高中生物实验的拓展及实践

刘莉

高中生物实验的拓展，是指在教材原有实验的基础上再做出新研究和新尝试。通过实践，加深学生对知识的理解；借助自主探究，塑造学生的理性思维和科学探究意识。

拓展实验与生物教学

生物是建立在实验基础上的学科，生物实验对高中生物教学研究的重要作用不言而喻。生物实验拓展是指在教材原有实验的基础上再做出新研究和新尝试，并对生物教学具有重要意义。针对学生易混易错内容展开拓展实验，可以加深学生对知识的理解；实验设计和操作过程，可以塑造学生的理性思维和科学探究的核心素养；团队协作探究，能引发学生的求知欲和学习乐趣，可谓一举多得。

实验“比较过氧化氢在不同条件下的分解”位于人教版高中生物必修一第五章第一节，是教材中第一个与酶有关的实验。此实验的探究目的是说明酶在代谢中的作用，其中无机催化剂和酶处理组结果的对比还能说明酶的特性——高效性；同时，本实验中渗透的“控制变量”“对照实验”的实验思想，是生物实验设计的关键方法，需要学生多思考多落实。为达成本实验内容的教学目标，培养学生的探究意识和思维能力，教师可以对本实验进行以下三方面的拓展并带领学生动手落实，达成真实收获。

实验拓展内容

拓展一：实验材料的拓展 在本实验操作过程中，教师和学生都发现向过氧化氢中加入肝脏研磨液时，气泡产生量很大，由于气泡中携带水汽，易使卫生香熄灭，不能获得预期结果。同时，许多文献及习题中提及马铃薯中含过氧化氢酶，这些酶的含量和活性如何？能否代替猪肝研磨液作为实验试剂？这可成为学生探究的问题。在原有实验材料的基础上，增加马铃薯块茎和与猪肝研磨液浓度相等的马铃薯匀浆两种材料。根据实验现象：有时加入肝脏研磨液组会出现卫生香熄灭，引发学生探究马铃薯块茎或马铃薯匀浆对过氧化氢分解速率的影响。依据单一变量原则，学生将原来的4组实验增加为6组，即增加马铃薯块茎、马铃薯匀浆处理组，通过气泡产生速率和卫生香的复燃情况，判断底物分解速率。最终结果显示：马铃薯块茎或匀浆的催化效率优于FeCl3溶液，但远不如猪肝研磨液。考虑到马铃薯具有价格低、易获得、安全性高等优点，在肝脏不易获得的条件下，可尝试用马铃薯作为代替材料，否则建议使用猪肝研磨液。

拓展二：研究问题的拓展 酶的用量、反应物浓度与反应速率间的关系，是理解酶的作用机理和酶的特性的重要内容。不过，许多学生对此内容缺乏感性和理性认识，可以说是只知其然，而不知其所以然，导致在解题过程中阻碍重重。综上，本次实验中将酶的用量与过氧化氢分解的关系、反应物浓度与过氧化氢分解的关系，设为拓展探究内容。实验设计过程，实质是对酶的相关内容和实验设计原则的应用，学生在团队协作中容易发现自己的知识漏洞，形成清晰的自我评价；通过动手实践，学生可发现实验设计的漏洞并修改，发现新的研究议题并探究，发现分工合作的重要性并及时协调，这些过程使学生在潜移默化中锻炼了理性思维和科学探究意识。

拓展三：实验设备的拓展 為进一步锻炼学生收集、整理和分析数据的能力，我们将本实验由定性实验改为定性和定量相结合的实验。教材中原有实验及“实验材料拓展”实验仍采用观察气泡产生速率和卫生香复燃情况的方法衡量过氧化氢的分解速率，使学生对酶的作用机理有清晰的认识。在“问题拓展”的两个实验研究中，通过定量测量的方式分析结果。这就需要拓展实验器材，即在结果检验中增加氧气传感器的使用。氧气传感器与电脑相连，通过电脑显示屏的示数，可以得出单位时间内反应体系中氧气含量的变化；然后通过数据整理分析，便可得出酶的用量对过氧化氢分解影响、反应物浓度对过氧化氢分解影响的曲线；并由学生尝试解析结果得出结论，最终形成对该问题的清晰认识。

结束语

生物实验的拓展是高中生物实验教学的新方向、新起点。实验课程的拓展，需要教师更多地关注学情，思考实验与常见问题的联系，更需要教师完善的课程安排和较高的学科素养。同时，拓展实验务必要联系实际，多做一些对学生学习有益、锻炼学生能力的拓展实验，培养学生解决实际问题的能力，使他们学之有用、学之乐用，并在兴趣的伴随下，不断塑造核心素养，提升实验教学质量。

参考文献

[1]刘桃彦.浅谈高中生物学实验的拓展教学[J].生物技术世界，2015（6）：205.

[2]成蕴秀，陈晓波，魏京宁，李林泽.“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验替代材料筛选[J].生物学通报，2015（6）：53-54.

（作者单位：黑龙江省大庆实验中学）