导向"教学评一体化"的生物学逆向实验教学是实施创新实验教学的有效途径.以"探究影响光合作用强度的因素"实验为例,进行与实验教学结果(目标)相匹配的证据开发、实施、结果评价反思,以及逆向理论指导下的实验教学实践探索,提出了有效提升实验学习效率的逆向实验教学方法,为实验教学开展提供参考.

目的:使用X线衍射仪、自制载物台逆向拟合法量化分析X射线与不同物质相互作用后的强度变化规律及影响因素.方法:实验使用逆向拟合法验证朗伯比尔定律,列举可能影响穿过物质层后的X射线强度的若干因素(管电压、管电流、距离、物质原子序数和物质层厚度等),设计多组实验样本,通过各组对各种因素的实验验证,逆向说明影响因素与穿过物质层后X射线强度的关系.结果:在实验设备有效量程范围内,管电流、物质层厚度和原子序数与穿过物质层的X射线强度呈线性关系;而管电压和X射线发射器与接收器间的距离与穿过物质层的X射线强度呈非线性关系,即当管电压发生线性变化时,穿过物质层后的X射线强度在10~25 kV范围内的管电压下缓慢增加,在25~35 kV范围内时X射线强度迅速增大,X射线强度∝kV2;当X射线发射器与接收器间距离发生线性变化时,穿过物质层的X射线强度在9.00~13.00 cm距离范围内变化显著,而在13.00~17.00 cm距离范围内变化不明显,X射线强度∝1/r2.通过以上关系验证了朗伯比尔定律及其普适性,并探讨利用模拟人进行深入实验验证.结论:该方法简单直观,可快速测定X射线与不同物质相互作用后的强度变化规律,验证相关影响因素,可用于相关医学物理实验教学.

3D打印(3D printing),又称增材制造(additive manufacturing,AM),是快速成型技术(rapid prototyping,RP)之一.它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过3D打印机以逐层打印的方式来来生成三维实体的技术[1].该技术已广泛地应用于工业产品制造、医学等行业[2].在口腔修复学领域,3D打印技术的应用越来越广泛,现有技术不止可以利用激光精确快速地打印可摘局部义齿支架、纯金属底冠,还可利用逆向工程技术和3D打印技术制作出个性化的桩核[3].通过CBCT的放射学参数及术前软件设计信息,还可以快速地制作出协助种植体精确定位的种植导板以及打印异质材料修复下颌骨缺损[4].

以“DNA的分子结构和特点”教学为例,阐述了以“制作DNA双螺旋结构模型”实验活动为载体,采用逆向教学设计、合作探究和互动评价的教学策略进行概念构建教学.通过确定大概念,逆向设计确定预期结果、确定评估证据和设计学习体验的教学活动;实验活动通过创设情境,明示要素、小组合作、尝试探究构建DNA空间结构以突破概念学习的难点,尝试概念学习的迁移,最终达到学生构建并正确理解DNA双螺旋结构模型,发展学生的生物学科核心素养.

解剖学教学质量及学习效果与解剖学标本的种类密切相关,不仅是完全依赖标本开展的系统解剖学实验课,还是局部解剖学实验课都需要利用教学标本提高学生对解剖结构的了解.在教学过程中,足部脉管标本数量及种类均较少,尤其是足部静脉标本,该标本在循环系统学习及下肢局解操作中有重要的教学作用,因此,制作足部静脉标本十分有意义.然而,足部静脉标本大多数教学实验室都没有储备,原因有二,首先该标本制作对标本质量要求较高,其次,制作人员需要有熟练的乳胶灌注技术,由于静脉瓣的存在,对足部进行逆向补充灌注操作是难点.笔者在进行多个足部静脉灌注后,通过总结经验和改良灌注方法,成功地制作了高质量的足部静脉标本.

逆向思维就是人们沿事物的相反方向,用反向探索的思维对现有问题进行逆向分析、综合、比较、抽象、概括和具体化的一种思维方式.在高中生物学教学中,可以运用反转型逆向思维提升学生遗传题、实验题的解题技能,运用转换型逆向思维提升学生信息题、选择题的解题技能.

在"DNA是主要的遗传物质"一节教学中,沿科学探究实验时间顺序,剖析实验相关问题,基于科学史创设情境,采用逆向思维引导学生设计实验、建构实验模型、分析实验结果,亲历科学探究过程,实现学生科学思维及科学探究能力的提升.