探究性學(xué)習(xí)在生物實驗教學(xué)中的應(yīng)用

　　生物學(xué)是研究生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的一門自然科學(xué)，由于其知識體系的完整性，實驗方法探索性，思維訓(xùn)練的獨特性等特點，因此在生物實驗教學(xué)中實施探究性學(xué)習(xí)對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力具有十分重要的作用。
　　一、在生物實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的探究能力
　　生物實驗課，是進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)的重要領(lǐng)地。在實驗中引入“探究性學(xué)習(xí)”不僅有利于學(xué)生形成概念、掌握理論，而且能激發(fā)學(xué)生探究精神、創(chuàng)新能力，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。
　　在“影響酶活性的條件”中，有“探究溫度對淀粉酶活性的影響”、“探究pH對過氧化氫活性的影響”、“探究溫度對果膠酶活性的影響”三個探究實驗，要讓學(xué)生做好這項探究，首先要設(shè)法激起學(xué)生探究的欲望，這就需要從各個方面創(chuàng)設(shè)問題情境。可以引導(dǎo)學(xué)生回憶初中做過的唾液淀粉酶促進(jìn)食物消化的實驗：當(dāng)時是將溫度控制在什么范圍內(nèi)？為什么要這么做？教師可以將加酶洗衣粉的包裝袋帶到教室，讓學(xué)生閱讀包裝袋上的使用說明，引導(dǎo)他們思考為什么使用加酶洗衣粉時要將溫度控制在一定范圍內(nèi)。還可以讓學(xué)生分析課本上提供的資料：“唾液淀粉酶、胃蛋白酶等都是在消化道中起作用的。不同部位消化液的pH不一樣。唾液的pH為6.2—7.4，胃液的pH為0.9—1.5，小腸液的pH為7.6。唾液淀粉酶會隨唾液流入胃，胃蛋白酶會隨食糜進(jìn)入小腸。”這段資料表面看起來是平淡的敘述，細(xì)細(xì)讀來是容易引發(fā)問題的。如“pH偏中性的唾液中的淀粉酶，隨唾液流入胃后，在酸性極強(qiáng)的胃液中還能發(fā)揮消化淀粉的作用嗎？”“胃液與小腸液的pH差別很大，胃蛋白酶隨食糜進(jìn)入小腸后，還能發(fā)揮消化作用嗎？”“不同的酶是否需要不同的酸堿度環(huán)境呢？”等等。教師再引導(dǎo)學(xué)生討論哪些問題是課堂上可以探究的，哪些問題是課堂上不需探究的，進(jìn)而確定本小組要探究的問題。教師將這三個實驗布置給學(xué)生，讓他們以小組合作的方式做實驗，最終以實驗報告的形式上交。
　　探究性實驗著重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、分析綜合能力和解決實際問題能力。我利用交流討論，讓學(xué)生自由發(fā)揮，總結(jié)實驗結(jié)論，并且對有質(zhì)疑的結(jié)論進(jìn)行原因分析，同時也適合不同層次學(xué)生的發(fā)揮，充分培養(yǎng)了學(xué)生的綜合能力。
　　二、在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的自主能力和思維能力
　　學(xué)生學(xué)習(xí)了基因工程植物體細(xì)胞技術(shù)雜交后，知道番茄-馬鈴薯目前通過體細(xì)胞雜交技術(shù)還沒有成功，突發(fā)奇想將馬鈴薯與番茄嫁接，希望通過嫁接培育出一種可以在地上結(jié)番茄、地下長馬鈴薯的新品種。嘗試雖然失敗了，但難能可貴的是這種創(chuàng)新的想法、勇于實踐和碶而不舍的探究精神。
　　在教學(xué)中不僅要注意培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、對比和綜合知識的能力，而且要以生物學(xué)知識為載體，精心組織教材，引導(dǎo)學(xué)生抓住主要知識信息，通過邏輯推理，自主地得出結(jié)論。應(yīng)根據(jù)自己所設(shè)計的創(chuàng)新實驗，進(jìn)行實驗驗證。在實驗過程中，可能出現(xiàn)這樣那樣的問題，甚至?xí)c預(yù)期的結(jié)果出現(xiàn)大的偏差，這時教師要認(rèn)真對待學(xué)生實驗中出現(xiàn)的問題，及時鼓勵學(xué)生不要因一、兩次的錯誤而氣餒，更不要因一、兩次的失敗而放棄。杜絕從語言或行動上挫傷學(xué)生的積極性，不能使學(xué)生“乘興而來，敗興而歸”。要幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題所在并予以糾正，完成實驗，讓其逐漸養(yǎng)成堅忍不拔之精神，要能經(jīng)受挫折，承受失敗。
　　三、在實驗教學(xué)中，積極培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成質(zhì)疑的好習(xí)慣
　　對未知領(lǐng)域的自主學(xué)習(xí)，從不懂到懂需要一定的過程，當(dāng)這過程中遇到的挫折時，教師應(yīng)鼓勵學(xué)生要勇于向困難挑戰(zhàn)，培養(yǎng)他們吃苦、質(zhì)疑的精神。在生物探究性實驗中，我們曾經(jīng)讓學(xué)生動手設(shè)計并完成一個驗證小麥胚芽鞘向光性特性的實驗。要求所有參加的同學(xué)結(jié)成實驗小組，自行設(shè)計并獨立完成實驗。由于收集實驗用的紙盒子的任務(wù)是交給學(xué)生預(yù)先課外準(zhǔn)備的。紙盒子拿來時，大小不一且顏色五花八門。在完成實驗的過程中發(fā)現(xiàn)，A小組選的是白色的紙盒子，把紙盒子打開，將萌發(fā)的胚芽鞘連培養(yǎng)皿裝入盒內(nèi)，并在盒子的一側(cè)開一個小孔；B小組選的盒子顏色是棕黃色的，在開孔時，剪得孔顯得太大了，其他步驟和A組相同；C組選的紙盒子與B組一樣，但開的孔比B組小得多，其他步驟和A組相同。實驗結(jié)果：C組的實驗結(jié)果最好，B組次之，A組實驗結(jié)果不明顯。結(jié)果出來后，學(xué)生們發(fā)生了爭執(zhí)并產(chǎn)生了疑問。我便趁熱打鐵組織他們針對實驗現(xiàn)象進(jìn)行質(zhì)疑和探究并組織學(xué)生進(jìn)行討論，讓學(xué)生通過反復(fù)的對比各組的實驗條件和相互之間的質(zhì)疑，共同進(jìn)行探究。終于，他們發(fā)現(xiàn)了實驗之所以發(fā)生誤差，A組因為選擇的是白色的盒子，單側(cè)光打到植物后面的壁上會產(chǎn)生反光，影響了單側(cè)光的條件；而B組失敗的原因在于孔開得太大了，有部分漏光現(xiàn)象，影響了實驗結(jié)果。根據(jù)討論結(jié)果，我又組織他們進(jìn)行了改善實驗條件的探究活動，不少學(xué)生經(jīng)過探索，提出了改善實驗條件的方法。如：將盒子內(nèi)層用黑墨汁涂抹，并在實驗時對盒子的外層遮光處理等。在實驗過程中，有的學(xué)生偶然發(fā)現(xiàn)，幼苗已經(jīng)鉆出胚芽鞘的植物，向光性不明顯。在書本中沒有能夠找到合理的解釋。于是，我鼓勵學(xué)生接著這個實驗繼續(xù)往下做，一直做到所有的幼苗都鉆出胚芽鞘。整個過程都讓學(xué)生做好觀察和記錄，然后組織學(xué)生再討論結(jié)果。最后通過實驗探索，學(xué)生們自行得出了只有在胚芽鞘未破裂之前，胚芽鞘才具有向光性特性的結(jié)論。這樣使學(xué)生對書本所未涉及的知識領(lǐng)域有了一定的新認(rèn)識。
　　四、在小課題研究中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神
　　教材中的實驗大多是經(jīng)典實驗，按照教材中所提供的材料、方法、操作過程做實驗，多數(shù)是可以得到良好效果的，但有些實驗由于材料采集難度大或反應(yīng)速度慢，持續(xù)時間過長等原因，可以鼓勵學(xué)生嘗試新的實驗方法以消除原實驗中的弊端。如：動物激素喂養(yǎng)小蝌蚪驗證動物激素對動物生命活動調(diào)節(jié)中的作用。該實驗首先不適宜城市學(xué)校，因為取材困難;其次，蝌蚪變態(tài)緩慢，約需1個月;最后，飼喂蝌蚪過程中必須常換池塘水，若以自來水代替，則易造成蝌蚪未及變態(tài)而身先死，致使實驗失敗。學(xué)生在教師的鼓勵引導(dǎo)下，嘗試用胰島素代替甲狀腺激素，用金魚代替蝌蚪。因而，創(chuàng)新出新的實驗方法，由河水中加入甲狀腺激素，喂養(yǎng)蝌蚪變?yōu)樵隰~鰓部注射適量的胰島素，由于魚的血糖濃度急劇降低影響了神經(jīng)系統(tǒng)的功能。15分鐘左右魚昏厥，顯示了動物激素對動物生命活動的影響。那么是否是由于胰島素致使血糖濃度降低而導(dǎo)致昏厥呢？驗證方法是：再由鰓部注射適量的葡萄糖溶液，魚很快復(fù)蘇。
　　總之，探究性的學(xué)習(xí)方式使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人，讓學(xué)生有更多的空間“消化”、“吸收”知識，有更多的機(jī)會思考和實踐，有更多的時間發(fā)展他們的特長和愛好，能更好地培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神。