高中生物實(shí)驗(yàn)課的自主探究嘗試

鄧立昉

摘 要：在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過(guò)讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)知識(shí)，親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，利于學(xué)生的知行統(tǒng)一，體現(xiàn)新課程標(biāo)準(zhǔn)中提高學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)和倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)的課程理念。

關(guān)鍵詞：高中生物；生物實(shí)驗(yàn)；自主探究

現(xiàn)行的廣東省高考模式為“3+理科綜合”和“3+文科綜合”，為此相當(dāng)多的中學(xué)在高一時(shí)已經(jīng)實(shí)行分班，通過(guò)選拔考試、參考入學(xué)成績(jī)、學(xué)生志愿和家長(zhǎng)意見(jiàn)，再由學(xué)校宏觀調(diào)控進(jìn)行文理分班，也就是說(shuō)通過(guò)提前分班明確高考方向。這樣勢(shì)必削減了相應(yīng)一些實(shí)驗(yàn)科目、通用技術(shù)、綜合實(shí)驗(yàn)活動(dòng)、心理課、音樂(lè)課、美術(shù)課等的課時(shí)，甚至可能會(huì)有個(gè)別科不開(kāi)課的情況。因此，高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展顯得更為珍貴，更要力圖讓學(xué)生自主探究，合作嘗試，從而提升實(shí)驗(yàn)探究能力，鞏固書(shū)本知識(shí)。

一、分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康模鞔_探究思路

每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都有相應(yīng)的知識(shí)作為理論基礎(chǔ)，有些實(shí)驗(yàn)屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，有些實(shí)驗(yàn)屬于探究性實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)具有明確的結(jié)果，通過(guò)實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證；而探究性實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和結(jié)果是未知的或不確定的，應(yīng)針對(duì)多種可能分別加以考慮和分析，得到相關(guān)的結(jié)論。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)前首先應(yīng)分清實(shí)驗(yàn)類(lèi)型，但不管是什么實(shí)驗(yàn)，都要體現(xiàn)學(xué)生的探究能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力以及運(yùn)用生物學(xué)知識(shí)和方法分析和解決實(shí)際問(wèn)題能力。更要體現(xiàn)科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神和創(chuàng)新意識(shí)，這也是新課程標(biāo)準(zhǔn)的理念，同時(shí)也是為了在高考中進(jìn)一步為高校選拔科學(xué)人才作準(zhǔn)備。

要明確實(shí)驗(yàn)類(lèi)型，分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康模纾私贪娓咧猩锉匦抟弧爸参锛?xì)胞的吸水和失水”這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮苊鞔_，那就是要模擬滲透裝置，利用植物組織材料洋蔥鱗片葉放在清水和一定質(zhì)量濃度的蔗糖溶液中，通過(guò)是否發(fā)生質(zhì)壁分離來(lái)理解物質(zhì)跨膜運(yùn)輸。作為探究實(shí)驗(yàn)，學(xué)生要掌握探究的一般思路：提出問(wèn)題→作出假設(shè)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→進(jìn)行實(shí)驗(yàn)→分析結(jié)果→得出結(jié)論→表達(dá)和交流，如果有必要還可以更進(jìn)一步探究，這是開(kāi)展生物自主探究實(shí)驗(yàn)課的良好開(kāi)始。

二、大膽創(chuàng)新研究，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟

自主探究實(shí)驗(yàn)更多的是強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體自主探究，教師不參與或少參與，盡量讓學(xué)生進(jìn)行自主思考和合作探究，充分發(fā)揮學(xué)生的積極能動(dòng)性以及解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力。就以“植物細(xì)胞吸水和失水”這個(gè)必修一的實(shí)驗(yàn)為例，讓學(xué)生大膽創(chuàng)新研究，教師可以引用“產(chǎn)婆術(shù)”設(shè)疑：“植物細(xì)胞都能吸水和失水嗎？除了洋蔥鱗片葉材料還能用什么材料？細(xì)胞壁屬于半透膜嗎？能不能進(jìn)一步地完善實(shí)驗(yàn)？能不能確定洋蔥鱗片外表皮細(xì)胞液的濃度范圍？”等一系列問(wèn)題。

學(xué)生的想法是天馬行空的，有學(xué)生提出“植物細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行吸水和失水”，原因是植物細(xì)胞和外界溶液濃度存在濃度差；有學(xué)生提出“外界濃度高細(xì)胞失水快，死亡也快”，這也就是為什么會(huì)出現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物施肥過(guò)多造成“燒苗”現(xiàn)象的原因。有學(xué)生將這一過(guò)程比喻成上坡路和下坡路，坡度越大，失水和吸水越明顯，現(xiàn)象也就越容易觀察。當(dāng)然，濃度太高，一下子質(zhì)壁分離完可能就再也無(wú)法復(fù)原，也就是細(xì)胞失水嚴(yán)重死亡了。對(duì)于實(shí)驗(yàn)假設(shè)也有學(xué)生會(huì)持相反的假設(shè)“原生質(zhì)層不相當(dāng)于一層半透膜”等。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)有學(xué)生會(huì)用不同濃度的蔗糖溶液來(lái)看洋蔥細(xì)胞失水的速度和程度，最后教師可以問(wèn)“哪一種濃度現(xiàn)象明顯？書(shū)本上為什么用0.3 g/ml也就是30%的蔗糖溶液？”不管學(xué)生怎么樣思考和設(shè)計(jì)，哪怕是設(shè)計(jì)錯(cuò)了也罷，教師要尊重學(xué)生的想法，讓他們親自設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，通過(guò)自己或者小組開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行自主探究，從而獲取更多的實(shí)驗(yàn)直觀感受和理性認(rèn)識(shí)。

三、觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，思考討論總結(jié)

每小組按照實(shí)驗(yàn)預(yù)定方案認(rèn)真操作，仔細(xì)觀察后將具體的實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄下來(lái)，教師可以列個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄表模板：

自主實(shí)驗(yàn)課的探究，通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以檢驗(yàn)每個(gè)學(xué)生或者小組的探究結(jié)果與預(yù)期是否吻合，能不能支持自己所做的假設(shè)。當(dāng)然，并不是所有的結(jié)果都與預(yù)期相符，當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不支持自己的假設(shè)或者實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期有不同時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)看書(shū)或者思考實(shí)驗(yàn)過(guò)程來(lái)解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

有學(xué)生會(huì)更進(jìn)一步思考，并改進(jìn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄，如：

通過(guò)觀察質(zhì)壁分離的程度、能否質(zhì)壁分離復(fù)原以及質(zhì)壁分離和復(fù)原速度的快慢，可以進(jìn)一步得出所選擇的生物材料與外界溶液之間的濃度差，真正理解“原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜，細(xì)胞壁不屬于半透膜”這一教學(xué)目的，并且通過(guò)滲透裝置的自我探究更深入地認(rèn)識(shí)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸以及生物膜系統(tǒng)的選擇透過(guò)性功能。

（作者單位 廣東省中山市第二中學(xué)）