例談生物教學(xué)中的“探究”

一、探究意識(shí)基于問(wèn)題意識(shí)

在具體的教學(xué)中，老師向?qū)W生所提的問(wèn)題，常常是在備課的過(guò)程中設(shè)計(jì)好的。雖然能有助于教學(xué)進(jìn)度的完成，但忽略了學(xué)生自己?jiǎn)栴}的提出。事實(shí)上，學(xué)生能提出一個(gè)有價(jià)值的問(wèn)題，常常比解決一個(gè)問(wèn)題更重要，因?yàn)檫@是創(chuàng)新的具體表現(xiàn)。因此，在生物教學(xué)中，教師要采取各種教學(xué)措施，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性與積極性，大膽地提出問(wèn)題，對(duì)那些能大膽提問(wèn)的學(xué)生，哪怕提出的問(wèn)題偏離了教學(xué)設(shè)計(jì)的方向，都應(yīng)該給予積極的肯定。

在培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題意識(shí)的時(shí)候，要注意引導(dǎo)思維的語(yǔ)言，比如:“請(qǐng)問(wèn)，你對(duì)此有什么不同的看法?”“在某種情況下，你發(fā)現(xiàn)了什么?是否想到其中的原因?你覺(jué)得怎么處理比較好?”等等。這些問(wèn)題看上去與課本知識(shí)的聯(lián)系不大，但對(duì)啟發(fā)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)的作用卻很大。不要提那些“是不是啊?”“對(duì)不對(duì)啊?”等的問(wèn)題，以免不利于學(xué)生思維能力的培養(yǎng)。

二、讓學(xué)生熟悉探究活動(dòng)的一般過(guò)程

探究活動(dòng)的一般過(guò)程是:設(shè)置情景、提出假設(shè)(猜想)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、獲得結(jié)論，能引申擴(kuò)展會(huì)更好。

事實(shí)上，探究活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，都有不同的實(shí)施方法，不是一成不變的，是靈活的。比如，設(shè)置情景，可以從學(xué)生的生活中尋找情景，也可以從生物的發(fā)展史中提煉。但總體模式大致相同。但教師在生物教學(xué)中，應(yīng)該做個(gè)有心人。

教師要盡力將探究的一般模式在學(xué)生的思維模式中不斷強(qiáng)化，努力培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)，并使探究成為學(xué)生學(xué)習(xí)的主要方式之一。具體可以采用以下方式。

1.在教學(xué)中，要經(jīng)常引入生物科學(xué)發(fā)展史中，研究科學(xué)過(guò)程的內(nèi)容，不只是說(shuō)說(shuō)結(jié)果。比如，光合作用，它的發(fā)現(xiàn)歷程是:亞里士多德到海爾蒙脫的柳樹(shù)實(shí)驗(yàn)—普里斯特利的鐘罩實(shí)驗(yàn)—英格豪斯實(shí)驗(yàn)—薩克斯實(shí)驗(yàn)—恩格爾曼實(shí)驗(yàn)，最后到利用同位素做實(shí)驗(yàn)，這可以作為探究的典范，能引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)探究的一般過(guò)程。

2.新課程強(qiáng)調(diào)發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力與實(shí)踐能力。因此，教師要盡力為學(xué)生提供各種探究實(shí)踐活動(dòng)。其中，包括對(duì)問(wèn)題的討論、辯解，對(duì)特定的課題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究學(xué)習(xí)，通過(guò)實(shí)地考察與觀察發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題，對(duì)某個(gè)議題進(jìn)行信息收集、分析、交流。

3.對(duì)學(xué)生的探究活動(dòng)，要采用多元的評(píng)價(jià)手段，注重對(duì)學(xué)生活動(dòng)過(guò)程的評(píng)價(jià)，既要有量的評(píng)價(jià)，又要有質(zhì)的評(píng)價(jià)。特別要重視學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中所表現(xiàn)出來(lái)的積極態(tài)度與獨(dú)立思考能力的評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)的出發(fā)點(diǎn)是有助于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、積極性的提高，有助于激發(fā)學(xué)生積極主動(dòng)地參與到教學(xué)中去。

三、案例分析

1.低溫誘導(dǎo)染色體加倍的實(shí)驗(yàn)

在教學(xué)之前，教師應(yīng)該先讓學(xué)生知道低溫誘導(dǎo)染色體加倍的原理，也就是較低的溫度能改變細(xì)胞內(nèi)酶的結(jié)構(gòu)，就不利于酶促反應(yīng)的進(jìn)行，從而導(dǎo)致在細(xì)胞分裂過(guò)程時(shí)形成紡錘體所需要的ATP無(wú)法供應(yīng)，進(jìn)而使體細(xì)胞分裂時(shí)已經(jīng)完成染色體加倍，但細(xì)胞不能分裂。在教學(xué)中，我建議學(xué)生用已經(jīng)萌發(fā)的大麥、玉米種子，首先分別在-20℃、-10℃、1℃、常溫等條件下處理，然后進(jìn)行觀察。

由于本實(shí)驗(yàn)的材料是在不同溫度條件下處理的種子，種子的細(xì)胞周期受到了溫度的影響，因此，在具體的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，首先要固定好室溫下處理的大麥、玉米的幼根。為了體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性與嚴(yán)謹(jǐn)性，以及讓學(xué)生能體驗(yàn)到實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，本實(shí)驗(yàn)最好采用對(duì)照設(shè)計(jì)，對(duì)照實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，同時(shí)要求學(xué)習(xí)小組的學(xué)生共同、認(rèn)真完成好實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)步驟。實(shí)驗(yàn)不僅能讓學(xué)生明確染色體加倍的原理，而且能提高學(xué)生的探究能力、實(shí)踐能力與相互合作的能力。

在實(shí)驗(yàn)完成后，教師還要引導(dǎo)學(xué)生分析、思考、討論不同溫度條件對(duì)細(xì)胞染色體加倍的影響，實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)是讓學(xué)生體驗(yàn)低溫誘導(dǎo)染色體加倍的原理與實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。因此，對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)，應(yīng)該看學(xué)生是不是積極主動(dòng)地參與實(shí)驗(yàn)的探究過(guò)程，而不是只看結(jié)果。何況此實(shí)驗(yàn)有一定的難度，欲取得較明顯的效果并不容易。因此，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師應(yīng)要求他們規(guī)范操作，選擇好對(duì)實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行固定的時(shí)機(jī)。

2.探究細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系

第一步:用小刀將含酚酞的瓊脂切成邊長(zhǎng)分別是1cm、2cm、3cm的三個(gè)正方體。

第二步:把這三個(gè)正方體瓊脂放入燒杯里，并加入0.1%的氫氧化鈉溶液，將正方體瓊脂塊浸沒(méi)，再用塑料小勺翻動(dòng)瓊脂塊，大約十分鐘。

第三步:翻動(dòng)十分鐘后，戴好手套，用塑料小勺把瓊脂塊取出，并用面紙將瓊脂塊吸干，假如還沒(méi)有干，就不能接觸。然后將每塊瓊脂用小刀將它們切成兩半，觀察橫切面，將觀察的結(jié)果記錄下來(lái)。最后測(cè)量每一塊瓊脂上的氫氧化鈉擴(kuò)散的深度，并將數(shù)據(jù)填在表格里。

第四步:將表面積、體積與比值計(jì)算好，填寫(xiě)在事先畫(huà)好的表格中。數(shù)據(jù)不要繁雜，小數(shù)點(diǎn)后面的數(shù)字不要很多，比值也是簡(jiǎn)單點(diǎn)好，比如3∶1等。

分析討論:

(1)請(qǐng)大家根據(jù)表面積與體積比值的計(jì)算，以及瓊脂塊變色的深度的測(cè)量，你能預(yù)測(cè)到什么?

A.我們知道大多數(shù)細(xì)胞與微生物的邊長(zhǎng)不足0.01厘米，那么思考一下:擴(kuò)散速率與細(xì)胞大小之間存在著什么關(guān)系呢?

B.能找到說(shuō)明氫氧化鈉在每一塊瓊脂中擴(kuò)散的速率大體相同的證據(jù)嗎?

(2)大多數(shù)的高等動(dòng)物體細(xì)胞的直徑在二十到三十微米之間，根據(jù)本實(shí)驗(yàn)細(xì)胞模型的探究，你能分析一下細(xì)胞如此小的原因嗎?

A.為什么生物體由很多細(xì)胞發(fā)展起來(lái)的，而不是由較大的細(xì)胞發(fā)展來(lái)的?用假設(shè)的方式說(shuō)明一下。

B.一般情況下卵細(xì)胞的體積較大，比如，駝鳥(niǎo)卵黃的直徑達(dá)到五厘米左右，它是否違背了細(xì)胞體積的守恒規(guī)律?

C.細(xì)胞生長(zhǎng)到一定的程度后，為了保證代謝的需要，你認(rèn)為解決的最好方法是:不再生長(zhǎng)?死亡?還是分裂呢?

總之，學(xué)生通過(guò)探究學(xué)習(xí)，能把科學(xué)知識(shí)與觀察、實(shí)驗(yàn)、推理和思維等多項(xiàng)技能有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，從而獲得對(duì)科學(xué)的理解。學(xué)生參與調(diào)查、小組合作、交流與討論后，能逐步養(yǎng)成獨(dú)立、自主的個(gè)性。