試論初中生物自主探究實驗教學

現(xiàn)行初中生物學新課程明顯表現(xiàn)出“理念新、課程新、教材新、教法新、角色新、評價新”的特點。所以，現(xiàn)在的教師必須擁有新課程背景下的教學理念，掌握新課程背景下的實驗教學的新策略和模式。現(xiàn)在以我連續(xù)多年擔任新課改后的初中生物學教學的實踐，緊抓“教法新”，倡導新課改理念，提出并實施了一套新理念“五步”自主探究實驗教學法：即“設問——假設——實驗——總結—— 應用”的自主、合作、探究相結合的探究實驗教學框架。形成一種新課標下的自主探究實驗的教學模式。

自主探究實驗是指在教師的指導下，學生自主設計實驗計劃、裝置、方法和步驟，自主觀察實驗現(xiàn)象、記錄結果、分析數(shù)據(jù)和得出結論的實驗。這類實驗現(xiàn)行的新課標、新教材、以及各級各類考試中已經(jīng)明顯加大權重。因此這類實驗的教學在很大程度上關系著生物學的新課程理念“以學生的發(fā)展為本”和新課程目標“學以致用”的落實，最終關系著學生生物學素質的培養(yǎng)和新課程的生物學教學質量的提高。這類實驗是要求利用以有的生活，生產(chǎn)經(jīng)驗和知識能力進行的一種開拓意識的創(chuàng)造性活動，它能較好地調動學生親自實驗的積極性，開發(fā)學生的智力。激發(fā)學生的創(chuàng)新意識和主動獲取新知識的欲望，能更有效地培養(yǎng)掌握知識，靈活運用知識能力的方法，培養(yǎng)學生的實驗操作能力，探索精神和創(chuàng)新能力。但是對于初中生來說，由于他們的思維還具有較大的局限性，要他們之根據(jù)教材中的實驗內容設計出不同于教材的、新的完整的實驗并非易事。因此，對這類實驗的教學應遵循能力培養(yǎng)原理，運用逐漸分化，循序漸進的實驗教學法，要求學生在經(jīng)歷過模仿式和分段式實驗的前提下，在教師的啟發(fā)引導下再過渡到自主探究實驗。教師應盡量為實驗提供或創(chuàng)造條件，講清實驗原理和實驗的目的要求，然后讓學生們自主、合作共同完成實驗，只有這樣才能把自主作探究實驗作為開啟學生新思維的鑰匙，否則學生就會無從下手，失得其反。下面我就以現(xiàn)行人教版七年級下冊生物課本中，第四單元第四章第一節(jié)“流動的組織——血液”的探究實驗為例、談談我的引導式“五步”探究實驗教學。

一、設問

以生活現(xiàn)象、課文內容或教師利用多媒體等教學手段創(chuàng)設情景，發(fā)現(xiàn)問題、提出問題：

探究“血液的組成和功能”的實驗的問題是：

①為什么人的皮膚被輕微刮破后，流血不久就會自然停止？

②貧血的人多數(shù)都是臉色蒼白、你知道其原因嗎？這種現(xiàn)象說明血液是什么顏色的？

③血液由哪些成分所組成的？各成分分別有什么功能？

④你知道煤氣是怎樣使人中毒的呢？

⑤醫(yī)生為什么在診斷某些疾病時，要先看血液檢驗報告單？

二、假設

啟發(fā)引導學生充分思考、討論交流、根據(jù)提問和自己已有的經(jīng)驗作出假設。

①皮膚輕微刮破流血會自然停止、可能是血液成分中含有一種能止血和凝血的成分（如血小板）

②貧血的人臉色蒼白、不紅潤是由于體內血液中的某些紅色成分（紅細胞或血紅蛋白）被減少的緣故。

③血液的成分主要由血漿和血細胞兩部分組成，其中有一種成分可能是紅色的。

④血液中的各成分分別表現(xiàn)出血液的功能。（如運載氧、防御、止血和凝血等）

⑤煤氣中毒的原因可能是血液中的某種成分失去了結合氧氣的能力，使身體里缺氧而中毒的。

三、實驗

指導學生根據(jù)假設、利用現(xiàn)有條件，提供必備的器材、啟發(fā)學生獨立設計實驗計劃。親自動手做實驗，觀察實驗現(xiàn)象、記錄數(shù)據(jù)，驗證實驗結果。

【實驗一】①取1支潔凈試管加入少量的檸檬酸鈉，然后注入從家畜（或家禽）體內的10毫克血液、靜止一段時間后，貼上標簽甲，觀察提問，加入檸檬酸鈉的目的是什么？

②另取一支潔凈的試管注入從家畜（或家禽）體內抽出的10毫克血液、貼上標簽乙、靜止一段時間后、觀察。

【實驗二】分組觀察人血的永久涂片。取人血的永久涂片放在低倍顯微鏡下觀察，并要求學生對照課文彩圖、比較各種血細胞的形態(tài)﹑數(shù)量和大小。

啟發(fā)引導學生觀察實驗現(xiàn)象。（提示學生注意：既要觀察明顯清晰的現(xiàn)象、又要觀察細微隱含的現(xiàn)象，更好注意觀察實驗目的所要求的現(xiàn)象）

比較加入了檸檬酸鈉的血液與未加檸檬酸鈉的血液靜止一段時間后，各發(fā)生了什么現(xiàn)象，老師追問、產(chǎn)生不同現(xiàn)象的原因是什么？

①通過觀察、會發(fā)現(xiàn)加入了抗凝劑（檸檬酸鈉）的血液出現(xiàn)分層現(xiàn)象、上層呈黃色、中間有一白色的薄層，下層呈暗紅色、未加抗凝劑（檸檬酸鈉）的血液會凝固、中間一團呈紅色塊狀、周圍有淡黃色液體（血清）。邊觀察邊提出下列問題：

A.抗凝劑對血液有什么作用？

B.抗凝劑除檸檬酸鈉外是否還有其他藥品呢？

C.什么是抗凝劑？

D.為什么體內的血液未加抗凝劑也不會凝固？

②觀察試管甲、乙現(xiàn)象時，應提示學生注意觀察的重點是：

A.甲﹑乙試管的血液各發(fā)生了什么樣的變化？

B.甲試管靜止一段時間后分為幾層，各層分別是什么顏色？大致比例是多少？

C.上下層交界處的薄層是什么顏色。

D.觀察試管乙的血液時、注意內外的顏色、狀態(tài)的改變。

③詳細記錄顯微鏡下觀察到的人血永久涂片的有關現(xiàn)象（如血細胞的數(shù)量、形態(tài)、大小等）。

四、總結

組織學生用科學方法、分析、討論、得出結論、總結出應掌握的知識點和技能、同時寫好實驗報告單。

通過以上幾個實驗的操作、驗證、分析、觀察可得出下列結論：

①血液主要由血漿（位于上層呈淡黃色）和血細胞（位于中下層呈暗紅色）兩部分組成。

②血液中血漿和血細胞的體積各約占一半（即約占二分之一）。

③抗凝劑（如檸檬酸鈉）對血液的凝固有防止作用。

④通過試管乙的實驗證明、血液里含有止血和凝血的物質如（血小板）、因未加抗凝劑的血液放在空氣中被凝結成塊。

⑤通過低倍顯微鏡下觀察人血永久涂片發(fā)現(xiàn)：紅細胞的數(shù)量最多、最容易找到、呈兩面凹的圓餅狀、無明顯的細胞核、體積較小、呈紅色。白細胞數(shù)量較少、白色，呈球形、較難找到、有明顯的細胞核、體積最大。血小板最難找到、呈白色、形狀不規(guī)則、無細胞核、體積最小。（低倍顯微鏡下看不清楚）

⑥紅細胞由于含有一種紅色的含鐵的蛋白質（即血紅蛋白）所以呈紅色、使血液表現(xiàn)呈紅色，這種蛋白質具有在含氧高的地方易與氧結合、在含氧低的地方易與氧分離的特性，所以血液具有運載氧的功能。白細胞、血小板都呈白色，所以未加抗凝劑的血液中間有一薄層呈白色。白細胞能吞噬病菌，對人體具有防御保護作用、血小板具有加速凝血和止血功能。

⑦血漿和血清都呈淡黃色，兩者的本質應別在于血漿中含有纖維蛋白原、血清中無纖維蛋白原。

⑧完成上述兩個實驗、學生必須學會并掌握從動物體內抽血和使用顯微鏡等技能。

五、應用

引導學生將實驗中學到的知識、理論、技能運用到生活、生產(chǎn)和科學實驗中去解決其它實際問題，從而實現(xiàn)“學以致用”的目標。如：通過本探究實驗可以有如下應用：

①根據(jù)分析血液檢驗報告單、懂得醫(yī)生是根據(jù)血液的組成變化、診斷人體的某些健康狀況的道理。如初步診斷，人是否貧血、有炎癥等病癥。

②根據(jù)血液各組成部分的功能，可理解藥物藥劑以及各種營養(yǎng)，廢物是怎樣達到人體各器官部位后起的作用。

③通過理解血紅蛋白的性質，可知血液之所以具有運載氧和部分二氧化碳，就是紅細胞中的血紅蛋白質在起作用的緣故。煤氣會使人中毒的本質就是血紅蛋白與一氧化碳結合的能力大大的超過血紅蛋白與氧結合的能力。而且血紅蛋白一旦與一氧化碳結合就很難分離，再也不能與氧結合了。所以人體各細胞組織就很難運載到氧而中毒。

④通過理解抗凝劑、可知家里在宰殺家禽、家畜時，往往在家禽、家畜的血液中加一些食鹽，其目的就是使血液的凝結減慢。

又如：通過探究“種子萌發(fā)的環(huán)境條件”的實驗，使學生不僅加深了種子萌發(fā)的環(huán)境條件，自身條件和種子萌發(fā)的過程等知識的認識。更主要的是使學生懂得和體會到了農(nóng)民們在農(nóng)作物播種前所進行的土地耕耙、做畦、選種、浸種、保溫、催芽、播種等一系列勞動的科學道理，真正實現(xiàn)了生物探究實驗“學以致用”的目標。

幾年來我一直堅持用“五步”自主探究實驗教學法對初中生物探究實驗進行教學、通過教學實踐發(fā)現(xiàn)，只要教師善于引導、科學啟發(fā)，靈活運用學生熟知的生活常識和貼近學生思想的“熱點”增補一些方土教材、靈活運用各種各樣的教學策略和手段、具體指導觀察方法，訓練觀察技能，著重培養(yǎng)創(chuàng)新思維。學生學習生物學的興趣、學生動手實驗的積極性是可以被激發(fā)的，學生的新思維視角和科學思維空間是可以被開發(fā)拓展的，在提高生物學教學質量和學生生物學素質，實現(xiàn)新理念生物學目標中都收到了較好的效果。

（作者單位：江蘇省新沂市實驗學校）