探究性實驗教學(xué)實施策略

梅金元

[摘 要] 本文作者通過例舉實例，從不同的角度和視角闡述了生物探究性實驗教學(xué)的具體操作過程。全文旨在強調(diào)如何改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，如何倡導(dǎo)和探索學(xué)生的探究性學(xué)習(xí)。在生物新課改中，教師要多給學(xué)生創(chuàng)設(shè)主動參與的機會，充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，讓學(xué)生參與到實踐中，逐步形成創(chuàng)新精神和實踐能力。

[關(guān)健詞] 探究 實驗教學(xué) 策略

生物學(xué)是一門以觀察和實驗為基本研究方法的實驗科學(xué)，在生物實驗中，我們不能局限于課本上指定的實驗材料、試劑、方法和步驟，要適時挖掘?qū)W生實驗可探究點，為學(xué)生提供探究平臺，充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，在自主實驗探究的過程中，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、思維和創(chuàng)新能力，要讓學(xué)生在探究中求“真”。在教學(xué)實踐中，我主要從以下方面進(jìn)行增強實驗探究性的嘗試。

一、設(shè)計探究性實驗

1.根據(jù)實驗原理設(shè)計探究性實驗

生物科學(xué)探究過程包括以下幾個環(huán)節(jié)：發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)、實驗設(shè)計、實施實驗、結(jié)果分析交流討論。在這些環(huán)節(jié)中實驗設(shè)計是聯(lián)系問題和結(jié)論的重要途徑。沒有切實可行的實驗設(shè)計，一切科學(xué)探究都難以得出可靠的結(jié)論。因此，實驗設(shè)計能力的培養(yǎng)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究素質(zhì)的關(guān)鍵步驟，從實驗原理出發(fā)設(shè)計探究性實驗是培養(yǎng)學(xué)生實驗設(shè)計能力的方法之一。實驗原理是整個實驗的靈魂，是生物學(xué)實驗設(shè)計的依據(jù)，包括實驗手段、實驗條件及操作步驟，都是依據(jù)實驗原理設(shè)計的。

2.根據(jù)實驗過程設(shè)計探究性實驗

在生物實驗中，實驗過程主要是指實驗的方法步驟。在教材的實驗中，許多已提供了具體的方法步驟如“比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率”、“探索淀粉酶對淀粉和蔗糖水解的作用”、“探索影響淀粉酶活性的條件”、“葉綠體中色素的提取和分離”等。要從實驗過程出發(fā)設(shè)計探究性實驗，首先要對教材中原有的實驗方案認(rèn)真研究分析，發(fā)現(xiàn)實驗中存在的不足，有針對性的提出改進(jìn)方案。學(xué)生在提出改進(jìn)方案的過程中要綜合運用所學(xué)知識和技能，要考慮怎樣保證實驗方案與原方案相比更科學(xué)、可行、簡約。在實驗前，教師設(shè)疑引導(dǎo)學(xué)生層層深入剖析原理，指出教材實驗方案暴露的問題，引導(dǎo)學(xué)生從實驗步驟、方法等方面改進(jìn)實驗。

例如“葉綠體中色素的提取和分離”實驗，存在實驗材料菠菜易受地域、季節(jié)等因素的限制，獲取色素提取液的步驟繁瑣，有毒藥品的使用、實驗現(xiàn)象不明顯等不足。根據(jù)以上缺陷，學(xué)生提出以下改進(jìn)方案：

在實驗過程中，讓學(xué)生自行設(shè)計實驗，進(jìn)行實驗操作，并作認(rèn)真記錄，引導(dǎo)學(xué)生分析實驗結(jié)果，由結(jié)果推導(dǎo)出結(jié)論，培養(yǎng)科學(xué)探究能力，最終使學(xué)生形成：提出問題→設(shè)計→探究→結(jié)果→分析評價的探究式學(xué)習(xí)方法。

3.根據(jù)學(xué)生的錯誤設(shè)計探究性實驗

在生物實驗探究教學(xué)中，教師要在學(xué)生現(xiàn)有的知識經(jīng)驗背景下，及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生知識和能力發(fā)展的新“生長點”，提供一些有一定難度，綜合程度較高或靈活運用知識點的問題，從允許學(xué)生出錯的角度出發(fā)，使學(xué)生對知識進(jìn)行重新認(rèn)識，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計探究性實驗，對實驗裝置提出改進(jìn)方案，設(shè)計出新的探究實驗方案。

例如，在進(jìn)行“葉綠體中色素的提取和分離”實驗中，從允許學(xué)生出錯的角度出發(fā)，依據(jù)實驗原理，根據(jù)實驗層析液或?qū)游鲆旱呐浞健⒏稍锏亩ㄐ詾V紙條等材料及實驗步驟，重新設(shè)計出實驗方案如下：①用汽油做層析液；②改進(jìn)層析液的配方；③用圓形濾紙小筒一端浸入色素提取液中，取出干燥后，用圓形濾紙小筒套入圓形大濾紙中心，使有色素液部分緊貼圓形大濾紙中心，再將圓形濾紙小筒另一端浸入層析液中進(jìn)行層析；④以粉筆取代濾紙條等。

實驗后，教師給予指導(dǎo)評價，對合理或不合理方面進(jìn)行一一指出，使實驗得以確認(rèn)，使新知識得以鞏固。這樣可以為學(xué)生的創(chuàng)造性活動以及思維發(fā)展創(chuàng)造一個更加廣闊的空間，使實驗探究教學(xué)真正具有伸展性和開放性。

4.根據(jù)實驗中的奇異現(xiàn)象設(shè)計探究性實驗

在生物實驗中，學(xué)生除了觀察到與實驗?zāi)康牡闹苯酉嚓P(guān)現(xiàn)象以外，可能還發(fā)現(xiàn)了其他一些奇異的現(xiàn)象。這些奇異現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)正是學(xué)生敏銳觀察力的體現(xiàn)，也是再次探究的起點和契機。教師在實驗教學(xué)中須重視這些發(fā)現(xiàn)要訓(xùn)練學(xué)生從細(xì)微的奇異現(xiàn)象尋找本質(zhì)，從而培養(yǎng)學(xué)生的獨立探究能力和創(chuàng)新能力。

例如“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原”實驗，學(xué)生選用花瓣作實驗材料并都能觀察到質(zhì)壁分離與復(fù)原現(xiàn)象，除此以外學(xué)生還驚奇的發(fā)現(xiàn)：有的花瓣顏色色澤均勻，有的花瓣由許多小顆粒構(gòu)成的。我抓住契機，引導(dǎo)學(xué)生討論：這些有色小顆粒是什么？花瓣的色彩由是由什么因素決定的？學(xué)生對此興趣很濃，并在課外時間主動探究，查閱資料，主動采集多種花瓣進(jìn)行實驗觀察，發(fā)現(xiàn)原來有色小顆粒是有氣體，色澤均勻的花瓣是由液泡中花青素決定色彩的。不同種花色彩形成的原因也不一樣：有的是由花青素決定的；有的是花青素和有色體決定的；有的是有色體決定的。這一探究過程極大滿足了學(xué)生的好奇心，也使他們在充滿樂趣的探究中學(xué)會觀察、思考、質(zhì)疑，求到真知。

二、開展研究性學(xué)習(xí)課題研究

研究性課題是一類比較完整的科學(xué)探究活動。根據(jù)課題性質(zhì)將探究性課題分為知識探究型、準(zhǔn)學(xué)術(shù)型和創(chuàng)新型。開展研究性課題是為鼓勵學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，主要在課堂教學(xué)之外完成。研究性課題劃分為小組合作完成和獨立完成兩個層次。小組合作完成：同學(xué)間組成研究小組，共同商定課題研究計劃和方案，分工協(xié)作，共同完成課題研究任務(wù)。獨立完成：獨立制訂課題研究計劃和方案，按照計劃和方案獨立完成課題研究任務(wù)。

在研究性課題的選題上由學(xué)生自己選或老師提出，但要注意選題要切合學(xué)生的實際和學(xué)校的實際，要有科學(xué)根據(jù)、研究價值和現(xiàn)實可操作性。研究性課題可根據(jù)教材給出的課題的目的要求，開展課題研究的提示，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究的討論題，放手讓學(xué)生自己設(shè)計并完成全過程。學(xué)生通過這類完整的探究活動，學(xué)習(xí)自己提出問題，作出預(yù)測或假設(shè)，制定調(diào)查或?qū)嶒灧桨?，運用各種方法和技術(shù)手段收集、記錄、分析和解讀數(shù)據(jù)，分析實驗結(jié)果并檢驗假設(shè)，把得到的結(jié)論以各種形式與他人交流。這樣不僅為學(xué)生提供了更多參與、體驗、探究知識發(fā)生發(fā)展的過程，了解知識來龍去脈的機會，培養(yǎng)了他們學(xué)習(xí)生物的持久興趣；更重要的是通過探究性的實驗操作，可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度，使學(xué)生掌握科學(xué)的研究方法，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展科學(xué)探究能力以及創(chuàng)造能力。

例如課本上第1個研究性課題“調(diào)查媒體對生物科學(xué)技術(shù)發(fā)展的報道”實施探究性教學(xué)具體步驟如下：①提出主題：教師指定了兩個主題——基因工程的進(jìn)展、艾滋病病毒與艾滋病的防治，指定所教的班第1、2、3組選擇了第1個主題，第4、5組選擇了第2個主題。

②收集信息：教師首先強調(diào)了在收集信息的過程中需要注意的事項，學(xué)生便開始分工合作，充分利用圖書館、報刊雜志、互聯(lián)網(wǎng)等途徑進(jìn)行信息的收集。應(yīng)該說，學(xué)生收集到的信息內(nèi)容是極其豐富多彩的。

③寫出報告：教師提供給學(xué)生有關(guān)寫報告需要注意的問題，如：作者姓名、文章標(biāo)題、出版物的名稱、出版時間和頁碼、作者的寫作意圖，你從中獲得了哪些信息和事實，你對這篇文章有什么看法或見解等。學(xué)生在閱讀了相關(guān)文章后，經(jīng)過討論、分析，寫出了自己的觀點，充分鍛煉了學(xué)生的思維能力。

④報告的交流和評價：報告完成后，利用一定的時間讓報告人進(jìn)行陳述，而其他同學(xué)可以進(jìn)行提問，由報告人進(jìn)行答辯。在報告的交流和評價過程中，教師要充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，保持活躍的氣氛。

總之，隨著新課程的展開，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，倡導(dǎo)和探索探究性學(xué)習(xí)，無疑是信息時代對學(xué)校教育要求的體現(xiàn)，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的一種新的嘗試和實踐。所以在生物新課改中，教師要多給學(xué)生創(chuàng)設(shè)主動參與的機會，讓學(xué)生參與到實踐中，發(fā)揮他們的聰明才智，逐步形成創(chuàng)新精神和實踐能力。endprint