利用生物實驗提高探究性學習的有效性

徐建華

由于生物學是以實驗為基礎的一門科學，發掘生物學實驗在探究性學習中的功能，對培養學生創新精神和實踐能力具有重要作用。因此在有效性學習中的一個重要途徑，通過有效的生物實驗提高教學效率。

1.生物學實驗是提高學習有效性的一種重要途徑

生物學的學科特征決定了生物學是“以實驗為基礎”的科學。生物學實驗是生物學發展的最現實、最生動、最有效的載體。在實驗中學習生物學無疑是最有效和最重要的學習方法之一。在生物學實驗中，學生通過實驗認識和研究生物學，掌握生物學基本原理和基本技能，初步學會生物學研究的實驗方法。例如：在“光對鼠婦生活的影響”實驗中，筆者讓學生通過親自動手實驗，發現光確實對鼠婦的生活有影響：喜歡生活在黑暗處。通過實驗，學生不僅牢固地掌握了新知識，而且還懂得了實驗的基本操作。由于生物學實驗過程本身就是一個創造性地探究的過程。所以在生物教學過程中，教師完全可以利用實驗這個手段進行有效性學習。

2.生物學實驗是促進有效性學習的教學策略

2.1引導學生改進教學實驗

過去教科書上的演示實驗和學生實驗基本上都是驗證實驗，只需模仿，不需研究。現在，教師可以有意暴露教學實驗中的不足，引導學生發現問題。書上的教學實驗不都能在較短時間內順利完成，常常需要教師在課前作些改進。若將這些問題暴露在學生面前，可以促使他們去思考和發現問題，從而引導學生去改進教學實驗，去研究教學實驗。例如“葉綠體中色素的提取和分離”實驗，存在著實驗材料菠菜易受地域、季節等因素限制，實驗步驟繁瑣，實驗現象不明顯等問題，可引導學生從實驗材料、實驗步驟、實驗方法等方面進行改進和研究。

2.2變驗證性實驗為探究性實驗

相比探究性實驗的教學過程，驗證性實驗在對學生基本實驗技能的培養、易于教師講授等方面具備優勢；其不足在于如果學生只是按部就班地通過實驗來驗證教師講授的科學知識是否正確，這樣的學習沒有基于學生原有經驗，沒有引發學生的高層次探究思考，沒有學生主動地建構知識，學生獲得的只是表面的、膚淺的知識，教學效果往往是低效的甚至無效的。以生物學實驗作為探究性學習的途徑，教師要盡量變“驗證性實驗”為“探究性實驗”，挖掘教材中的驗證性實驗，探求其中可轉化為探究性實驗的內容，將其設計為探究性實驗。如“生物組織中可溶性還原糖、脂肪、蛋白質的鑒定”是一個驗證性實驗，教師可以多提供一些實驗材料，讓學生進行對照實驗，探究可溶性還原糖和蛋白質的鑒定所需溫度條件（室溫、體溫、隔水加熱、酒精燈直接加熱）對反應速度和顏色的影響；讓學生探究雙縮脲試劑和斐林試劑是否可以相互替代，等等。

在實際教學中，教師能否選擇性地將教材中的一部分驗證性實驗改為探究性實驗，提高實驗教學的有效性呢？下面筆者以“綠葉在光下制造淀粉”實驗課的教學實錄來探討這一問題。

教師：如果綠葉在光下制造了淀粉，我們可以用什么辦法把淀粉檢驗出來？

學生：可以用碘液。

教師：是否可以直接把碘液滴到葉子上進行檢驗？覺得可以的同學親自試一下。

學生（經過嘗試）：不行，葉片是綠色的，會遮蓋藍色的現象。而且葉子表面的結構也會阻礙碘液的滲透。

教師：那怎么辦呢？

學生；可以去除葉片中的葉綠素和破壞葉表面的結構。

教師：如果想辦法去除掉葉片中的葉綠素，排除了色素對實驗的干擾，將碘液滴在去除掉葉綠素的葉片上，出現藍色現象。這樣是否就說明了綠葉可以在光下制造淀粉？（學生討論……）

學生：不可以。因為無法證明葉片中的淀粉是葉片制造的，還是本來葉片中就有的淀粉；而且，也無法證明葉片中的淀粉一定是在光下制造的。

教師：請同學們設計實驗，想出方法解決這兩個問題。

學生：將植物在黑暗中放置，這樣將葉片中原來的淀粉消耗掉，通過對照實驗加以證明。可以選取植物的一片葉子，讓它一部分遮光，一部分見光，光照后檢驗葉片中的這兩部分是否都有淀粉產生。

教師：非常好！現在證明“綠葉在光下制造淀粉”的實驗方案已經出來了。

此例中筆者改變了傳統的教學方法，采用探究性實驗的教學設計，并有選擇地將課程的重心放在如何引導學生進行實驗的設計探究上。在教師的引導下，學生可以積極地參與到實驗設計中去，體會實驗的準備、操作、結論推導的整個過程，學生的探究能力、實驗設計能力、分析問題解決問題的能力都得到了提高。實踐證明，學生完全可以在教師的指導下自己設計出實驗方案，理解性地掌握所學的知識。教師變驗證性實驗為探究性實驗這一教學策略極大地提高了教學的效率。

因此，在今后的教學實踐中，教師應更多地利用和改進實驗，為有效教學和提高教學效率服務，爭取獲得更好的教學成績。