試論問題式教學在高中生物實驗課之應用

摘要 問題式教學模式強調從問題出發，課堂教學緊緊圍繞問題而展開。教師通過精心設置問題來引導學生，啟發學生積極思維，使他們進行探究式學習，從而有效地、有創意地解決問題。在新課程強調探究學習的理念指導下，將問題式教學模式的建構與實驗教學有機地結合起來，必然會有更好的課堂教學效果。

關鍵詞 問題式教學 實驗教學 生物學教學

中圖分類號 G633.91

文獻標識碼 B

文件編號 1003－7586(2011)06－0005－03

問題式教學模式是一種以學生自主性、研究性學習為主的微觀教學模式，它以新課標為指導，以學習理論為依據，以教學目標為核心，具有清新流暢的可操作程序，能反映師生互動的角色配置和解決矛盾交鋒的教學策略。

問題式教學模式旨從問題出發，整個課堂都緊緊圍繞問題展開。教師通過精心設置問題來引導學生，啟發學生積極思維，使他們進行探究式學習，從而有效地、有創意地解決問題。在當今新課程探究理念的指導下，將問題式教學模式的建構與實驗教學有機地結合在一起，必然會有更好的課堂效果。

由于該教學模式強調啟發學生的學習積極性、能動創造性，并且不是以常規的只要求掌握課堂內容作為結果，而是要啟發引導學生進行思考，因此對教師的要求更高。教師既要做好學生的指導者，使學生在學習中處于主體地位，并給予恰當的指點；同時又要做好學生的合作伙伴、學習伙伴，與學生共同探討。該教學模式的特殊性使得它的示疑過程，也就是問題情境的設置以及問題的設計在整個教學模式中起著非常重要的作用。

鑒于此，下面將重點討論問題式教學第一階段中“問題”的設計，旨在為高中生物實驗教學中更好地應用這種模式提出一些有益的建議。

1 從實驗的原理發問

實驗原理是一個實驗的核心，正確理解實驗原理是實驗科學性的基本保證，深刻理解實驗原理是突破實驗難點的關鍵，掌握實驗原理是領會實驗設計思想的前提，挖掘實驗原理的內涵則是教學創新設計的出發點。

實驗原理是進行實驗操作的依據，因原理不清、目的不明導致實驗失敗是學生常有的事，如出現“實驗中漏做某一步驟或操作順序顛倒”等錯誤現象。因此，教師可以從原理出發，進行提問。

例如，在“探索淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用”實驗中，可以先提問：“在試管1和2內放入了等量的淀粉液和蔗糖液后，試管1和2的下半部要浸在60℃左右的熱水中保溫5min的目的是什么?”當學生真正認識到酶需要在適宜的溫度下才能最好地發揮其催化作用時，就不會搞錯這一個實驗步驟了。

另外酶對淀粉的消化作用需要一定時間，課本要求在37℃條件下作用10min。有的學生在實驗時一看到溫度達到37℃就立即將試管取出加入碘液，這時試管內因為還有大量的淀粉沒被分解，結果兩支試管都變藍，導致實驗失敗。此時，教師要抓住機會問為什么會出現這種現象，也有的學生在實驗中，先將試管放入燒杯再加熱，當水溫達到37℃后，與燒杯底部接觸的試管的溫度可能達到40℃以上，使唾液淀粉酶的部分空間結構被破壞，酶的活性下降，影響實驗結果。這時教師又要抓住機會，引導學生理解酶活性發生了的變化、正確的操作步驟應。從而師生在共同的探究中總結正確的實驗步驟：水加熱至37℃，熄滅酒精燈，再將兩只試管放入燒杯中約10min，這樣才能達到預期的效果。

再如，在“探索影響淀粉酶活性的條件”的實驗中，教師要組織學生討論分析：為什么要先將等量的唾液分別放在不同的環境條件下(不同的溫度、酸性、堿性、中性)，然后再加入底物(可溶性淀粉液)?如果改變順序，比如先在等量的唾液中加入底物，再將之放在不同的環境條件下，可能的結果是什么?

實驗前教師通過提示性發問，可以有效地幫助學生理解實驗原理、實驗目的。

2 從實驗的材料發問

根據不同的實驗目的和實驗原理，選擇恰當的實驗材料，是實驗達到預期結果的重要保證之一。在實驗中學會選擇與運用相關材料是一種重要的實驗技能。

例如，在“生物組織中可溶性還原糖、脂肪、蛋白質的測定”實驗中，對于選擇怎樣的實驗材料來進行可溶性還原糖的鑒定，教師可以設計這樣的問題：在西瓜、甘蔗、蘋果、梨及各種葡萄糖含量很高的綠葉中，應該選擇哪一種做為實驗材料，為什么?通過討論，學生會發現，西瓜瓤的紅色、葉片的綠色會掩蓋鑒定過程中呈現的磚紅色沉淀，造成干擾。甘蔗所含的糖類物質為蔗糖，為非還原性糖，也不可以用。所以，應選擇含葡萄糖量較高、顏色為白色或近于白色的植物組織，以蘋果、梨為最好。

在“驗證酶的高效性”實驗中，教材是以肝臟研磨液做實驗材料的。在實際的教學中，筆者做了適當的改革與創新。一方面，讓學生以肝臟研磨液為材料作為必選實驗；另一方面，引導學生以土豆研磨液、蘿卜研磨液替代肝臟研磨液作為選做的探究實驗，并思考這些材料都能催化過氧化氫分解的原因。這樣，不但使學生掌握了實驗的基本技能，也拓展了學生的思維，即由原來的肝臟中含有過氧化氫酶拓展到動、植物細胞中都含有過氧化氫酶。更重要的是學生通過替換實驗材料有了新的發現，變得善于發現，勇于創新了，同時，思維活躍，創新的欲望提高了。學生成了探究實驗的主人，充滿活力的創新者。

又如，“觀察植物細胞質壁分離和復原”實驗，教材選用紫色洋蔥和0.3g／mL蔗糖溶液做實驗材料。紫色洋蔥有紫色大液泡，實驗效果好，是理想的實驗材料，沿著這條思路，教師可以追問學生：如果用沒有顏色的材料能不能做出效果來呢?學生認為可用染色的方法。教師繼續追問：如果不用染色的方法，能否選用合適的實驗材料來觀察?學生經過討論、思考與實驗探究，結果發現，用蠶豆根尖成熟區的細胞可以在不，染色的情況下觀察到植物細胞質壁分離和復原的現象；當然，操作時必須將光線調暗些，即用小光圈和平面反光鏡。實驗中，有的學生積極思考，敢于創新，用0.5g／mL蔗糖溶液替代0.3g／mL蔗糖溶液來做實驗，結果發現，前者使細胞質壁分離更明顯，放人清水中，卻不能發生質壁分離復原。針對這種現象，教師要及時提問“為什么不能質壁分離復原?”學生馬上意識到細胞因過量失水而死亡。接著，教師可以繼續提問，能不能用適宜濃度的NaCl溶液替代0.3g／mL蔗糖溶液?學生繼續進行實驗探究，結果發現，質壁分離自動復原，這又是什么原因?學生覺得很奇怪，莫非植物細胞“死而復生”。學生經討論才明白，原來是植物細胞通過主動運輸吸收Na⁺和Cl^-，細胞液濃度增大，細胞吸水，而質壁分離復原。通過多次替代訓練，學生選擇生物實驗材料的視野拓寬了，思維活躍了，能力也就逐步提高了。

3 從實驗的程序發問

在實驗中教師要引導學生學會分析實驗程序，要指導學生去分析實驗中每一個步驟的作用，每一個處理意義及各個步驟的聯系，從中學習解決問題、研究問題的方法，讓學生不但“知其然”，更該“知其所以然”。對實驗過程中程序安排的理解，有利于訓練學生思維的有序性、層次性，使學生的思維向著有效的方向不斷深化。

如在“葉綠體中色素的提取和分離”實驗中制備濾紙條時，要創設問題情境，進行討論，為什么要將濾紙剪成“長10cm、寬1cm”?如果剪成“長5cm、寬2cm”的濾紙條會怎樣等，對于學生提出的各種實驗方案，教師要給學生嘗試的機會，并創造條件讓學生去探究。學生通過實驗探究會發現：胡蘿卜素在紙條上擴散的距離約為9cm；寬1cm去兩角可以使層析液在紙條上擴散速度均衡，有利于擴散出四條平行的色素帶。在距去兩角的一端1cm處用鉛筆畫一橫線，目的是為劃濾液細線提供參照線，并且防止層析時在盛有3mL層析液的100mL燒杯中濾液細線被層析液淹沒。又如在劃濾液細線時要組織學生進行討論：為什么要在干燥后重復劃2～3次?如果在不干燥的情況下連續劃線又會怎樣?在反復的討論以及動手嘗試的過程中，學生會發現，干燥后劃線，可以增加色素的分子數，紙條上的四條色素帶非常明顯。而在沒干燥的情況下馬上劃線，色素會隨濾液中的液體(如丙酮)在紙條上的擴散而擴散，同時，劃出的濾液細線較寬，相鄰的兩條色帶會發生部分重疊。看到這些實驗現象，學生也會進一步明白，為什么劃濾液細線時一定要細而直。

總之，在實驗中，教師要根據學生的知識結構與基礎、涉及原理的難易程度，結合實驗程序，引導學生進行思考，使學生既知道實驗應怎么做，也知道為什么這樣做。

4 從實驗的結果分析發問

生物學是一門實驗性很強的學科，在實驗過程中，會有很多因素影響干擾實驗結果，致使實驗失敗。在高中生物實驗中，不少學生只重視實驗結果，不重視分析結果；只滿足于實驗的成功，而不愿對實驗失敗的原因進行分析。針對這種現象，教師應以培養學生善于分析實驗結果，從而提升學生的分析能力為目的而多問為什么。

如在“檢測生物組織中的糖類”實驗中，當出現實驗現象不變磚紅色時，就要分析其中的原因：(1)是否溫度不適合，過高或過低?(2)斐林試劑是否現配現用?

又如在“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗中，如果無法觀察到有絲分裂的現象，那么就要和學生一起討論分析，如：(1)取材是否正確?有沒有選取有絲分裂旺盛的分生區細胞?(2)實驗過程中的步驟較多，是否有遺漏?或者實驗順序不對?……

實驗分析是非常重要的實驗技能。通過實驗分析，可以找出影響因素，及時總結經驗教訓、修正實驗方案，為再次實驗提供參考。

問題式教學是一種引導學生學會、學好生物實驗課程的教學模式，教師應該合理安排實驗教學內容，精心設計問題，充分發揮這種模式的優點，在建構問題式教學模式的過程中，提高生物實驗教學的有效性。