谈实验异常设置对实验教学的甄别作用论文
摘要 简要叙述了仅从实验异常设置对实验教学的甄别作用以促进通过文本设置来考查学生的实验技能。
关键词 实验异常设置 甄别作用 实验教学
在高中生物课程标准(必修)中，有36个“活动建议”，其中至少有20个与学生动手操作有关的实验。在实验教学调研中发现，因种种原因学生实际动手操作的实验不足30％。而这些“活动建议”恰恰是课程具体目标中的“能力”目标。近年来，高考生物试题的命制也凸显考查实验力度，特别是通过对某一实验的异常设置，来甄别考生是“背实验”的还是“做实验”。下面就实验异常设置对实验教学的甄别作用，谈谈自己的看法。
1 实验材料用具的异常设置
1.1甄别实验过程中如何取材
教材中的实验材料都不具唯一性，教师在实验教材中要鼓励学生借鉴教材实验材料，因地制宜，但选取的实验材料一定要科学合理，要为达到实验目的服务。为了甄别学生对这一内容的掌握情况，可进行异常设置。
如笔者在指导学生做“检测生物组织中的还原糖”实验时，有意识让部分学生选取西红柿、胡萝卜、菠菜叶子等作为实验材料，最终无法达到实验结果。此时，教师组织学生分析讨论造成这种结果的原因：有的认为这些生物材料中无还原糖，有的认为这些生物材料本身含有大量的色素影响了实验现象的呈现等。通过讨论，使学生明白该实验的取材最好是无色或近于无色的生物组织。
1.2甄别不同化学药品在实验中的作用
不同实验需要不同的化学药品和不同的剂量，学生往往对此细节不予关注，即使关注也多为死记硬背，一旦遇到具体的实验情境，可能就联想不起来。
比如笔者在指导学生做“叶绿体色素的提取和分离”实验中，借鉴2004年的一道江苏高考题，将学生分为四组，生物材料都为新鲜、浓绿的菠菜，其他实验方法步骤都相同，只是将每一组实验要添加的化学药品进行了限制(表1)。
用纸层析法将研磨后的滤液进行色素分离，四组的实验效果截然不同，第一组的'滤纸条上得到层次分明四条色素，第二组的滤纸条上得到两条色素带，第三组滤纸条上无如何色素带呈现，第四组的滤纸条上得到颜色很淡的四条色素带。实验现象呈现后，大部分学生有实验失败的意识倾向。在这一节点上，教师及时组织学生进行实验分析，如为什么会呈现不同的实验现象?难道只有第一组实验是正确的吗?通过讨论，学生认同这四种实验效果都是正确的，只是不同化学药品在实验中的作用不同而已。
2 实验原理、现象(结果)的异常设置
2.1甄别对实验原理的掌握程度
实验原理是做实验的理论支撑，不同的实验其原理可能不同。实验教学中，教师通过实验原理的错位设
置，检测学生对不同实验原理的掌握程度。
如在“检测生物组织中的蛋白质”实验中，笔者发现有少部分学生没有按照教材实验药品的剂量使用，在2mL蛋白质溶液中加入2mL双缩脲试剂A液后，又加入2mL双缩脲试剂B液，振荡摇匀观察。笔者有意没有指出，而是让其将实验完成，结果溶液颜色呈蓝色。在最后的实验分析中，这些学生也找到了导致溶液变蓝实验操作上的原因，但却不能进行正确解释，说明这些学生没有真正理解蛋白质鉴定的实验原理。
再如在指导学生做“模拟尿糖的检测”的实验之后，笔者给学生一道命题：有学生借助生物组织中蛋白质检测的实验原理和步骤，对刚采集的尿液进行蛋白质检测，若尿液呈紫色，说明尿中含有蛋白质。这一实验思路和结论科学吗?讨论后，绝大多数学生认为是正确的。但当教师指出这一结论是不科学时，学生们满脸疑惑，此时，教师及时呈现一幅关于尿素分子结构示意图，当学生看出尿素分子中也含有肽键(－NH-CO-)这一结构时，疑惑顿消。
2.2甄别对现象(结果)分析能力
对教材实验现象或结果的分析，是课标要求的能力之一。在“观察根尖分生组织细胞有丝分裂”的实验中，有些学生在高倍镜下始终没有找到细胞分裂期的物象，与教材实验比较，这属于实验结果的异常。笔者让学生找一最佳视野，如实的将其视野的细胞绘制在实验手册上。课后在批阅作图时发现，有部分学生没有看到细胞分裂期，因为这些学生绘制的图形以未分裂的细胞为主。但笔者没有放过这些“错误”的图示，并整理出两幅具有代表性是图，一幅侧重描述根冠细胞的，另一幅是侧重描绘伸长区细胞的。在课堂上，引导学生进行讨论分析造成这两种观察结果“错误”的原因。2009年我省高考生物试卷第6题呈现了此图(图1)，是以选择题形式呈现：有1位同学做根尖有丝分裂实验，在显微镜中观察到的图像如图所示。造成这种情况的原因可能是：
①取材位置不合适；
②取材时间不合适；
③制片时压片力量不合适；
④解离时间不合适；
⑤视野选择不合适。
此题就是通过实验结果来评价考生是否做过该实验、理解该实验的较佳案例。根据图中显微镜中观察到的图像分析，有的呈长方形，有的呈正方形，说明有的细胞是根尖伸长区细胞，有的是分生区细胞；图中细胞几乎都没有处于细胞分裂期，说明取材的时间不适合或视野选择不适合。图中细胞为单层单个，说明解离时间和制片时压片力量均合适。
3 实验过程的异常设计
教材中某一实验的实验步骤的排序体现科学性原则，若将某些步骤颠倒，则可能影响整个实验现象或结果。
比如在做“观察细胞有丝分裂实验”时，笔者有意识将某一实验小组解离液换成蒸馏水，但试剂瓶上的标签还是解离液。该小组学生在不知情的条件下。按解离、漂洗、染色、制片步骤操作，实际上等于缺少“解离”这一实验步骤。可以想象，这组学生实验现象肯定不佳。实验之后教师当着全体学生亮出“底牌”，学生对“解离”这一步骤的在该实验中的作用理解更加深刻。
再如，在做“探究温度对酶活性影响”的实验之前，笔者让每个实验小组组长将本组的实验步骤写在实验报告手册上，批阅后发现有几个小组的预设的实验步骤存在科学性失误，主要是底物、温度和酶的添加的顺序问题。但我没有否定其实验步骤，所以，实验步骤操作完成后，有的小组没有达到预期的实验现象。此时，笔者将这一案例呈现在全班学生面前，从问题入手，比如若先加入淀粉酶，然后再置于不同温度的环境中，会出现什么现象?如何解释这一异常现象?等，引导学生分析出“失败”的原因。所以，通过对实验过程的异常设计，甄别了学生对某一实验过程的掌握情况和实验分析能力。
以上几种实验异常设置，体现了对实验教学的甄别作用。建议教师在实验课教学中大胆探索，不一定要求全体学生都按教材实验步骤“按部就班”的去操作。教师在实验课上要适时的、有目的的设置异常，让学生尝试“失败”，从中总结教训或创新。这样有利于进一步加深对某一实验的理解，认识到规范操作的重要性，体验实验创新的“简单性”。
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