高中生物探究性實驗教學中教師角色的定位及實施策略

生物學是一門實驗性科學，高中生物新課程中安排了大量的學生分組實驗和教師演示實驗，同時，補充了大量的科學探究史。這些內容的增設，為教師在高中生物課堂中開展探究式教學提供了良好的平臺。

探究性實驗教學是指在學生對研究對象的屬性、規律及相互聯系處于無知或知之不多的情況下，通過教師的組織和指導，提出問題、設計實驗，并通過實驗與探究得出科學結論的過程。

高中生物探究性實驗涉及許多知識和方法，要求教師具備一定的知識水平和較強的實驗組織技巧，學生雖然經過初中階段的學習，已初步具備了一定的實驗探究能力，但常常缺乏自主性，甚至有違科學性。因此，在高中生物探究性實驗教學中，教師仍起著關鍵性作用。合理的角色定位是發揮教師功能、發掘和培養學生科學探究能力的保障。在高中生物探究性實驗教學的具體情境下，教師可從“編劇”、“導演”、“報幕員”、“點評家”四個維度上去定位自己的角色。

1 教師是學生課堂學習的“編劇”

一部戲情節能否引人入勝取決于編劇對情節的編排，一堂課成功與否很大程度上取決于教師對這節課的設計。生物探究性實驗教學不同于一般的課堂教學，生物科學探究歷程的教學也不完全等同于科學家的探究過程。為能在有限時間內讓學生的探究性學習達到較好的預期，教師在課前要做好充分的準備工作，了解學生的認知水平、把握好課堂容量、教學難度，精心設計探究的每一個環節，如實驗材料的準備、問題情境的創設方法選擇、學生探究過程中可能出現的問題以及問題解決的預期等。探究性實驗的設計應遵循以下一些原則：

(1)新穎性。探究性實驗作為學生積極主動地認知建構手段，為使學生較好地完成認知邏輯體系的建構，要使學生在進行探究性實驗時發生認知沖突，“新穎”的刺激與主體原有的“定勢”產生認識上的沖突，能激發學生探究的興趣，引起學生探究的欲望。

(2)適度性。適度是指設計既要立足于學生已有的知識經驗水平，同時又要具有一定的難度，這樣才能最大限度地激發學生的求知欲和好奇心。

(3)探究性。探究性實驗作為一種發現式學習活動，其包含的規律往往隱藏較深，需要學生去挖掘；實驗條件與結果之間往往距離較大，需要學生去跨越；解決問題的方法與途徑往往不太明確，需要學生通過嘗試、提出假設、驗證假設來尋找。這就要求教師改變傳統的知識呈現方式，將學生應該掌握的知識設計為未知情境，給學生提供隱藏有學習信息的背景資料，為學生創設新知識與原有認知水平聯系的學習背景。將學生置于問題狀態，使他們通過仔細觀察，結合輸入信息進行評價、提出假設，嘗試科學分析，以便驗證假設。這樣，學生在解決問題的過程中，不僅學會并形成了一定的認知策略，同時也激發了智慧潛力，有助于形成內在的學習動機。

案例一：“綠葉中色素的提取和分離”是人教版高中生物必修1第五章第四節能量之源——光與光合作用中的學生實驗，學生在日常生活中已經了解了部分有關胡蘿卜素和葉綠素等的知識，但沒有親自提取并看到綠葉中的各種色素，對本實驗具有濃厚的興趣。本實驗屬于提供方法步驟的探究性實驗，根據以往的教學經驗，學生在分組實驗中，實驗效果往往不太好，如出現提取的色素較少、色素帶種類不全等現象。經集體備課討論，筆者決定嘗試根據以往實驗中存在的問題，給學生提供幾個小的探究性的子課題：①探究嫩葉和老葉中色素的種類及含量是否存在差異；②探究二氧化硅、碳酸鈣對實驗結果的影響；③探究濾液線的粗細對實驗結果的影響等。讓學生自主選擇想要探究的子課題，設計并實施實驗方案，分析實驗結果得出結論。

2 教師是學生課堂過程的“導演”

老師通過精心設計學生的學習方案，形成了學生課堂學習的“活動單”，教師帶著“劇本”進課堂，并不只是將“劇本”交給“演員”(學生)，讓學生照著做這么簡單。教師更應該是學生學習活動的“導演”，用他對劇本的透徹理解、用滲透教師情感的語言、用富有激情的動作等，將學生帶進預想境界，再挖掘劇本深層內涵，與學生一起研究，表現出劇本特色，實現預期效果。同時，課堂是教學互動的生成性過程，課堂中的教師應該“退而有位”，在適當的時候主動(或在學生要求下)參與到學生的學習小組活動中去、去幫助學生解決課堂生成的問題。教師的“導”要注意以下幾個原則：

(1)適時。適肘是對教師的“導”在時間把握上的要求，①在學生學習之前的導，要使學生明確學習目標，掌握學習重點和難點，此階段的“導”要富有趣味性和啟發性；②在同學合作仍然不能解決學習中遇到的問題時的導，教師適時給予點撥，讓學生糾正偏差的思路、繼續擱置的思維，讓學生的探究性學習活動順利進行，此階段的“導”要精準，賦有針對性和遞進性；③在學生對探究活動深入理解之后的導，教師設計適當的評價反饋，促進學生邏輯結構的建構，此階段的“導”要具有科學性和實效性。

(2)適量。適量是對教師的“導”在語言數量和導的頻度方面的要求，教師的語言要精、要準，要有的放矢，不能無限發揮、離題萬里，也不要能說得太多、太透而完全取代學生的思考，這樣不利于學生思維能力的培養。總之，適量的導要求課堂上教師放得開、統得緊，張弛有度，讓學生在思考、討論、合作、探究中得到鍛煉與提升。

(3)適度。適度是對教師的“導”在程度上的要求，導的廣度和深度依據學生學習的具體情況而定。問題的難易程度不同，學生的認知深廣度不同，這就要求教師的導要因問題而異，因人而異。

案例二：“探究影響酶活性的條件”是人教版高中生物必修1中發展學生探究性實驗能力的良好素材，在實際教學過程中，筆者通過創設情境，引導學生做出假設，一部分學生探究溫度對酶活性的影響，一部分學生探究pH對酶活性的影響。面對提出的探究課題設計實驗方案時，學生往往會束手無策，于是筆者就通過一系列細化的問題引導學生獲得實驗設計思路，如①本實驗的自變量是什么?②本實驗的因變量是什么?③怎樣觀察和檢測因變量?④是否需要設置對照實驗?⑤怎樣排出無關變量對實驗結果的干擾?……

3 教師是課堂學習不同階段的“報幕員”

好的“報幕”不僅要讓觀眾理解前后節目之間的聯系，還應該借助語言或其他手段激發觀眾探究的欲望。探究性實驗教學以解決問題為中心，通過發現問題—分析問題(提出假設)一創造性地解決問題等步驟促使學生掌握知識，培養其創新精神和實踐能力，以充分發揮學生的主動性。

教師在探究性實驗教學過程中要當好一個報幕員的角色，考慮課堂活動的組織形式、活動進展、不同活動之間的銜接等，密切關注課堂中學生的學習進展，以便給予指導或協調，保證課堂活而不亂，學習內容充實而緊湊。同時，教師還要相機參與到學生的學習研究中去，讓學生不間斷地獲得“活動”的動力。

案例三：“探究酵母菌細胞的呼吸方式”是人教版高中生物必修1中一個經典的探究實驗，學生對于酵母菌并不陌生，對于本節課的導人，筆者采取了如下措施：首先向學生展示酵母菌、面包、酒釀、酒等圖片，提出生活中的問題蒸熟的饅頭為什么比較松軟?家庭是如何釀酒的?學生表述時，教師仔細聆聽，歸納學生的典型問題，確定本堂課要探究的問題：酒精和二氧化碳是酵母菌在有氧條件下還是在無氧條件下產生的?使得本節課的探究順利開展。

4 教師是學生課堂學習結果的“點評家”

探究性實驗教學的指導思想是在教師的引導下，學生以探究者和發現者的身份；運用已學過的知識和初步具有的實驗技能通過親自實驗以獲取新知、培養生物學探究能力。但由于學生的學習能力、知識貯備等因素的限制，學生獲取的知識可能還不完善甚至存在錯誤，課堂中教師的點評是將教學活動推向高潮的一個不可或缺的環節。點即點撥，猶如大海的航標，點撥學生的思考方向是否正確、范圍是否廣闊；評即評價，評價學生的思路新不新、好不好、學習結論是不是欠缺……從而激發他們再思考、再創新、再完善。

教師點評是決定教師課堂教學是否有效的關鍵，如果教師能及時、適度地對學生的學習狀態做出評價，就能讓學生保持積極的學習狀態；如果能在評價中啟發學生，就能夠訓練學生的思維能力和語言表達能力，而評價是否合理、準確或富有藝術性，將會直接或間接影響學生下一次參與的欲望。

案例四：“探究植物細胞的吸水和失水”是人教版高中生物必修1第4章第1節的一個重要實驗，在實驗教學過程中，筆者發現有些實驗小組很快就能觀察到質壁分離及其復原的現象，有些小組老是不能觀察到上述現象，有些小組雖然觀察到了質壁分離現象，但未能觀察到質壁分離的復原，針對實驗中的上述現象，筆者對各小組的實驗都給予了客觀而中肯的評價，并且通過啟發學生反思實驗過程中存在的問題，如實驗用的蔗糖溶液濃度是否合理?取下的表皮細胞是否已經死亡?操作步驟與實驗方法是否正確?……進一步激發學生探究的積極性，通過再思考、再探究解決實驗中出現的問題。

教師是天下最古老也是最神圣的職業，教師從事的是與靈魂的對話，在高中生物探究性實驗教學過程中，教師應該結合具體實驗，用十二分的熱情、用最大的心血來扮演好自己的各種角色，充分發揮學生在實驗教學中的主體地位，讓學生親自經歷對未知結論的探究過程，激發學生的思維靈感，培養學生的創新意識，提高學生分析和解決實際問題的能力，進一步提高學生的科學素養，促進學生全面而可持續地發展。