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目前，模拟实验经常被教师忽视。对此，笔者以模拟孟德尔杂交实验[1]为例，试从培养学生创新能力的角度，探究如何开展模拟实验教学。在高中生物课程标准设计时，模拟实验作为提高学生生物科学素养的有效手段，被增加到高中生物教材中，具有丰富学生感性认识，激发学生创新能力的特点。
1 模拟实验的提出及其优点
模拟实验教学倡导自主学习、合作学习，注重培养批判性思维和创新性思维。无论是国外生物教材，还是现行的高中生物教材，都越来越重视模拟实验的开发与研究，以促进和丰富探究性学习，提高学生生物科学素养[2]。
模拟实验是根据相似的理论，先设计与自然事物、自然现象及其发展变化过程相似的模型，然后通过对模型的实验和研究，间接地去实验和研究原型的性质和规律性。这种间接的实验方法称为模拟实验，又称为模拟方法[3]。在生物学教学活动中，模拟实验可以理解为：在验证某个理论而进行的学生实验中，为了取得更直观的效果，节省实验的经费，我们采用环保、低成本、简单的材料，模拟复杂的自然过程，然后将模型实验的结果类推到原型上去，从而揭示研究对象的本质和规律。
与其他生物学实验相比，模拟实验有其独特的优势。首先，模拟实验可以解决不便或不能用直接实验方法解决的难题，能丰富学生的感性认识，激发他们学习兴趣，调动思维的积极性；其次，模拟实验的实验器材大多来源于生活，实验可操作性强，在学生动手参与的过程中能促进问题的发现，激发学生的创新能力。因此，在模拟实验教学中，实验的意义不仅在于通过“模型”帮助学生去研究“原型”，更注重于在建立和操作模型的过程中培养学生的观察能力、动手能力、反思能力、创新能力等。
2 开展模拟实验教学的现状
目前，模拟实验在高中生物实验教学中处于一种非常尴尬的境地。在许多教师和学生的印象中，生物学实验应该与生物材料、显微镜、培养皿等打交道，而呈现在我们面前的模拟实验看起来似乎不是“实验”，更像是让学生做游戏，或者是进行手工劳动。同时，许多教师没有理解高中生物课程标准增加模拟实验的目的，对模拟实验也没进行深入研究，认为只要把相关的知识点讲清楚，至于是否进行模拟实验是可有可无的。以上原因都直接导致在实际教学过程中，教师对模拟实验往往只进行口头阐述，很少带着学生在课堂上进行实际操作；即便有具体操作，一般也是以教师演示为主，让学生动手的机会很少；并且教师在演示的过程中，很少会去考虑实验的合理性和可操作性，基本也是按部就班完成任务而已。这一现状严重地偏离了模拟实验教学的本意。笔者认为，如何在教学实践中发挥模拟实验的功能非常值得研究。笔者结合教学实践，以模拟孟德尔杂交实验为例，谈谈如何通过模拟实验开发学生的创新能力。
3 开发模拟实验的创新性
模拟孟德尔杂交实验是模拟实验在高中生物学的典型案例，其主要目的是通过模拟雌、雄配子的结合过程，帮助学生更形象地理解在形成配子时等位基因相互分开，在受精作用时雌、雄配子的结合是随机的。所以这个实验的核心是“随机性”。教材中形象地用4个大信封代表雌、雄生殖器，4种卡片代表雌、雄配子，然后通过卡片的抽取和结合来模拟等位基因的相互分开，以及在受精作用时雌、雄配子的结合。
3.1 寻找适合的实验器材，迸发强大的创造力
在实际操作过程中，若全班52人，以4人为一小组，每个小组要购买4个大信封，共需52个，同时还需制作1040张大小一致的卡片。虽然学生的学习生活比较紧张，但为了能更好地帮助学生理解实验的随机性原理以及验证9：3：3：1的结果，在实验前一星期就布置购买和制作任务。
在前期准备过程中，笔者了解到：学生普遍认为购买52个大信封比较费钱，制作1040张卡片比较费时。在发现问题的同时，笔者鼓励他们反思问题，能否寻找更为经济、环保、省力的实验材料呢？这一举措马上使学生的思维变得活跃，开始思考实验原型的性质和规律，寻求与其相似的更为合适的模型。问题源于实践，创新源于问题。学生的思维在与问题的不断碰撞中，一次一次走向高峰，迸发出强大的创造力。
在随后的教学中，学生不仅带来了准备好的信封和卡片，还有一部分学生带来了认为更经济、环保、有效的其他实验器材。如从寝室带来的塑料桶、脸盆等代替信封，模拟雌、雄生殖器；从体育器材室借来的乒乓球、弹珠等代替卡片，模拟雌、雄配子。为了保持学生高昂的创新热情，笔者建议课堂上先用教材推荐的信封和卡片模拟孟德尔杂交实验，然后课后再用自带的器材做对照实验，比较相互间的优缺点。
3.2 操作模拟的实验过程中产生的创新性
学生开始根据教材要求模拟孟德尔杂交实验，先随机从信封中抽取一张卡片，记录配子的类型，每小组至少重复20次。实验进行了很久，学生的脸上写满了疲惫与乏味。在统计数据之后，竟然发现实验数据与理论值偏差比较大。笔者及时抓住思维的契机，引导学生思考如何在抽取卡片及记录的过程中保证卡片抽取的随机性，学生的思维在刚刚经历简单的机械运转之后，又重新被调动起来。
经过热烈探讨之后，总结出影响随机性的因素主要是以下几点：
一是在1个大信封中放入20张卡片，不容易混匀。而且在抽取时，会直接抽上面的卡片或将抽出的卡片直接放在上面而没有充分混合；
二是在抽取多次后，卡片往往会出现不同程度的卷边、毛糙等现象，直接影响抽取时的随机性；
三是有些学生在抽取卡片的时候，往往会不小心一次抽取两张，然后又主观地选取一张，而这样就会使两种配子的概率发生偏差。
虽然实验和分析的过程都比较费时，但这一过程不但加深了学生对随机性的理解，更激活了学生的创造能力。于是，笔者建议学生在课后时间利用自带的器材重新做该实验，力求通过对实验的改进使统计数据更加贴近理论数值。
在接下来的实验展示课上，学生们带来了自己认为比较成熟的实验成果。除了塑料桶、盆、乒乓球、弹珠，有一位同学还带来了一种“神奇的道具”——每罐装有20颗弹珠（白色与黑色各10颗）的口香糖罐4个（如图1所示）。这种道具的神奇之处在于：将盖子上下一抽，弹盖处便会出现一颗弹珠。该学生介绍：4个口香糖罐标上亲本的性状，每颗弹珠上贴一小块标有配子基因的双面胶，每抽一次弹出一颗弹珠，记录基因类型后放回继续重复做。该器材的好处就是能很好地保证实验的随机性，因为在将弹珠放回塑料罐时摇一摇便可充分混匀，况且在将弹珠往上顶出来时也是随机的，并且弹盖时只能出现一个弹珠，不会发生一次出现两颗的现象。同时这个好玩的口香糖罐也增加了实验的趣味性，更体现取材的环保性。尽管实验器材来自于商家的创意，但能用到这个模拟实验中却是学生创新能力的体现。
模拟孟德尔杂交实验给我们带来了意想不到的效果。课后学生纷纷表示，原来科学离我们这么近，可以“简单”被模拟。作为教师，我们带给学生的不应只是知识本身，还应包含学习知识的方法以及创造知识的能力，不要轻视看似不起眼的模拟实验，其激发出来的能量是不可估量的。
参考文献
[1]吴相钰，刘恩山.生物学[M].杭州：浙江科学技术出版社，2008.
[2]刘恩山.《普通高中生物课程标准》的设计思路和主要特点[J].生物学通报，2003（5）：28-30.
[3]刘水明.模拟实验及其在生物教学中的应用[J].中学生物教学，2005（Z1）.
1 模拟实验的提出及其优点
模拟实验教学倡导自主学习、合作学习，注重培养批判性思维和创新性思维。无论是国外生物教材，还是现行的高中生物教材，都越来越重视模拟实验的开发与研究，以促进和丰富探究性学习，提高学生生物科学素养[2]。
模拟实验是根据相似的理论，先设计与自然事物、自然现象及其发展变化过程相似的模型，然后通过对模型的实验和研究，间接地去实验和研究原型的性质和规律性。这种间接的实验方法称为模拟实验，又称为模拟方法[3]。在生物学教学活动中，模拟实验可以理解为：在验证某个理论而进行的学生实验中，为了取得更直观的效果，节省实验的经费，我们采用环保、低成本、简单的材料，模拟复杂的自然过程，然后将模型实验的结果类推到原型上去，从而揭示研究对象的本质和规律。
与其他生物学实验相比，模拟实验有其独特的优势。首先，模拟实验可以解决不便或不能用直接实验方法解决的难题，能丰富学生的感性认识，激发他们学习兴趣，调动思维的积极性；其次，模拟实验的实验器材大多来源于生活，实验可操作性强，在学生动手参与的过程中能促进问题的发现，激发学生的创新能力。因此，在模拟实验教学中，实验的意义不仅在于通过“模型”帮助学生去研究“原型”，更注重于在建立和操作模型的过程中培养学生的观察能力、动手能力、反思能力、创新能力等。
2 开展模拟实验教学的现状
目前，模拟实验在高中生物实验教学中处于一种非常尴尬的境地。在许多教师和学生的印象中，生物学实验应该与生物材料、显微镜、培养皿等打交道，而呈现在我们面前的模拟实验看起来似乎不是“实验”，更像是让学生做游戏，或者是进行手工劳动。同时，许多教师没有理解高中生物课程标准增加模拟实验的目的，对模拟实验也没进行深入研究，认为只要把相关的知识点讲清楚，至于是否进行模拟实验是可有可无的。以上原因都直接导致在实际教学过程中，教师对模拟实验往往只进行口头阐述，很少带着学生在课堂上进行实际操作；即便有具体操作，一般也是以教师演示为主，让学生动手的机会很少；并且教师在演示的过程中，很少会去考虑实验的合理性和可操作性，基本也是按部就班完成任务而已。这一现状严重地偏离了模拟实验教学的本意。笔者认为，如何在教学实践中发挥模拟实验的功能非常值得研究。笔者结合教学实践，以模拟孟德尔杂交实验为例，谈谈如何通过模拟实验开发学生的创新能力。
3 开发模拟实验的创新性
模拟孟德尔杂交实验是模拟实验在高中生物学的典型案例，其主要目的是通过模拟雌、雄配子的结合过程，帮助学生更形象地理解在形成配子时等位基因相互分开，在受精作用时雌、雄配子的结合是随机的。所以这个实验的核心是“随机性”。教材中形象地用4个大信封代表雌、雄生殖器，4种卡片代表雌、雄配子，然后通过卡片的抽取和结合来模拟等位基因的相互分开，以及在受精作用时雌、雄配子的结合。
3.1 寻找适合的实验器材，迸发强大的创造力
在实际操作过程中，若全班52人，以4人为一小组，每个小组要购买4个大信封，共需52个，同时还需制作1040张大小一致的卡片。虽然学生的学习生活比较紧张，但为了能更好地帮助学生理解实验的随机性原理以及验证9：3：3：1的结果，在实验前一星期就布置购买和制作任务。
在前期准备过程中，笔者了解到：学生普遍认为购买52个大信封比较费钱，制作1040张卡片比较费时。在发现问题的同时，笔者鼓励他们反思问题，能否寻找更为经济、环保、省力的实验材料呢？这一举措马上使学生的思维变得活跃，开始思考实验原型的性质和规律，寻求与其相似的更为合适的模型。问题源于实践，创新源于问题。学生的思维在与问题的不断碰撞中，一次一次走向高峰，迸发出强大的创造力。
在随后的教学中，学生不仅带来了准备好的信封和卡片，还有一部分学生带来了认为更经济、环保、有效的其他实验器材。如从寝室带来的塑料桶、脸盆等代替信封，模拟雌、雄生殖器；从体育器材室借来的乒乓球、弹珠等代替卡片，模拟雌、雄配子。为了保持学生高昂的创新热情，笔者建议课堂上先用教材推荐的信封和卡片模拟孟德尔杂交实验，然后课后再用自带的器材做对照实验，比较相互间的优缺点。
3.2 操作模拟的实验过程中产生的创新性
学生开始根据教材要求模拟孟德尔杂交实验，先随机从信封中抽取一张卡片，记录配子的类型，每小组至少重复20次。实验进行了很久，学生的脸上写满了疲惫与乏味。在统计数据之后，竟然发现实验数据与理论值偏差比较大。笔者及时抓住思维的契机，引导学生思考如何在抽取卡片及记录的过程中保证卡片抽取的随机性，学生的思维在刚刚经历简单的机械运转之后，又重新被调动起来。
经过热烈探讨之后，总结出影响随机性的因素主要是以下几点：
一是在1个大信封中放入20张卡片，不容易混匀。而且在抽取时，会直接抽上面的卡片或将抽出的卡片直接放在上面而没有充分混合；
二是在抽取多次后，卡片往往会出现不同程度的卷边、毛糙等现象，直接影响抽取时的随机性；
三是有些学生在抽取卡片的时候，往往会不小心一次抽取两张，然后又主观地选取一张，而这样就会使两种配子的概率发生偏差。
虽然实验和分析的过程都比较费时，但这一过程不但加深了学生对随机性的理解，更激活了学生的创造能力。于是，笔者建议学生在课后时间利用自带的器材重新做该实验，力求通过对实验的改进使统计数据更加贴近理论数值。
在接下来的实验展示课上，学生们带来了自己认为比较成熟的实验成果。除了塑料桶、盆、乒乓球、弹珠，有一位同学还带来了一种“神奇的道具”——每罐装有20颗弹珠（白色与黑色各10颗）的口香糖罐4个（如图1所示）。这种道具的神奇之处在于：将盖子上下一抽，弹盖处便会出现一颗弹珠。该学生介绍：4个口香糖罐标上亲本的性状，每颗弹珠上贴一小块标有配子基因的双面胶，每抽一次弹出一颗弹珠，记录基因类型后放回继续重复做。该器材的好处就是能很好地保证实验的随机性，因为在将弹珠放回塑料罐时摇一摇便可充分混匀，况且在将弹珠往上顶出来时也是随机的，并且弹盖时只能出现一个弹珠，不会发生一次出现两颗的现象。同时这个好玩的口香糖罐也增加了实验的趣味性，更体现取材的环保性。尽管实验器材来自于商家的创意，但能用到这个模拟实验中却是学生创新能力的体现。
模拟孟德尔杂交实验给我们带来了意想不到的效果。课后学生纷纷表示，原来科学离我们这么近，可以“简单”被模拟。作为教师，我们带给学生的不应只是知识本身，还应包含学习知识的方法以及创造知识的能力，不要轻视看似不起眼的模拟实验，其激发出来的能量是不可估量的。
参考文献
[1]吴相钰，刘恩山.生物学[M].杭州：浙江科学技术出版社，2008.
[2]刘恩山.《普通高中生物课程标准》的设计思路和主要特点[J].生物学通报，2003（5）：28-30.
[3]刘水明.模拟实验及其在生物教学中的应用[J].中学生物教学，2005（Z1）.