高中生物探究性教學(xué)方式初探

摘 要：教師要借助高中生物實(shí)驗(yàn)“探究酵母菌的細(xì)胞呼吸方式”，詳細(xì)地論述高中生物教學(xué)中探究性思維的滲透方式。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)；教學(xué)過(guò)程；探究；應(yīng)用

一、背景敘述

隨著教學(xué)理念的逐步改變，探究性學(xué)習(xí)已成為新課改不可或缺的重點(diǎn)，也是中學(xué)生物教學(xué)中重要的一環(huán)。在高中生物教學(xué)中，探究性學(xué)習(xí)包括資料探究、科學(xué)史探究、實(shí)驗(yàn)探究和調(diào)查性探究等類(lèi)型。但總歸起來(lái)，科學(xué)探究的過(guò)程一般包括提出問(wèn)題、作出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)施計(jì)劃、得出結(jié)論、表達(dá)和交流幾個(gè)步驟，實(shí)驗(yàn)探究也不例外。教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)按照教材所提供的主題，積極引導(dǎo)學(xué)生以多角度的視角按照已學(xué)知識(shí)自行設(shè)計(jì)、組織和開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生能夠感受到科學(xué)家的工作方法和思維方式，獲得知識(shí)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)及團(tuán)隊(duì)合作、實(shí)踐能力。因此，教師的教學(xué)方法和教學(xué)模式至關(guān)重要，探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)也應(yīng)運(yùn)而生。

二、教學(xué)過(guò)程

探索未知事物的過(guò)程并不是雜亂無(wú)章的，也不是一帆風(fēng)順的，而是按照既定步驟與順序有計(jì)劃地進(jìn)行。一般包括以下幾大步驟：

（1）創(chuàng)設(shè)情境，引入教學(xué)：教師根據(jù)所教學(xué)的內(nèi)容提供相關(guān)生動(dòng)材料，激發(fā)學(xué)生探究興趣。

（2）提出問(wèn)題：好奇心及疑問(wèn)是推動(dòng)學(xué)生進(jìn)一步獲取新知的內(nèi)在動(dòng)力，雖然每個(gè)人都能提出問(wèn)題，但問(wèn)題是否有意義教師應(yīng)注意把關(guān)。

（3）作出假設(shè)：根據(jù)已有知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)，對(duì)提出的問(wèn)題給出合理的解釋?zhuān)礊椤白鞒黾僭O(shè)”。一般有兩個(gè)步驟：第一步，提出假設(shè)；第二步，作出預(yù)期（推斷）。至于假設(shè)是否對(duì)錯(cuò)應(yīng)通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。

（4）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：以小組為單位，討論、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，交流完善，并確定可能出現(xiàn)的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下幾個(gè)原則：科學(xué)性原則、單一變量原則、等量原則、對(duì)照原則、平行復(fù)重原則。

（5）實(shí)施計(jì)劃：按照設(shè)計(jì)的方案，各小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)裝置的組裝并開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。

（6）觀察記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析現(xiàn)象得出結(jié)論：各小組觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并記錄，同時(shí)聯(lián)系實(shí)驗(yàn)假設(shè)，討論后得出結(jié)論。

（7）表達(dá)和交流：學(xué)生歸納整理所得結(jié)論，去偽存真，教師幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，并引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所得知識(shí)分析解決問(wèn)題。

三、應(yīng)用舉例

我們以必修一“探究酵母菌的呼吸方式”為例進(jìn)行具體說(shuō)明。

（1）創(chuàng)設(shè)情境，引入教學(xué)。利用多媒體放映啤酒生產(chǎn)過(guò)程。教師做必要的講解，在學(xué)生表現(xiàn)出濃厚興趣時(shí)，教師順勢(shì)提問(wèn)。

（2）提出問(wèn)題。酵母菌發(fā)酵過(guò)程中進(jìn)行的是哪種呼吸方式？除了這種呼吸方式之外，還能進(jìn)行其他類(lèi)型的細(xì)胞呼吸嗎？學(xué)生小組內(nèi)進(jìn)行短時(shí)間討論。

（3）作出假設(shè)。教師應(yīng)向?qū)W生說(shuō)明，假設(shè)的作出應(yīng)以提出的問(wèn)題為基礎(chǔ)，同時(shí)不應(yīng)過(guò)度考慮假設(shè)正確與否，關(guān)鍵是如何驗(yàn)證。因此，學(xué)生的假設(shè)可以是只能進(jìn)行無(wú)氧呼吸，也可以是兩種呼吸方式都有等。無(wú)論進(jìn)行哪種假設(shè)，最后都應(yīng)進(jìn)入下一過(guò)程。

（4）收集資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，需要相關(guān)事實(shí)及理論知識(shí)的支持，但對(duì)于高一學(xué)生而言，這兩部分內(nèi)容要獨(dú)立完成是有難度的，甚至學(xué)生會(huì)感到手足無(wú)措，此時(shí)教師的引導(dǎo)作用就得到了全面的發(fā)揮。教師可以從最初的提供材料到最后逐步引導(dǎo)學(xué)生自己收集資料，在實(shí)驗(yàn)方案確定過(guò)程中要求學(xué)生以小組形式進(jìn)行，并積極地參與學(xué)生小組的討論活動(dòng)。在這個(gè)過(guò)程中，為了避免學(xué)生的盲目性，教師應(yīng)將問(wèn)題細(xì)化以引導(dǎo)學(xué)生思考。本實(shí)驗(yàn)可以細(xì)化成如下問(wèn)題：①實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程應(yīng)遵循哪些原則？②本實(shí)驗(yàn)的自變量是什么？③如何控制變量？能否將實(shí)驗(yàn)裝置畫(huà)出？④如何知道所進(jìn)行的反應(yīng)是有氧呼吸還是無(wú)氧呼吸？產(chǎn)物多或少如何看出？⑤實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中應(yīng)注意哪些注意事項(xiàng)？

（5）實(shí)驗(yàn)方案交流討論。以小組為單位，派代表上臺(tái)匯報(bào)，教師總結(jié)。重點(diǎn)講解第②、③問(wèn)題。自變量的確立是一個(gè)實(shí)驗(yàn)成功與否的關(guān)鍵。教師應(yīng)把幾種常見(jiàn)的探究性題型的自變量確定方式與學(xué)生講清。根據(jù)初中所學(xué)知識(shí)，有氧呼吸裝置應(yīng)側(cè)重注意如何排除空氣中二氧化碳對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾？如何檢查二氧化碳？如何確保無(wú)氧呼吸裝置中所收集到的二氧化碳來(lái)自于酵母菌的無(wú)氧呼吸？以問(wèn)題的方式引導(dǎo)學(xué)生積極思考，踴躍提出看法，能使他們最終得到改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置。同時(shí)，在裝置2的酵母菌培養(yǎng)液中加一層油膜或石蠟?zāi)ぃ鸬矫芊庾饔茫艽_保進(jìn)入石灰水中的二氧化碳是無(wú)氧條件下酵母菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的。這樣，教師就能根據(jù)以上內(nèi)容指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)（可參考課本）。

（6）實(shí)施計(jì)劃并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。各小組按照各自方案組裝實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)施實(shí)驗(yàn)，同時(shí)設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)記錄相關(guān)表格。

（7）分析并得出結(jié)論。各小組在觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄的基礎(chǔ)上對(duì)比后發(fā)現(xiàn)：有氧呼吸裝置中澄清的石灰水先變渾濁，并在鑒定有無(wú)酒精的產(chǎn)生中發(fā)現(xiàn)有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的酵母菌培養(yǎng)液所在試管均有由橙色變灰綠色的現(xiàn)象。由此，判斷出酵母菌既可進(jìn)行有氧呼吸，又可進(jìn)行無(wú)氧呼吸：在有氧條件下可以進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生二氧化碳和水；在無(wú)氧條件下可進(jìn)行無(wú)氧呼吸，產(chǎn)生酒精和二氧化碳。

（8）學(xué)以致用。從本節(jié)知識(shí)的學(xué)習(xí)，教師可以從細(xì)胞呼吸過(guò)程中產(chǎn)生的能量入手引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行發(fā)散性思維，幫助學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)有更深入的認(rèn)識(shí)。

探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的順利實(shí)施，有利于學(xué)生主體性的發(fā)揮，能更好地培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。但在教學(xué)中，教師應(yīng)更多地深入了解學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及實(shí)施過(guò)程中的困難所在，精心設(shè)計(jì)引導(dǎo)問(wèn)題，做好課前準(zhǔn)備，使課堂探究教學(xué)活動(dòng)能有序進(jìn)行。

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