，让学生通过实验来验证学过的知识，加深对知识的理解。探索性实验又可以分为两类，一类是由教科书提供方法的实验；另一类需要学生自行设计，教科书不提供材料、方法等具体指导。 2 新教材实验编写的特点 新教材把实验作为教材内容的有机组成部分，把实验指导安排在正文当中，在实验指导中增加了实验原理的介绍，渗透科学方法教育，重视学生能力，特别是创新精神和初步的探究能力的培
5、养。 2.1 增加了实验原理的介绍 在教科书提供了具体方法步骤的实验中，实验原理有助于理解实验步骤的各个环节，体会实验设计的科学方法，有助于检验实验结果。例如，在“生物组织中可溶性还原糖用旨肪、蛋白质的鉴定”实验中，根据实验原理，鉴定还原糖时实验结果应该出现砖红色沉淀。如果出现了预期的结果，说明实验结果正确；如果没有出现预期结果，则需要查找实验过程中哪一个环节出现了失误。又如“DNA 的粗提取与鉴定”，在方法步骤中，需要先用氯化钠溶液溶解细胞核内的 DNA，但随着蒸馏水的加入，就会有 DNA 的黏稠物析出。如果学生不清楚实验原理，即 DNA 在氯化钠溶液中的溶解度，是随着氯化钠的浓度的变化而改
6、变的，就不会理解实验步骤设计的思路，只能照方抓药，甚至产生疑惑，难以体会到实验中蕴涵的科学方法。 2.2 渗透科学方法教育 科学方法是人们为探索自然奥秘，认识自然事物及其规律性而采取的行为方式和手段的总和。科学方法可以分为三个层次；哲学方法是科学方法的最高层次，它适用于一切领域；第二层次是自然科学的一般研究方法，如观察法、实验法、调查法，它是对各具体学科的研究方法的概括和总结；第三层次是学科内的具体方法，如生物学中的离心法、电泳法、切片法等。这里所讲的高中生物新教材实验编写中渗透的科学方法，是指自然科学的一般研究方法。 科学的观察与一般观察不同。科学观察的目的性很强，有明确的观察对象，观察目标
7、常常集中在观察对象的某一种或某几种属性上；为了进行精确的观察，有时需要对观察对象进行处理，还常常需要借助科学仪器；观察时要认真仔细，如实地记录观察结果；有时不能直接从观察结果得出结论，还需要运用比较、判断、推理、分析、综合等思维方法，对观察结果进行分析。例如，“观察植物细胞的有丝分裂”，因为有丝分裂常见于根尖、茎尖等分生区细胞，所以常选择洋葱根尖作为观察材料；有丝分裂最明显的特征表现是染色体变化，因而观察的目标应集中在染色体；为了清楚地看到微小的细胞内的染色体，需要将洋葱根尖制成装片，进行染色，并在高倍显微镜下观察；学生在显微镜下观察到的只是处在不同分裂时期的细胞，要想获得对植物细胞有丝分裂全
8、过程的动态的认识，学生还要经过比较、分析、想象等思维过程，才能加深理解。新教材观察实验的实验指导渗透上述科学观察的方法，当学生参照实验指导做实验时，就会在潜移默化中体会到科学观察的方法。 科学实验实际上是一种人为控制条件下的科学观察。实验法既有观察法的特点，同时还有一些独有的特点。例如，科学实验需要根据研究目的对实验结果做出预测，需要确定实验变量，控制实验条件，需要运用多种方法处理数据。新教材在“比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率”、“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”、“探索影响淀粉酶活性的条件”等实验中，不仅努力按照实验法的要求编写科学、合理的实验指导，而且努力用讨论题启发学生思考，引导学
9、生体会实验过程中的科学方法。 2.3 注重创新精神和科学探究能力的培养 培养学生的创新精神和科学探究能力，是新大纲中有关能力培养的重点要求。新大纲对科学探究能力的要求是：能够提出问题，作出假设，设计实验，分析和解释实验中产生的现象或数据，得出合理的结论，新教材能通过实验培养学生的创新精神和科学探究能力，比较突出地表现在探索性实验和研究性课题的编写上。 探索性实验是学生在做实验之前并不知道结论的实验，相对于验证性实验来说，更有利于培养学生的创新精神和探究能力。在“植物向性运动的实验设计和观察”和“设计并制作小生态瓶，观察生态系统的稳定性”等要求学生自行设计的实验中，实验指导没有给出具体的材料用具
10、和方法步骤，只提供了可供选择的材料用具，让学生根据目的要求和实验原理，自己设计实验方案并实施，从而为学生发挥创造性，设计出富有个性的实验方案留出了较大的空间。学生在设计实验的过程中，需要运用科学方法和多种探究技能，科学探究能力得到了培养。即使在由教科书提供方法步骤的实验中，如“比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率”、“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”、“探索影响淀粉酶活性的条件”“叶绿体中色素的提取和分离”，实验指导的编写也努力培养学生探究的兴趣和能力。实验指导的“目的要求”不再是死板的陈述句，而是用设疑的方式引起学生对要探究的问题的兴趣；讨论题引导学生思考实验步骤设计中隐含的科学方法，引导学生分析实验结果，由结果推导出结论，培养科学探究能力。 研究性课题是一类比较完整的科学探究活动。在研究性课题指导的写法上，教材只给出了课题的目的要求，开展课题研究的提示，引导学生进行探究的讨论题，放手让学生自己设计并完成全过程。学生通过这类完整的探究活动，学习自己提出问题，作出预测或假设，制定调查或实验方案，运用各种方法和技术手段收集、记录、分析和解读数据，分析实验结果并检验假设，把得到的结论以各种形式与他人交流。这将有助于学生发展科学探究能力，培养创造性思维品质和创新思维习惯。
