初中生物學探究性實驗的設計和教學實踐

陸敬球

【內容摘要】立足于課堂教學和教材中的實驗內容，來實施探究性實驗教學，對此進行了思考和嘗試。探究性教學既可以激發學生興趣，又可以培養學生的科學精神；探究性學習的最終目的是要學生掌握科學研究的方法，在生物教學中實施探究性學習對培養學生的創新能力具有十分重要的作用。

【關鍵詞】初中生物 探究性實驗 教學實踐

新的中小學課程標準明確提出了以“學生發展為本”，追求全體學生全面發展的課程理念。在生物學教學中，探究性實驗教學是推進上述理念的貫徹、培養學生的好奇心和求知欲的重要途徑。本校目前未參加新版教材的試點，使用的仍是原《生物》教材，那么，立足于課堂教學和教材中的實驗內容，變驗證性實驗為探究性實驗來實施探究性實驗教學是否可行呢？對此，筆者進行了思考和嘗試。

一、實施探究性實驗教學的可能性和必要性

1.初中學生身心發展特點

大量資料顯示：初中學生求知欲旺盛，對未知事物具有極強的好奇心，是知識和能力發展的重要階段。從學生認知發展的角度看，初一年級學生的思維已經擺脫了具體事物的束縛，能根據種種可能的假設進行推理，相信演繹得到的結論；能產生、理解和驗證命題。

2.學生終生發展的需要

探究性實驗教學是在實驗教學過程中，創設一種關于某一實驗的類似科學研究的課堂情境，引導學生收集相關實驗資料，然后使學生通過自己動手實驗，獲取特定的實驗結果，并在實驗結果的驗證過程中提高實驗能力的學習形式。它不僅僅讓學生學習實驗的方法和過程，更重要的是通過這個過程，培養學生探索思考的習慣和能力，最終使學生的科學素養得到一定的提高，為學生的終生學習奠定基礎。

二、實驗探究性教學的實踐

以現行初一《生物》教材“綠色植物在光下制造淀粉”的實驗教學為例，變驗證性實驗教學為探究性實驗教學，取得了較好的效果。

1.教學目標

知道綠色植物在光下制造淀粉；了解科學研究的一般過程，讓學生在親身參與實驗設計的基礎上了解實驗設計過程中應該注意的問題。

2.教學設計思路

首先進行“綠色植物制造淀粉”實驗教學，通過學習，學生不僅知道葉片中含有淀粉，而且還了解了對葉片中的淀粉進行鑒定的方法和操作過程。而這些方法和過程是在研究光是否是光合作用的必要條件所必需的。因此，實驗“綠色植物制造淀粉”是知識和方法上的鋪墊和準備。

在學生得出“綠色植物制造淀粉”后立即設疑：光是不是綠色植物制造淀粉必需條件，教師不作任何講解而引導學生分析作出假設；接著學生分組，以實驗“綠色植物制造淀粉”中所學的方法和知識為基礎設計實驗方案；然后教師組織各組討論交流，并且改進實驗方案；在此基礎上學生實施實驗方案，得出實驗結論，同時驗證自己的假設是否正確。

在此過程中，既可以激發學生興趣，又可以培養學生的科學精神；讓學生大膽嘗試自己設計實驗方案，以培養和提高學生的思維分析能力；并在各組交流討論過程中，通過學生質疑以及教師提問等形式幫助學生了解本組設計的問題所在并且加以改進。在此過程中滲透進行“對照設置”和“變量控制”等實驗設計中應注意的問題的教學，以提高學生的科學素養。

三、實驗探究性教學的體會

1.實施探究性實驗教學是切實可行的

從本次探究性實驗教學實際看，學生在課堂上自始至終都能按照教師的安排進行各項教學活動，并且能夠完成各項教學任務。尤其是在實驗設計這一探究性實驗教學過程難度最大的一個環節中，基本上所有小組的組員都能彼此合作、相互啟發，各小組都能較好地解決溶解色素、檢驗淀粉和設置對照等問題，僅僅在控制變量上有所欠缺（許多組提出：取兩盆植物，一盆放在光下，一盆放在暗處）。而且經過分析討論后，學生們也能知道自己的設計存在欠缺的原因，并且知道變量控制在實驗設計中的重要性。

2.實驗探究性教學需要相關的知識基礎

如前所述，實驗方案設計是探究性實驗教學實施過程中的重要環節，也是難點，涉及到相關的基礎知識和基本方法。例如：設計本實驗時，需要在明確研究目的的基礎上對淀粉的鑒定方法、葉片中的色素去除方法、對照設置和變量控制等知識有所了解，否則會直接影響到學生能否順利地完成實驗方案設計。因此，需要教師在讓學生開始設計之前，進行相關知識的復習鞏固或知識介紹，作好鋪墊，以保證課堂上的探究性實驗教學的順利實施。

3.實施探究性實驗教學需要教師進行適當控制

鼓勵學生積極思維，自主尋找解決問題的方法是探究性實驗教學的宗旨之一，但它在筆者所嘗試的基于課堂、基于教材的探究性實驗教學中可能會帶來一些問題。例如：在分析影響光合作用的因素時，學生會提出溫度、光和水等多種因素；分組設計實驗方案過程中，各小組會“八仙過海、各顯神通”，提出各種各樣的實施方案。在目前的教學條件下，讓每一種方案在課堂上都得以實施顯然是不現實的。

因此，本人采用了“民主討論”與“重點聚焦”相結合的方法，再選用其中少數實驗設計方案進行課堂實施；同時指出各種方案在實驗方案上的共性以及可行性，鼓勵學生在課后繼續其它方案的實施和其它課題的研究。

四、探究性學習的實踐與思考

生物學是研究生命現象和生命活動規律的一門自然科學，由于其知識體系的完整性，實驗方法探索性，思維訓練的獨特性等特點。因此，在生物教學中實施探究性學習對培養學生的創新能力具有十分重要的作用。

1.對于教師自身素質問題的思考

在探究性學習中教師的作用發生了較大的變化，教師應從知識的權威者變為學生探究的參與者、學習者與合作者，從知識的傳遞者變為學習的促進者、組織者和指導者、策劃者、研究者，教師應從思想觀念、知識結構、工作方式和行為等方面挑戰自己、改變自己、充實自己和完善自己。

2.對于教材中實驗方法的思考

教材中實驗方法的闡述比較少，教師實施實驗方法的訓練有一定的困難，學生對實驗室方法也沒有系統的認識。若能在教學中更多融入實驗訓練，學生可以系統了解科學實驗的基本方法，又可以在具體實驗學習中得到運用、鞏固，教師在教學中也有據可依。為了結合具體實驗項目、更好對學生進行科學實驗方法教育，通過實踐，建議在教材編寫和教學過程中，對實驗材料不做過死的規定，為學生結合當地實際選擇實驗材料留有余地；在方法步驟方面注意體現控制實驗條件、設置對照等方法，并注意規范化引導等等。

我們相信：探究性學習的最終目的是要學生掌握科學研究的方法，如果不親自參與探究，學生就無法理解科學探究的艱難，無法體會科學家在科學研究中可能遇到的各種問題，以及科學家怎樣通過一次一次的嘗試來解決問題。參與探究可以幫助學生領悟科學的本質。

【參考文獻】

[1] 狄瑞環. 關于高中生物教學中的實驗教學[J]. 學周刊，2013年05期.

[2] 徐群翊. 初中生物學探究性實驗的教學實踐[J]. 生物學教學，2005年12期.

（作者單位：江蘇省新沂市啟明中學）