在生物實(shí)驗(yàn)課中滲入研究性學(xué)習(xí)

吳慶丹

摘 要： 在生物教學(xué)中開展研究性學(xué)習(xí)是可能的，也是必要的。而生物實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，無疑是最好的切入點(diǎn)。從在生物實(shí)驗(yàn)課堂中采用研究式教學(xué)的效果看，它改變了學(xué)生傳統(tǒng)接受式的學(xué)習(xí)方式，使學(xué)生在研究性學(xué)習(xí)中激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果，提高學(xué)習(xí)能力，促進(jìn)師生關(guān)系的改善。

關(guān)鍵詞： 生物教學(xué) 生物實(shí)驗(yàn)教學(xué) 研究性教學(xué)

新一輪課程改革的核心是建立能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主體性的學(xué)習(xí)方式，研究性學(xué)習(xí)就是這樣的一種學(xué)習(xí)方式。在普通中學(xué)課程中，基礎(chǔ)型課程是核心和重點(diǎn)，是全體中學(xué)生都必須學(xué)習(xí)和掌握的。

生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的研究生命現(xiàn)象活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，按照現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)，可以把生物學(xué)知識(shí)分為發(fā)陳述性知識(shí)和程序性知識(shí)兩大類。陳述性知識(shí)是有關(guān)“是什么”的知識(shí)，如名稱、概念、事實(shí)等，這類知識(shí)通過教師的講解就可能掌握，不適合學(xué)生探究或發(fā)現(xiàn)，直接告訴學(xué)生即可。程序性知識(shí)是有關(guān)“為什么”和“怎么辦”的知識(shí)，主要涉及對(duì)概念、規(guī)律、原理的理解和應(yīng)用，以及解決問題的技能、方法、策略的形成，單靠講解的方式很難為學(xué)生所掌握，只能通過學(xué)習(xí)親身參與、探究或?qū)嵺`才能被體驗(yàn)或內(nèi)化。因此，這類知識(shí)更適合通過研究性學(xué)習(xí)方式掌握。由此可見，研究性學(xué)習(xí)方式在生物學(xué)科課程中是有其特定的對(duì)象或內(nèi)容的。因此，在生物教學(xué)中開展研究性學(xué)習(xí)是可能的，也是必要的。而生物實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，無疑是最好的切入點(diǎn)。

觀察和實(shí)驗(yàn)是生物科學(xué)基本的研究方法，應(yīng)千方百計(jì)地創(chuàng)造條件，開足分組實(shí)驗(yàn)，做好演示實(shí)驗(yàn)。重視實(shí)驗(yàn)不僅要重視驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，更要重視探索性實(shí)驗(yàn)；不僅要重視實(shí)驗(yàn)結(jié)果，更要重視實(shí)驗(yàn)過程的分析。生物學(xué)作為一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滲入研究性學(xué)習(xí)是必要的。

例如，實(shí)驗(yàn)《植物的向性運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和觀察》是生物教材中的一個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)，課本上沒有現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)方法和步驟可以參與，所有的實(shí)驗(yàn)方案都要學(xué)生自己設(shè)計(jì)完成，這種開放性、靈活性、探究性的實(shí)驗(yàn)更有利于開展研究性學(xué)習(xí)。上課時(shí)，我發(fā)給學(xué)生每人一張實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的表格，內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)題目、目的要求、材料用具、實(shí)驗(yàn)假設(shè)、實(shí)驗(yàn)預(yù)期、方法步驟、實(shí)驗(yàn)記錄、結(jié)果和結(jié)論等。并向?qū)W生說明一個(gè)比較完整的實(shí)驗(yàn)方案應(yīng)該包括哪些內(nèi)容，使學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)有據(jù)可依，然后在大屏幕打出以前所學(xué)過的某個(gè)實(shí)驗(yàn)過程的示意圖，提出啟發(fā)問題：請(qǐng)你結(jié)合從已做過的某個(gè)實(shí)驗(yàn)中受到的啟發(fā)，總結(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循哪些原則？

學(xué)生要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)必須明確實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)所要遵循的原則，雖然在以前的教學(xué)過程中有所滲透，但并不全面。在教學(xué)中教師不要直接告訴學(xué)生這些原則是什么，而是提出上述啟發(fā)性問題，目的是使學(xué)生運(yùn)用創(chuàng)造性思維中的類比思考策略，通過已知實(shí)驗(yàn)與當(dāng)前所要解決的問題之間的相似關(guān)系受到啟發(fā)，自己分析類推出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)所要遵循的原則。學(xué)生通過分析對(duì)比懂得對(duì)照的原則、單一變量的原則，懂得如何選擇適宜的實(shí)驗(yàn)材料，做到可操作和可觀測(cè)。學(xué)生通過這種方法所掌握的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則不僅容易理解，而且運(yùn)用起來得心應(yīng)手。隨后采用小組合作學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí)的方式，按照尊重學(xué)生個(gè)性發(fā)展的需要，給予學(xué)生適當(dāng)?shù)倪x擇的權(quán)利，允許學(xué)生自由結(jié)合并選擇此實(shí)驗(yàn)的某一個(gè)子課題，每個(gè)小組用大約十分鐘的時(shí)間共同完成初步的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，并將草圖畫在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的表格中。接著采取答辯的方式，請(qǐng)若干個(gè)小組的代表匯報(bào)自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，由全班同學(xué)提問、評(píng)價(jià)，使方案不斷完善。例如，第一組設(shè)計(jì)的是利用海棠證明根的向肥性，答辯的內(nèi)容包括：所用材料生長(zhǎng)的快慢、所施肥料的種類和濃度、如何記錄和觀測(cè)等。第二組設(shè)計(jì)的是利用種子的幼苗證明莖的向光性，討論的內(nèi)容包話：如何排除其他因素的影響、有無對(duì)照組等。在這個(gè)過程中教師不能表現(xiàn)自己的權(quán)威，做出硬性要求和評(píng)價(jià)，不能把自己的觀點(diǎn)強(qiáng)加給學(xué)生，以達(dá)到控制課堂的目的，對(duì)各組提出的各種方案暫不作任何評(píng)價(jià)，鼓勵(lì)自由思考，標(biāo)新立異，語出驚人，既重視實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的質(zhì)量又重視實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的數(shù)量，鼓勵(lì)“錦上添花”，改進(jìn)或整合他人的設(shè)計(jì)思路。

又如《葉綠體中色素的提取和分離》這個(gè)實(shí)驗(yàn)是用丙酮提取葉綠體中的色素，因?yàn)槿~綠體中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑中，并且在提取色素時(shí)要加入少許碳酸鈣，是為了防止在研磨時(shí)葉綠體中的色素受到破壞，因?yàn)樵谘心ミ^程細(xì)胞中的膜結(jié)構(gòu)破壞，原來彼此不相接觸的各種物質(zhì)相混合，一些有機(jī)酸會(huì)破壞葉綠體中色素的結(jié)構(gòu)和顏色，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。為了加深學(xué)生對(duì)這些相關(guān)知識(shí)的理解，我引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)：

分別在A、B、C三個(gè)研缽中加三克剪碎的新鮮菠菜綠葉，并按下表所示添加試劑：

學(xué)生經(jīng)過研磨、過濾得到三種不同顏色的溶液：A是黃綠色（或褐色），B幾乎無色，C是深綠色。然后我進(jìn)一步組織學(xué)生討論出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因是什么。

其實(shí)在生物教學(xué)中，有很多教學(xué)內(nèi)容適合拓展為研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容，在不破壞學(xué)科知識(shí)邏輯性和系統(tǒng)性的同時(shí)，可在學(xué)科教學(xué)中適當(dāng)穿插一些與學(xué)科教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的專題實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生從現(xiàn)實(shí)生活中選擇與學(xué)科內(nèi)容有關(guān)的問題進(jìn)行研究，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

例如有關(guān)部門從環(huán)保角度提出減少一次性筷子的生產(chǎn)和使用，那么一次性筷子的衛(wèi)生狀況又如何呢？能不能從人體健康的角度研究，為有關(guān)政策提供某些支持呢？在教師的引導(dǎo)下，《關(guān)于一次性筷子衛(wèi)生狀況的調(diào)查研究》這一研究性課題很快確立起來。學(xué)生從市場(chǎng)攤販那里取來一次性筷子，又從家里帶來筷子和勺，把這些餐具分為不洗、冷水洗、開水燙幾個(gè)對(duì)照組，在無菌培養(yǎng)基上培養(yǎng)，定期觀察菌落的數(shù)目和生長(zhǎng)情況，根據(jù)菌落的特征對(duì)它們進(jìn)行初步的鑒定，有一些沒有把握的還專門請(qǐng)教這方面的專家。最后通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，證明一次性筷子存在嚴(yán)重的衛(wèi)生隱患。像這個(gè)貼近學(xué)生生活實(shí)際而又簡(jiǎn)便易行的研究性課題，有助于培養(yǎng)學(xué)生能力。

通過多年來的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐與研究，從在生物實(shí)驗(yàn)課堂中采用研究式教學(xué)的效果看，它改變了學(xué)生傳統(tǒng)的接受式的學(xué)習(xí)方式，使學(xué)生在研究性學(xué)習(xí)中激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果，提高學(xué)習(xí)能力，促進(jìn)師生關(guān)系的改善。在今后的時(shí)間里，我會(huì)根據(jù)實(shí)際發(fā)現(xiàn)的問題，進(jìn)一步評(píng)價(jià)反思，改進(jìn)和修正教學(xué)工作，設(shè)計(jì)下一次的行動(dòng)方案，逐步深入探討在實(shí)驗(yàn)課中開展研究性學(xué)習(xí)的有效途徑，以及研究性學(xué)習(xí)對(duì)改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式所產(chǎn)生的深刻影響。

當(dāng)然不得不提的是，探究性學(xué)習(xí)能夠在開放的環(huán)境中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，但是由于要費(fèi)大量時(shí)間和精力，因此在現(xiàn)有條件下，只能在教學(xué)中少而精地設(shè)計(jì)一些研究課題，通常一個(gè)學(xué)期安排一到兩個(gè)就可以。

參考文獻(xiàn)：

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[2]張大鈞主編.教學(xué)心理學(xué).西南師范大學(xué)出版社.

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[4]霍益萍.研究性學(xué)習(xí)：實(shí)驗(yàn)與探索.