高中生物實驗課探究教學探索

常耘+張曉亞

【摘 要】生物實驗課探究教學，打破了傳統生物實驗課多以驗證性實驗的形式，一個課時完成包括原理、方法、操作、結果分析等多項內容，學生只是被動參與的模式，有效提高了學生的科學研究素養和合作學習能力，極大的激發了學生的學習興趣。本文以“探究植物細胞的吸水和失水”為例，詳述了筆者把實驗課內容與課本基礎知識有效整合，把實驗課部分內容前提或延后在實驗室之外，進行生物實驗課探究教學的課例，以期為中學生物實驗課探究教學的開展提供一些切實可行的策略和可參考的模式。

【關鍵詞】生物實驗課；探究教學策略

一、生物實驗課探究教學的意義

高中生物新課程標準中倡導學生主動參與、勤于動手、樂于探究，重視培養學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流和合作的能力。能力是在實踐中形成和發展的。生物學是一門以觀察和實驗為基礎的自然科學，實驗教學有著獨特的教學特點和教學手段，在實驗教學中深入開發課程資源，大膽進行探究教學嘗試，讓學生在民主、開放的氛圍下，像科學家探索真理一樣探究求知，真正成為學習的主人，并學會用科學的思維方法去探索結論，隨之在觀察、操作、分析、歸納等方面的能力也得到了提高。同時，也極大地激了發學生的學習興趣。

目前的新課程教材中，雖創設有探究性實驗課題，但部分實驗課題僅停留于實驗探究的表面形式，真正適于深入探究的實驗課題不多，且由于教師素質、實驗室條件等種種原因，在實際的實驗教學中還把探究實驗變成了驗證性實驗，甚至是把做實驗變成了看實驗、聽實驗、背實驗。生物學實驗不應該只是一個驗證生物學結論的過程，而更應該是一個探索、嘗試、體驗的過程。在教師的啟發誘導下，以學生獨立自主學習和合作討論為前提，為學生提供充分自由表達、質疑、探究、討論問題的機會，讓學生通過個人、小組、集體等進行多種解難釋疑嘗試活動，將自己所學知識應用于解決實際生物學問題，發展學生的創造性思維，培養自學能力，力圖通過自我探究，引導學生學會學習和掌握科學方法，為終身學習奠定基礎。

二、生物實驗課探究教學策略

新課程標準中明確列出的19個基本實驗中，探究類實驗有6個：“通過模擬實驗探究膜的透性”、“探究影響酶活性的因素”、“探究酵母菌的呼吸方式”、“探究植物生長調節劑對扦插枝條生根的作用”、“探究培養液中酵母菌數量的動態變化”、“探究水族箱中群落的演替”。這幾個實驗，都可以按照筆者總結的實驗探究教學策略組織實施。人教版《分子與細胞》第四章第1節教材中設計了“探究植物細胞的吸水和失水”的探究性課題，該實驗對于學生來說，探究和操作的難度并不是很大，結合課本上探究該課題提示的思路，經過筆者深入的挖掘、開發和整合，對該課題的教學進行了改進，獲得了更好的教學效果。本文就以課標“活動建議”中“觀察植物細胞的質壁分離和復原”實驗為例，以“探究植物細胞的吸水和失水”為課題，詳述了筆者進行探究教學的基本策略，以供同行批評。

1.創設情境、激發思維

教材中，學生在“問題探討”環節的學習后，認識了滲透現象及原理，然后結合教材中的圖示（圖4-1水分進出哺乳動物紅細胞的狀況），引導學生討論分析了動物細胞吸水和失水的原理。這時，聯系生活經驗，如吃過甜或過咸的食物后口腔黏膜會有不適感、對植物施肥過量，會出現“燒苗”現象等，引導學生思考“為什么會發生這些現象”的討論，順勢引出“探究植物細胞的吸水和失水”研究課題。然后，筆者先引導學生回顧前面學習的植物細胞的結構與功能的知識，引出原生質層的概念。這時，筆者提示：水分進出細胞要經過原生質層，原生質層是不是相當于一層半透膜呢？我們能不能開動腦筋思考一下如何用實驗證明原生質層到底是不是相當于一層半透膜，實驗應該如何設計和操作。引導學生討論后，提示學生學習教材上檢驗原生質層是不是相當于一層半透膜的探究案例。隨之，引導學生進一步思考：以該問題為引子，你認為還有那些問題值得探究？同時，給出下列提示：①材料的選擇；②外界溶液的濃度的選擇；③還可作哪些方面探索。讓學生針對上述提示，分組討論。

2.分組討論、設計方案

學生在實驗課前以研究小組（約10人）為單位，由組長負責，利用課外活動時間，組織小組成員討論，綜合各人的意見，設計好實驗方案，然后提交實驗方案供老師審閱。由于學生的知識面較窄，所以組建了10人為單位的研究小組，以最大限度發揮集體的智慧。同時，筆者審閱實驗方案時，就實驗材料、實驗方法、實驗操作步驟的設計、實驗結果分析等內容和研究組組長、實驗小組組長進行分析討論，最后確定了4個探究實驗方案：①探究用不同實驗材料觀察質壁分離與復原；②探究不同濃度蔗糖溶液中紫色洋蔥表皮細胞的吸水和失水情況；③探究不同種類溶液中紫色洋蔥表皮細胞的吸水和失水情況；④探究洋蔥表皮細胞液濃度大小。

3.分組準備、實驗探究

各研究小組根據討論設計的探究課題及方案，由研究組組長、實驗小組組長提前在實驗準備室準備實驗。例如：設計不同實驗材料觀察質壁分離與復原的小組，準備紫色洋蔥表皮，無色洋蔥表皮，其他有顏色的葉子的表皮（如：菠菜葉表皮細胞）等材料；探究不同濃度蔗糖溶液中紫色洋蔥表皮細胞的吸水和失水情況的小組，配置了質量分數為10%、30%、50% 、70%等濃度梯度蔗糖溶液；探究不同種類溶液中紫色洋蔥表皮細胞質壁分離與復原，設置了果汁飲料、0.3g/mlKCl、 50%乙醇、醋酸等外界溶液；探究洋蔥表皮細胞液濃度大小的小組設計配制了（0.1-0.8）g/ml的梯度蔗糖溶液。

實驗課上，根據上述探究實驗方案，一個大研究組的兩個小實驗組按既定實驗方案，進行相同的實驗操作，觀察記錄實驗結果。筆者巡視指導，輔助解決實驗中出現的各種問題。

4.展示報告、反饋總結

實驗結果出來后，利用課余時間，以研究小組為單位討論，撰寫實驗報告。實驗報告整理完畢后，利用輔導課時間，由小組長負責陳述實驗結果，分析實驗成敗及結論，其他小組提問，該小組成員進行答辯，筆者最后總結點評各小組實驗，對優秀的實驗小組提出表揚、張貼實驗報告展覽以示鼓勵。

三、生物實驗課探究教學反思

實驗探究的整個實驗過程中經歷了如下過程：發現問題一思考和分析問題一找出解決問題的方法一實驗操作一分析實驗現象一得出結論。整個過程都是在教師啟發下，學生獨立完成的，學生真正成為學習的主體，充分發揮了他們的創造性思維能力，在很大程度上拓展了他們的思維，提高了科學研究素養。

在探究教學過程中，教師要注意以下問題：①學生課下要做好預習，對課本實驗原理、方法等有充分的了解②小組討論的實驗方案要及時上報給教師，以確定最終探究方案，提前準備實驗；③實驗期間要提醒學生注意安全問題，要遵守課堂紀律；④實驗課期上教師要多巡視，及時發現問題，及時指導；⑤觀察到結果的實驗小組盡快討論，填寫實驗報告，準備組間展示。

此外，結合一些生活中的實際問題，如“水污染對生物的影響”，也可以設計成探究實驗，讓生物興趣小組的學生積極思考，獨立探究，從而完成知識的遷移和能力的轉化，以此來提高學生的研究性學習的能力。

雖然對于實驗課的探究教學，師生最初都感覺不太適應，尤其是學生感覺難度較大，花費了較多時間，但當學生熟悉具體的教學流程后，對探索性實驗的開展自然會形成一種習慣，解決問題的能力也會得到提高，也增強了學生創新的自信心及科學探索的積極性。

本文為2015年河南省教育技術裝備和實踐教育研究立項課題“普通高中生物探究實驗教學案例的開發與應用研究”部分研究成果（編號：PZS099）