生物學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，生物學(xué)的發(fā)展和發(fā)展都離不開實驗。正是有了生物學(xué)實驗，才能把生命科學(xué)的研究逐步推向深入；同樣，生物學(xué)實驗教學(xué)也是生物學(xué)教學(xué)中非常重要的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)形式�！镀胀�高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）》指出：“教師應(yīng)該盡可能多地讓學(xué)生參與實驗和其他實踐活動”。在我國的高中生物學(xué)教材中（以人教版教材為例），根據(jù)學(xué)情也加入了很多適合高中生操作的實驗，借此希望學(xué)校、教師、學(xué)生能夠重視高中階段生物實驗的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生動手、探究問題的能力；美國在實驗教學(xué)方面一直有其獨特的想法，其實驗教學(xué)體系也較為成熟，通過對比中美常用教材中的實驗教學(xué)內(nèi)容，找到兩者之間的優(yōu)缺點，根據(jù)國情適當(dāng)借鑒美國教材中的可取之處，來幫助我國高中教師更加高效率地開展實驗教學(xué)，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)。

1“葉綠素提取和分離”實驗在教材中的地位分析

在人教版高中生物《必修1?分子與細(xì)胞》一書中，“綠葉中色素的提取和分離”實驗是位于第五章“細(xì)胞的能量供應(yīng)”的第四節(jié)“能量之源??光與光合作用”中課堂導(dǎo)入之后的一個“實驗”環(huán)節(jié)中。可能出于教材目錄的編排考慮，人教版整套教材中的實驗環(huán)節(jié)都沒有出現(xiàn)在目錄中。

在美國Hill出版社出版的教材《Biology-TheDynamicsofLife》中，“綠葉中色素的提取和分離”實驗出現(xiàn)在了第五單元實驗中的“迷你實驗”部分，即第十六章“細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用”第二節(jié)“光與光合作用”內(nèi)容里。

在人教版教材中，第五章是整個必修1模塊后半部分的內(nèi)容。該章在前四個章節(jié)中，第三節(jié)“光合作用”和第四節(jié)“物質(zhì)跨膜運輸中的主動運輸”都是與“能量的利用”密切相關(guān)。學(xué)習(xí)到本章時，學(xué)生對“細(xì)胞活動需要能量”已經(jīng)有了很深的印象，通過第五章前三節(jié)的學(xué)習(xí)，了解了和能量有關(guān)的內(nèi)容“ATP和細(xì)胞呼吸”，接下來再學(xué)習(xí)“能量的來源??光合作用”就比較容易。且該實驗放在了本節(jié)開頭，學(xué)生對葉綠素有了感性認(rèn)識后，再學(xué)習(xí)葉綠體的結(jié)構(gòu)以及光合作用原理就較為容易。Hill版教材中第十六章主要包括：細(xì)胞的能量通貨??ATP；光合光合作用；ATP的主要來源??細(xì)胞呼吸。此處內(nèi)容的安排和人教版教材稍有不同，細(xì)胞呼吸放在了光合作用的后面。人教版教材內(nèi)容安排稍優(yōu)，沒有把ATP和細(xì)胞呼吸割裂開，放在了連續(xù)的2節(jié)中講授。學(xué)生在學(xué)習(xí)了ATP的基礎(chǔ)上繼續(xù)學(xué)習(xí)細(xì)胞呼吸，有利于學(xué)生深入理解ATP和細(xì)胞呼吸之間的聯(lián)系。在Hill版教材的光合作用一節(jié)中，首先是通過介紹光合作用、光反應(yīng)、暗反應(yīng)來引入光合作用的反應(yīng)方程式，接著介紹反應(yīng)的場所??葉綠體，并把分離色素作為迷你實驗放在了該內(nèi)容的一旁。這樣方便學(xué)生一邊學(xué)習(xí)知識，一邊進(jìn)行實驗，促進(jìn)學(xué)生在實驗的基礎(chǔ)上提高學(xué)習(xí)興趣，也為后續(xù)??“用同位素來研究光合作用”這一迷你實驗的實踐夯實基礎(chǔ)。

1.1實驗結(jié)構(gòu)為比較

在人教版教材中，實驗一共分為了4個部分，分別是：①目的要求；②材料用具；③方法步驟；④討論。這三個部分相對來說連接較為緊密，教材把實驗過程安排得較為清楚，方便教學(xué)。但是作為一個探究實驗，這樣的安排更像是一個驗證性實驗，從內(nèi)容安排上對學(xué)生的要求較高，但在實際操作過程中卻不需要學(xué)生過多的獨立思考，沒有達(dá)到探究實驗?zāi)康模ū?）。

在Hill版教材中，該內(nèi)容作為迷你實驗，篇幅較短，一共分為了實驗介紹、步驟、分析三部分。由于Hill版教材對于生物實驗的分類較為明確，本部分內(nèi)容是作為迷你實驗出現(xiàn)的。迷你實驗在教材中的要求是：“以下小活動，可以在家中完成，有些需要在教師的幫助下完成，當(dāng)感到好奇時，請試著做這些迷你實驗�！彼�以從要求上看，迷你實驗要求較低，所以本實驗的結(jié)構(gòu)也較為簡單，教師沒有出現(xiàn)大篇幅的原理介紹、目的要求以及實驗準(zhǔn)備。在人教版教材中較重要的“色素懸液”也是直接從教師處領(lǐng)取，對于實驗的步驟描述也非常詳細(xì)，雖然從完整程度上不及人教版教材，但是由于迷你實驗的要求不高，從這個角度看，本實驗已經(jīng)達(dá)到了其設(shè)計的目的（表2）。

1.2操作步驟的比較

人教版教材對本實驗的操作步驟描述得非常詳細(xì)，從準(zhǔn)備階段的稱取綠葉、剪碎綠葉到研磨、過濾以及對濾紙條的制備、濾液細(xì)線的畫取都完整描述出來。這方便了教師和學(xué)生在實驗過程中的操作，減輕了教學(xué)負(fù)擔(dān)。但實際上，因為學(xué)生只需要機械地依葫蘆畫瓢，不用去要思考這么做的原因以及是否存在更優(yōu)的方法，這不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。人教版教材更加注重知識的掌握，但忽略了對學(xué)生能力的培養(yǎng)。這種“手把手”式的實驗探究反而失去了其存在的意義。

在Hill版教材中，實驗的操作步驟描述得相對簡單，而實驗所用的植物懸液是教師提前制備好的，這就大大減少了實驗中可能出現(xiàn)的問題以及由于實驗材料帶來的安全隱患。學(xué)生只需要在濾紙上滴一滴植物懸液，接著放入層析液中即可等待實驗現(xiàn)象。Hill版教材用精煉的語言完成了人教版書上繁瑣的描述。而在實驗過程中需要注意的地方安排學(xué)生自己探索發(fā)現(xiàn)，從這點上來說，Hill版教材更看重的是學(xué)生能力的培養(yǎng)，而不是簡單的試劑配比、材料研磨這種含金量不高的操作，將更多的時間花在刀刃上。這種更注重能力和思維的培養(yǎng)方案不僅符合了“迷你實驗”的要求，也能大大提升學(xué)生實驗操作的技巧。

1.3實驗分析討論的比較

人教版教材在實驗最后有“討論”環(huán)節(jié)，討論的以直接能觀察到的現(xiàn)象為主，比如：有幾條顏色的色帶？寬窄如何？……這些問題都是學(xué)生可以直接觀察到的現(xiàn)象，作為這一環(huán)節(jié)就失去了討論的價值。而關(guān)于濾液細(xì)線不能觸碰層析液的問題，則是比較巧妙地符合了本實驗設(shè)置的目的要求??色素的提取和分離�？傮w來說，人教版教材設(shè)置的討論環(huán)節(jié)問題不具有典型性，需要從培養(yǎng)提高學(xué)生實驗?zāi)芰Φ慕嵌瘸霭l(fā)提問，讓學(xué)生在解決層層遞進(jìn)的問題中將實驗內(nèi)容內(nèi)化。

在Hill版教材中，實驗最后設(shè)置了“分析”環(huán)節(jié)，且將分析環(huán)節(jié)設(shè)置成兩個部分：解釋；推斷。教科書采用問句的形式首先引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象，接著在已有知識和現(xiàn)象的基礎(chǔ)上讓學(xué)生推理判斷濾紙不同部位會出現(xiàn)不同色帶的原因，問題難度逐層遞進(jìn)，利用了“最近發(fā)展區(qū)”的規(guī)律，讓學(xué)生回答產(chǎn)生實驗現(xiàn)象的原因。這樣的分析環(huán)節(jié)就顯得較為縝密。簡單的分析環(huán)節(jié)卻包括了兩個遞進(jìn)的部分，這同樣符合“迷你實驗”的要求。

1.4注意事項的比較

在人教版教材中出現(xiàn)了出現(xiàn)了帶警示符號的方框，提示學(xué)生實驗應(yīng)該在通風(fēng)條件下進(jìn)行，以免吸入過多的層析液，同時提醒學(xué)生及時洗手，確保學(xué)生安全實驗；而在美國教材中由于是迷你實驗，沒有出現(xiàn)相應(yīng)的注意事項，盡管美國教材采用的是酒精作為層析液，但是仍然需要注意實驗的安全問題，這方面美國教材稍有欠缺。

2對實驗教學(xué)的啟示

2.1全面認(rèn)識實驗的教學(xué)價值

生物實驗的教學(xué)價值具有多重性，包括知識價值、方法價值、能力價值、科學(xué)精神價值、品格價值和人文價值等。教材中每一個實驗的設(shè)計和教學(xué)都應(yīng)該考慮到教學(xué)價值的多重性，從而達(dá)到全面提高學(xué)生素質(zhì)的目的。對比中美教材發(fā)現(xiàn)，兩個版本的教材都考慮到了實驗教學(xué)的知識價值：Hill版教材通過實驗的分類進(jìn)一步考慮了學(xué)生的方法價值等其他方面，而人教版教材則在這方面有所不足：人教版教材重知識輕技能，重結(jié)果輕精神，這和新課程目標(biāo)不完全吻合。實驗教學(xué)作為生物學(xué)科的特色教學(xué)模塊，應(yīng)該努力發(fā)揮出其優(yōu)勢，在滿足了學(xué)生知識需求的同時進(jìn)一步發(fā)展其實踐能力。

2.2切實培養(yǎng)實驗探究精神，倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)

生物課程標(biāo)準(zhǔn)提出：倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)。這就要求教師不光需要對學(xué)生進(jìn)行知識的傳授，還需要鍛煉學(xué)生的探究能力。教材中的探究性實驗正應(yīng)以這一標(biāo)準(zhǔn)為出發(fā)點設(shè)計。但是中國教材的探究性實驗大都詳盡地寫出了每一步的操作，學(xué)生做的只是依葫蘆畫瓢，并不需要進(jìn)行思考就能完成實驗，這樣的探究性實驗實則為驗證性操作，不能真正意義上鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新和動手能力，長此以往不利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展。在以后的教材編寫和教師授課的過程中，可以適當(dāng)放手，在保證課時充裕的情況下，讓學(xué)生自行設(shè)計實驗、實施實驗，從不斷的嘗試中體會到實驗教學(xué)真正的樂趣。實驗教學(xué)的目的不在于學(xué)生是否能夠做出標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)果樣式，而是希望學(xué)生能夠在親自動手的過程中提升自身的科學(xué)探究能力，從重結(jié)果輕過程向重過程輕結(jié)果轉(zhuǎn)變。

2.3明確用“教材教”而不是“教教材”

由于我國課程改革還未真正完成，所以在教材編寫、教師授課等方面還是存在著一定的不足之處，在實驗教學(xué)這一部分，美國作為科學(xué)教育的領(lǐng)頭羊會有很多值得借鑒的地方。誠然市場上流行著不同版本的教材，但是需要明確的是教材只是教學(xué)的一個參考，教師需要將學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和教材相結(jié)合，挑選最適合的給學(xué)生使用，在如今全球化的時代，教師應(yīng)該放眼世界，吸取國外優(yōu)秀教材實驗教學(xué)的經(jīng)驗方法，結(jié)合學(xué)生，力爭創(chuàng)造出適合學(xué)生的一套合理實驗教學(xué)策略。

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