當前,科技的迅速發展推動著高中教學改革的進程,高中生物實驗教學方面尤為明顯,在生物教學方面,生物實驗的作用和地位顯著增強。從近年的高考生物試題來看,實驗部分所占的份額越來越多,實驗的題型也變得更加多樣化,經歷了從原來的實驗的目的、原理、實驗步驟到如今的自行進行實驗設計的轉變。為了激發學生積極參與實驗探討的興趣,就要進行探究性實驗,培養學生自己提出問題、設計實驗、得出結論的思維習慣。探究性教學模式著重對問題的探討,先提出問題,然后進行探討。現在,如何利用探究性教學模式成為生物教師們遇到的新問題。
一、探究性教學模式
探究是一個多方面的東西,需要人們通過觀察提出問題;需要查閱資料;需要進行實驗設計;需要進行實驗預測,總結出實驗結果并解釋原因;需要運用邏輯思維來探究等等。在探究性教學模式下,學生們能夠培養自行探究活動的能力。
1.探究性實驗教學的類型、方法、程序。因為探究性活動的水平高低不同,高中生物教材上的探究性實驗可以分為幾個不同的類型,其中觀察或鑒別實驗最初級,模擬性試驗最高級,全程性探究實驗次之,還包括部分性探究實驗、驗證試驗。
實驗類型的多樣性確保了實驗擁有不同的探究方法,常用的幾個方法是顯微觀察法、示蹤原子法、模擬實驗法等等。
實驗探究主要是進行實驗的探索與發現,它的程序依次為發現問題、提出假說、整理資料、對實驗進行探索、得出結論。推理過程中應該進行歸納與概括、分析與綜合。
2.探究性實驗教學的原則。實驗探究指導過程中,一般應遵循以下原則:面向全體尊重個性,有助于發揮學生的積極性,促進學生的全面發展;注重過程角度多樣,給學生提供自由探究的機會,關注學生的參與、解決問題的過程。
在進行實驗操作時,應該遵循以下幾個原則:科學性原則、實踐性原則、對照性原則、單因子變量原則等。
二、探究式教學的實驗案例
在課堂上進行教學演示實驗,不但能帶動學生的情緒,而且能夠激發學生的興趣、求知的欲望。盡管教材上的演示實驗不多,但教師們應該認真做好每個演示實驗,盡量讓學生看到最好的演示指導。下面就介紹兩個實驗案例解析探究式教學模式。
1.根對水分的吸收。本實驗的目的是為了使學生通過分析溶液溶度的大小對細胞吸水、失水的影響來了解細胞失水、吸水的原理。
首先,老師提出實驗目標,讓學生在日常生活中體驗植物根系吸水、失水的現象。然后,分小組進行試驗,各小組自行選擇實驗材料和工具。一些學生測量尺寸、繪制表格,一些學生配制溶液,一些專門記錄數據。當一切準備完后,把處理好的材料分為相同的兩份,一份放入清水中浸泡,另一份放入濃鹽水中浸泡。然后,在等待結果的過程中,學生對可能出現的幾種結果進行預測。通過最終現象,學生進行了激烈的討論,得出了這樣的結論:當細胞液濃度大于細胞外液濃度時,細胞就會失水;當細胞外液濃度大于細胞液濃度時,細胞就會失水。最后,老師進行點評,小組間交流經驗。
這個實驗過程從頭到尾都是學生進行探究,老師只是對相關問題進行引導、解釋,從而有利于培養學生對未知事物進行探究的思維習慣,還有利于培養學生的想象力。例如,在這個實驗中,學生還提出了以下幾個問題:(1)在質壁分離的過程中,紫色液泡內的溶液溶度、顏色如何變化?(2)使植物細胞發生質壁分離現象的溶液溶度是不是高溶度的?(3)怎樣使處于質壁分離狀態的細胞復原?
在此案例中,學生對實驗進行探索,相互合作、討論,確定實驗方案,各組方案各不相同,但殊途同歸。因此,根據本例可以看出,若要培養學生的探究能力,需要創造條件,積極引導學生參與,努力探索,使學生逐漸養成批判性的思維方式以及分析解決問題、人際交流的能力。
2.不同溫度對加酶洗衣粉的洗滌效果的影響。這個實驗與實際生活貼近,同學們選擇不同的水溫進行實驗。學生們對實驗進行探究后,提出了兩個問題。其一,進行實驗最合適的水溫是多少?其二,實驗中怎樣控制水量、水質和洗衣粉的用量?學生單獨進行實驗方案設計,方案中應該包含實驗材料、方法步驟等幾方面。根據自己的實驗方案,學生們進行實驗操作,從觀察到的現象得出了結論:當水溫為25℃和35℃時,對有加酶洗衣粉的去漬效果最好。
在本案例中,教師首先依據學生的實際情況,讓學生自己提出問題,自己進行實驗設計,分析得出結論。以學生的實際生活經驗為基礎,教師再講明探究問題的一般程序,指導學生解決問題,使學生學會有層次地進行生物實驗。從此例可以看出,探究性教學模式其實也能實現師生互動、優化教學進程。應該運用科學的研究方法,使問題不斷深入,最終解決,達到對教學課堂優化的效果。
結語
總之,在生物實驗教學中,實驗探究是很常見的探究活動,有助于培養學生的科學素養。探究性教學模式是以學生為主體,教師只是起引導的作用,利用教材上的知識進行實驗探究。這種模式使學生具有較大的自主權:自己提問、自己解決、自己探究,學生可以完全融入到實驗中去,從而極大地提高了課堂教學的效率。因此,應該巧用探究式教學模式,深化高中生物實驗教學。
(作者單位:江西省贛縣中學)