例析高中生物探究性實驗教學方法

馬寧

1 研究方法

采用實驗對比研究的方法。選定渭南高級中學兩個班為研究對象，確定15班（66人）為對照班采用驗證性實驗教學模式進行質壁分離及復原實驗教學，主要是教師講解實驗，學生按部就班地進行實驗操作，最后得出課本結論，寫出實驗報告;18班（68人）為實驗班，通過生物實驗探究模式進行質壁分離及復原實驗的教學。教學實驗中，對照班和實驗班的生物學由同一名生物教師任教。

2 實驗過程設計

2.1 對照班教學過程

在對照班采用常規驗證性實驗教學法，即教師在講解滲透裝置和滲透原理的前提下，給出質量分數為30%的蔗糖溶液條件下及清水處理后，應該得到的實驗現象及實驗結論。然后播放質壁分離及復原實驗演示視頻，并根據視頻，在黑板上寫出實驗原理、實驗材料和儀器、實驗操作步驟、實驗現象、實驗結果等內容。演示完成后，開始學生試驗操作，教師在實驗室中觀察學生操作過程，適時進行指導，強調學生注意觀察和記錄所發生的質壁分離和滴加清水后質壁分離復原的情況以及液泡體積和顏色等的變化。學生實驗完成之后，小組展示實驗結果，得出課本實驗結論。

2.2 實驗班教學過程

采用探究式實驗教學模式進行教學，教學流程圖如圖1所示。

由于教師已對滲透裝置和滲透原理進行了講解，并且演示了質量分數為30%的蔗糖溶液條件下質壁分離及清水復原實驗，使學生熟悉實驗的操作步驟，然后提出探究問題：蔗糖溶液的濃度改變或者改用其他溶液可以嗎？結果怎么樣呢？本實驗選用什么樣的蔗糖溶液濃度？針對這些問題，實驗班學生自主分組并設計了實驗。

A組使用質量分數為10%的蔗糖溶液，B組使用質量分數為30%的蔗糖溶液，C組使用質量分數為50%的蔗糖溶液，D組使用質量分數為70%的蔗糖溶液，E組使用質量分數為30%的硝酸鉀溶液。在實驗過程中，教師要求學生按照演示實驗步驟和要求來操作，注意觀察和記錄所發生的質壁分離和滴加清水后質壁分離復原的情況以及液泡體積和顏色等的變化。

3 學生實驗結果及結論比較

3.1 對照班結果

對照班學生按照黑板上的實驗步驟，重復實驗過程，完成了整個實驗的小組，所用時間為40 min左右，其中有幾組獲得了較好的顯微照片，也有學生因不熟悉實驗步驟而未完成實驗，無實驗結果。但課后對“為什么要這樣做？實驗的原理是什么”，大多數學生思路不清，表達不夠準確，只能復述實驗過程，不能發散思維解決實際問題。

3.2 實驗班班結果

實驗班實驗小組中有少許組未完成實驗，各組均完成本小組對應蔗糖濃度實驗，并將小組最佳顯微照片匯總教師操作平臺，由教師整理后投影出來，供全班學生分析討論。實驗班實驗結果見表1。

四個小組分別選出了較成功的顯微照片。

展示實驗顯微圖片后，學生自主提出問題，并組織其他學生充分討論。教師適當地指導。討論的主要問題有：

① 蔗糖溶液的濃度不同，實驗的結果為什么不同？

② 使用的溶液不同，實驗的結果為什么不同？

③ 液泡的體積、顏色發生變化的原因？

通過討論和教師的指導，實驗班學生得出結論：當外界溶液濃度小于細胞液的濃度時，細胞就通過滲透作用吸水，就不發生質壁分離或質壁分離復原;當外界溶液濃度大于細胞液的濃度時，細胞就通過滲透作用失水，而發生質壁分離;當外界溶液濃度過大，細胞就由于過度失水而死亡;用30%的硝酸鉀時，由于硝酸根離子和鉀離子在細胞開始失水的過程中，被選擇吸收到細胞內，使細胞液濃度增大，細胞又吸水，所以發生的是質壁分離后自動復原;液泡內的色素不能通過原生質層。

4 生物探究性實驗教學的思考和建議

4.1 生物探究性實驗教學的優勢

生物學科中的許多定律和原理都是通過生物學實驗的研究而建立起來的，實驗設計能力是學生實驗素質的一個重要方面。經過對比性實驗研究表明，探究性實驗與驗證性實驗相比，在提高學生生物實驗技能、培養學生科學思維方法以及提高生物課程學習效率等方面是可行且有效的。生物探究性實驗可以充分發揮了學生在實驗教學中的主體作用，使學生能夠在實驗教學中認真實驗、主動觀察、大膽提問、積極思考，極大地調動了學生的積極性、主動性和創造性。同時，教師在生物實驗教學技能方面，駕馭教材和課堂能力有了較大提高，教學思考也更具有前瞻性。

4.2 教師在生物探究性實驗教學中的角色轉變

教師在教學中應注意引導方法的變化，從指導學生完成實驗操作轉變為做好“提問”的示范，讓學生積極參與到實驗設計、準備、操作、數據分析和結論推導等過程中去，讓學生把握規律和原則，實現知識與能力的統一對學生實驗設計能力的培養。教師在上驗證性實驗課時，可在驗證性實驗的基礎上靈活改變實驗的某個條件，讓學生利用課本實驗的程序，進行簡單的探究實驗。在這樣的“模仿”過程中，訓練學生實驗設計的思維方式，使學生初步形成實驗設計的思路，為實驗設計實施的可行性奠定良好的心理基礎。教師可通過創設探究性實驗，讓學生有更多的機會主動地體驗知識的探究過程，讓學生的知識水平和探究能力在知識的探究過程中逐漸增長起來，從而激發學生的求知欲和好奇心，促使學生主動探究，讓學生感受到知識的產生和發展的過程，成為新知識的探究者和發現者。

4.3 有待解決的問題

在生物探究性實驗教學中還有一些問題有待解決，如課時有限，而探究性學習耗時多;學生的自主學習、討論不夠充分;有部分學生沒有實事求是地參與到實驗和討論中，對教師和學習好的學生的依賴性比較強等，這些都有待在以后的教學中逐步加以改進和完善。