论苏教版中高中生物模拟实验意义和作用

论苏教版中的高中生物模拟实验的意义和作用

摘要：模拟实验是新教材中增加的一种实验类型。本文介绍了模拟实验概念意义和作用，并对模拟实验教学提出建议。

关键词：高中生物模拟实验概念意义作用教学建议

高中生物新教材实验，无论是数量上还是质量上，都较旧教材都有了很大变化，这对培养学生的素质无疑有利的。从数量上看，由原来的24个实验增加到26个，给学生创造了更多的动手机会，在质量上增加了模拟实验数目7个和调查方法，更易操作。但是，如果教师对上述特点缺乏足够的认识，这些实验就难以发挥预期作用。下面笔者就模拟实验的意义、作用和教学探讨。

1.模拟实验的概念

在研究工作或实验中，由于在实验对象上不能或不允许进行实际实验，为了取得对研究对象的认识，可以通过模拟的方法制成研究对象的模型，然后通过模型进行实验，模拟研究对象的实际情况，这种实验叫模拟实验。

由于模拟实验简单，以至每逢实验时，学生都会半开玩笑地说：“我们成了幼儿园大班学生了。”可是这是知识的验证实验，因为人们在进行科学研究时，常常要按照一定的目的，利用仪器和设备去控制和改变自然。但是，自然界有许多现象，人们很难直接控制和改变。这些包括：（1）被研究对象在空间上或时间上极为遥远（例如人类的进化历程）；（2）被研究的对象涉及的范围广泛，或者存在和发展延续时间很长（例如动植物的遗传变异和自然选择）；（3）

由于被研究客体物理属性决定了不能直接实验（如太阳内部的物理过程）；（4）当研究对象是人时，为了保证安全和健康，人不能直接用于实验。对于以上自然现象和自然过程，当人们在研究时，所使用实验手段就不能直接作用于所研究的现象或对象，而必须采取模拟的手段进行。在教学活动中为了验证某个理论而进行的学生实验，为了取得直观的效果，节约经费，也可以用简单的材料，模拟复杂的物理、化学或其他自然过程，并让学生真正学到东西。正是由于这些特点，模拟实验显得尤为重要。

2.模拟实验的意义和作用

生物学是以实验为基础的科学，是研究自然界一切生命现象的科学，它包括从宏观的环节《生物学》到微观的《细胞生物学》和《分子生物学》。从古至今，一切生命物质的变化不仅受自身因素影响，而且受外界环境因素制约，在研究中如何趋利避害，正是人类对生物探索研究的漫长历史，为我们开辟了一条科学思维的道路——模拟实验。

模拟实验中模型选择的思维方法要遵循化繁为简的原则。把复杂的实际问题转化为理想的简单问题，使它保留并突破决定事物本质属性的主要因素，排除次要和偶然的干扰。例如：模拟动物种群密度调查的标志重捕法，用50个红豆代表50只老鼠，然后与一杯大豆混合（大豆代表土地），这样第一次抓取计数其中红豆并标志再放回杯中混合再抓取一次，计数红豆数并数出红豆中标志数。代入公式n=n（重捕个体数）/m（重补中标志个体数）×m（标志个体数），

并计算出总数目。这个模拟实验排除了老鼠死亡，因迁入迁出，因标志物影响动物而被捕食等干扰，简单易做。

模拟实验是科学性和假定性的辩证统一。它不仅要在实践中接受检验，而且要在检验中扩展、补充和修正。例如：dna模拟实验的制作中，如果你用圆形代替磷酸，五边形代替脱氧核糖，正方形代表含氮碱基，这样在纸上贴出dna模型，则只能说明dna分子内碱基间关系和dna基本骨架，而不能体现dna结构具有三维立体性，碱基平面间平行关系等。不如用dna结构模型让学生组装，并旋转得到dna空间结构。这样的模型更贴切、更逼真、更形象，便于学生对所学知识的理解。

3.关于高中生物模拟实验的教学

在中学生物教学内容中，除了基本理论和基本知识外，实验内容多是验证性的实验操作，致使不少教师和学生受种种主观因素影响，养成只重视知识而不关注思维方法的习惯，因而形成了思维惰性，认为生物学学习就是死记硬背，所以在测试中问答题都做得比较好，一遇到教灵活的实际问题便束手无策，或错误百出，原因是没有真正掌握科学的思维方法。因此模拟实验教学中需注意以下几点。

3.1介绍模拟实验目的及各物资代表的含义。

“模拟哺乳动物精子和卵细胞的形成过程”实验，在实验颗前首先要介绍实验目的是看不同染色体数目的生物形成精子和卵细胞

的过程和结果，各物质代表的含义，使学生有目的地进行实验操作，

及各步骤所代表的含义，以及实验结果的记录。如果目的不明确，各物质含义不清，就会使实验课教学变成幼儿园在搭积木的游戏式教学，各学生搭的样式各异，结果是学生浪费了学习时间又没有掌握相应的知识。

3.2加强学生思维能力培养，引导学生设计新的模拟实验。

类比思维是根据两个对象在某些方面相似或相同，推出它们在其他方面可能相似或相同的一种思维方式。在设计模拟实验时，为了培养学生类比思维，可用日常生活中材料代替课本中的材料。如dna 结构模型的制作，实验中用圆球代表磷酸，五边形代表脱氧核糖，四种不同形状的塑料代表碱基，经过实验得出结论。可是模型中不能反映碱基对平面间平行，于是有的学生自己设计实验如下，用红毛线代表dna的基本骨架，用牙签表示碱基对，这样经过实验后，学生得出了结论。在实验过程中，学生的思维能力得到了极大的训练，教师也落实了大纲对学生思维能力的培养要求。

3.3引导学生发现实验过程的不足，激发学生学习欲望。

无论什么模拟实验，总能发现它的一些不足。例如在《制定真核细胞模型》的制作过程时，学生制作好后，发现安装有困难，各细胞在相应位置，并且模型中也不能看到细胞器内部结构，且只能平放。正是通过与实际的比较，学生对实验才有所了解，产生对实验进行改进的欲望。

参考文献：

[1]汪忠主编.生物1·分子与细胞.江苏教育出版社，2009.6.

[2]汪忠主编.生物2·遗传与进化.江苏教育出版社，2009.6.

[3]汪忠主编.生物3·稳态与环境.江苏教育出版社，20090.6.