研究性學習與高中生物實驗教學相結合的實踐與思考

摘 要： 本文指出，研究性學習和生物實驗相結合的開展，應緊密聯系教材，并在此基礎上深化課本內容，激發學生興趣，開拓視野；應溶知識性、趣味性、實用性于一體。此外，教師還應該圍繞考綱，切實做好研究性學習與生物實驗教學相結合。

關鍵詞： 研究性學習 高中生物 實驗教學 思考

生物學是一門實驗性很強的學科，生物科學素養培養很大程度上有賴于生物實驗教學。通過實驗可以提高學生的科學實驗能力、解決實際問題的能力及創新能力，因此實驗教學和理論教學是相輔相成的。生物學的概念、原理和規律都是由實驗推導和論證的，離開了實驗就成了“無源之水，無本之木”。我們在傳授間接經驗時要加強實驗教學，充分挖掘教材中潛在的教學功能，培養學生對實驗的設計能力、創新能力和創造能力，這對發展學生能力、提高智力是十分重要的。

生物研究性學習的開展，不僅鞏固、加深、豐富了課內知識，開闊了學生視野，而且鍛煉了學生觀察、動手、思維、創造等方面的能力，培養了他們積極進取、百折不屈的精神，提高了他們的科學素質，增強了他們的科技意識，為將來進行生物學的更高層次的研究以及生物學教學與社會實踐相結合奠定了初步的基礎。多年的教學實踐活動，使我深感研究性學習與高中生物實驗教學相結合的重要性和必要性，下面談一下在開展研究性學習與高中生物實驗教學相結合的實踐中一點思考和體會。

一、研究性學習與生物實驗教學相結合的開展，應緊密聯系教材，并在此基礎上深化課本內容，激發學生興趣，開拓視野。

任何一種知識的獲得，都不是一蹴而就的，都有一個積累的過程。知識積累總是向深度與廣度兩方面發展的，知識的這種性質決定了它必須以最底層的知識為梯，循序而上，由易而難，由淺入深。同樣，生物研究性學習的開展，須以課本知識為基礎，以學生原有知識水平為根本，所選課題不宜偏難，否則學生“蹦起來都夠不著”，三蹦兩蹦，積極性沒了，興趣丟了，弄巧成拙，適得其反。應使學生蹦起來就夠得著，這樣方能調動學生的積極性，達到預期目的。

二、研究性學習與生物實驗教學相結合的開展，應溶知識性、趣味性、實用性于一體。

1.知識性

所選活動的課題要有一定知識容量，使學生通過認真、細致、耐心的研究，能掌握相應技術，懂得一定的原理，對學生在知識廣度與深度上都有所增強。例如，“探究酵母菌細胞呼吸方式”是人教版普通高中課程標準實驗教科書《分子與細胞》（必修一）中第五章第三節“ATP的主要來源——細胞呼吸”的一個探究實驗。我通過參考和分析人教版和蘇教版兩套教材，結合實驗操作，將酵母菌細胞呼吸裝置圖經過研究學習進行了改進（圖1），改進后的裝置實驗效果良好。

又比如：按照《普通高中生物課程標準（實驗）》的要求，高中生物課程的教學內容發生了比較大的變化，特別是在選修模塊。如選修3《現代生物科技專題》是以專題講座形式介紹現代生物科學技術的新進展，包括基因工程、細胞工程、胚胎工程和生態工程等，學術性較強，書中對很多工程流程僅進行圖示，中學沒有條件進行實驗，書本明確要求學生查看人教網生物欄目中各個專題的專家視頻講解以及查詢相關網頁。在教學中，我設置了一些簡單的問題：如奶牛和黃牛是一個種嗎？牛胚胎性別DNA鑒定是如何進行的？胚胎工程還有哪些新進展？讓同學帶著問題通過網絡去研究性學習。

2.趣味性

活動能使學生感到有興趣，而不是枯燥無味。研究性學習與高中生物實驗教學相結合，應當具有調節作用。比如在進行土壤中小動物豐富度研究中，對從不同營養環境中采集土壤樣本統計、命名、分類結束后，可以讓學生們利用土壤動物具有趨暗、趨濕、避高溫的習性，進一步進行研究性學習，既增加了趣味性，又能在實際操作中掌握如何去控制變量。當然還可以開展評比活動，選出優秀作品進行展覽，以多種形式，使學生認為生物實驗研究性學習有意思并產生興趣。

3.實用性

研究性學習與生物實驗教學相結合要密切聯系實際活動，多選一些能夠為實際生活服務的項目，更好地為經濟建設服務。例如，果樹的嫁接實驗，我們一開始對接口的處理都是用塑料薄膜扎緊，等接穗成活后再解開塑料薄膜，這一環節既費時間，又污染環境。后來學生們經過研究發現，如果用干的香蒲浸泡后扎好接口，再用河泥糊上，接穗成活后香蒲自動爛掉了，這樣接穗不僅成活率高，還解決了撤除塑料薄膜的費工費時問題，同時又避免了環境污染。這個經驗后來在當地果農中得到了肯定和推廣。

三、圍繞考綱，切實做好研究性學習與生物實驗教學相結合。

通過實驗說明影響酶活性的因素，掌握控制變量的科學方法這是課程標準中對酶在代謝中的作用這一節中的要求，考綱中要求學生能以實驗設計題的形式對影響酶活性的因素進行設計。

我在教學中要求學生對“影響酶活性的條件”先進行研究性學習，然后進行小組討論、小組合作完成實驗。

實驗要求（引題）：

①設計實驗：其中要使用“α-淀粉酶或唾液淀粉酶”，其余物品、材料等都可自選；

②將實驗步驟具體化，形成文字提交，并在班級公告一周聽取意見；

③將實驗所需材料向教師簡明申報，經教師許可，自行配制或尋找；

④以實驗小組為單位完成設計實驗的具體操作驗證，做好實驗報告，并在班級公告。

1.下表是一小組探究唾液淀粉酶消化作用最適宜的溫度

分析實驗結果討論：加碘液不變色的試管是2號，說明其中的淀粉被分解，由此可見唾液淀粉酶消化作用的最適宜溫度是37℃。

2.下表是另一小組探究唾液淀粉酶消化作用最適宜的酸堿度

分析實驗結果討論：加碘液不變色的試管是1號，說明其中的淀粉被分解，由此可見，唾液淀粉酶消化作用的最適宜的環境是中性環境。

另外幾個小組學生設計的課題也各具特色：

設計一：《不同的鹽溶液對淀粉酶活性的影響》

設計二：《配制α-淀粉酶的最佳溶劑濃度探究》

設計三：《唾液淀粉酶與α-淀粉酶的最適溫度探索》

設計四：《α-淀粉酶濃度催化速度差異探究》

設計五：《唾液淀粉酶的本質是蛋白質》

相互觀摩各組的實驗后，我再讓各組學生相互提改進意見以完善實驗，經過不斷的研究和交流，學生思考問題的多角度、多方位、多視角讓我驚訝不已。在活動過程中，我鼓勵學生發現問題，發現后鼓勵他們自己去解決問題，不能解決的再加以幫助。在這里，有必要提一下求異思維與發散思維，這兩種思維方式是提升創造能力的行之有效的途徑。青少年正處于思維活躍、想像力豐富的階段，更應使其盡量發揮。

開展研究性學習與高中生物實驗教學相結合是對高中生物教學的一種新的挑戰。生物實驗以它特有的魅力在研究性學習中占有一席之地，所以，應該提倡利用生物實驗進行研究性學習。從上述幾例可以看出，研究性學習可以培養學生創新精神和實踐能力，提高學生學習生物的興趣，促進學生的自主發展。