基于探究的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)途徑

陳琳

摘 要：高中生物作為學(xué)科教育的重要組成部分，其主要的教學(xué)方式包括知識(shí)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)。為更好的幫助學(xué)生建立生物學(xué)科的知識(shí)體系，將生物實(shí)踐與探究相結(jié)合成為當(dāng)前階段增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂效果的重要途徑。為此，本文從生物實(shí)驗(yàn)課程的重要性、科學(xué)探究模式的分層等方面出發(fā)，對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的具體探究途徑進(jìn)行系統(tǒng)的講解。

關(guān)鍵詞：科學(xué)探究 開(kāi)放性分層 案例設(shè)計(jì)

探究性的生物實(shí)驗(yàn)作為高中生物課程的重要組成內(nèi)容，是提升學(xué)生生物水平，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究深度的關(guān)鍵。為此，本文以實(shí)際的生物實(shí)驗(yàn)案例作為設(shè)計(jì)高中生物學(xué)科科學(xué)探究的重要參考，對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的改進(jìn)方式提出幾點(diǎn)有效的建議。[1]

一、通過(guò)科學(xué)探究，幫助學(xué)生更好的認(rèn)識(shí)生物學(xué)科

1.生物實(shí)驗(yàn)課程的重要性

生物實(shí)驗(yàn)的教學(xué)課程主要是指通過(guò)實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一種情境教學(xué)形態(tài)。在高中的生物課程中開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，與理科類的其他教學(xué)實(shí)驗(yàn)相同，都是將書(shū)本上的抽象知識(shí)轉(zhuǎn)化為更加直觀、具體、形象的課堂實(shí)踐。與此同時(shí)，生物實(shí)驗(yàn)可以將某一原理高度濃縮，并展示給學(xué)生們，幫助高中階段的學(xué)生縮短對(duì)生物知識(shí)點(diǎn)認(rèn)識(shí)與理解的時(shí)間。但從教學(xué)論的角度出發(fā)，這種通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行知識(shí)學(xué)習(xí)的過(guò)程，實(shí)質(zhì)上屬于知識(shí)教學(xué)的輔助環(huán)節(jié)，在具體的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中居從屬地位。因此，在進(jìn)行高中生物實(shí)踐課程中，有時(shí)達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)效果，無(wú)法實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)的教學(xué)結(jié)論。雖然生物教師會(huì)在一定程度上注意對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐技能、實(shí)驗(yàn)方法、自主探究等方面的系統(tǒng)訓(xùn)練，但從教學(xué)整體方案設(shè)計(jì)來(lái)看，實(shí)驗(yàn)課程仍舊處于次要地位。[2]

2.運(yùn)用科學(xué)探究的方式，提高學(xué)生對(duì)生物學(xué)科的理解

針對(duì)這種情況，課程標(biāo)準(zhǔn)中人提出科學(xué)探究的理念，幫助教育者通過(guò)全新的視角動(dòng)態(tài)的對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行解讀。強(qiáng)調(diào)在高中階段的生物課程中，將反映“完整的畫(huà)面”作為生物科學(xué)探究的重點(diǎn)。具體來(lái)講，就是將科學(xué)探究作為學(xué)生進(jìn)行生物學(xué)習(xí)的基本途徑，幫助他們更好的認(rèn)識(shí)生物世界，并建立起系統(tǒng)的科學(xué)理解體系，從而對(duì)生物學(xué)科的基本規(guī)律產(chǎn)生自己的領(lǐng)悟。在此基礎(chǔ)上，教師應(yīng)該合理的運(yùn)用科學(xué)探究的教學(xué)模式，提升生物實(shí)驗(yàn)的實(shí)際教學(xué)效果，轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn)課程的傳統(tǒng)教學(xué)方式，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐操作能力、自主創(chuàng)新能力，提倡學(xué)生保持質(zhì)疑態(tài)度與實(shí)證精神。為此，營(yíng)造開(kāi)放、自由、個(gè)性的科學(xué)探究平臺(tái)、為學(xué)生提供更加多元的思維環(huán)境、破除生物學(xué)科的封閉性、引用現(xiàn)代化的教學(xué)模式等，是當(dāng)前階段提升高中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的有效途徑。[3]

二、在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行科學(xué)探究的分層與面臨的問(wèn)題

1.生物科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的開(kāi)放性分層

美國(guó)的學(xué)者施瓦布將科學(xué)實(shí)驗(yàn)分為三個(gè)層次，相關(guān)專家根據(jù)多年的實(shí)踐基礎(chǔ)添加一個(gè)環(huán)節(jié)，將實(shí)驗(yàn)的開(kāi)放層次分為提出問(wèn)題、實(shí)驗(yàn)方法、具體步驟以及答案四個(gè)層次，按照探究層次的不同，按步驟進(jìn)行試驗(yàn)，驗(yàn)證相關(guān)的成果。不同探究層次，生物實(shí)驗(yàn)的難易程度也有所差別，零層次科學(xué)探究為學(xué)生提供問(wèn)題、實(shí)驗(yàn)器材、步驟以及答案四個(gè)方面的條件，一般被稱為驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)。一般而言，除驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)之外，演示性實(shí)驗(yàn)以及學(xué)生實(shí)驗(yàn)也都可以歸納為零水平的探究層次，適合剛接觸生物實(shí)驗(yàn)的學(xué)生。隨著學(xué)生學(xué)習(xí)程度的加深，對(duì)科學(xué)基本精神的領(lǐng)悟力加強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題確定、實(shí)驗(yàn)程序以及相關(guān)結(jié)論等方面的開(kāi)放性也在逐步加強(qiáng)，直至完全開(kāi)放的探究程度。

2.探究性生物實(shí)驗(yàn)面臨的問(wèn)題

新課程改革的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，將這種開(kāi)放式的分層探究引入到實(shí)際的課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，使得實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果有了顯著的提高。與此同時(shí)，一個(gè)較為突出的問(wèn)題是高中階段學(xué)科教學(xué)的時(shí)間與知識(shí)量都有著明確的規(guī)定，相較于知識(shí)性學(xué)習(xí)，探究性學(xué)習(xí)占用的時(shí)間更多。部分教師為達(dá)成階段性教學(xué)任務(wù)，在進(jìn)行生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，更傾向于選擇開(kāi)放性較低的實(shí)驗(yàn)探究層次。一方面部分教師為保證實(shí)驗(yàn)課堂的教學(xué)紀(jì)律，實(shí)現(xiàn)對(duì)課堂的全面控制，通常會(huì)事先給出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，降低開(kāi)放性探究性生物實(shí)驗(yàn)的比重。另一方面，一些教師在生物實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)、技能水平等方面的限制，也會(huì)在一定程度上降低探究實(shí)驗(yàn)的開(kāi)放水平。

三、生物實(shí)驗(yàn)科學(xué)探究的案例設(shè)計(jì)與分析

以高中階段生物課程的“酶的催化效率—過(guò)氧化氫分解”為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，進(jìn)行案例分析。

1.提出問(wèn)題

通過(guò)知識(shí)遷移，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想到已經(jīng)學(xué)習(xí)催化劑化學(xué)反應(yīng)的相關(guān)內(nèi)容，并提出“催化劑和化學(xué)反應(yīng)之間是否有對(duì)應(yīng)關(guān)系？”“催化劑改變化學(xué)反應(yīng)速率的方式？”等問(wèn)題。

2.進(jìn)行假設(shè)

教師布置相應(yīng)的教學(xué)任務(wù)，組織學(xué)生進(jìn)行資料收集、小組討論，并提出實(shí)驗(yàn)的假設(shè)。

3.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

（1）知識(shí)準(zhǔn)備

教師布置預(yù)習(xí)任務(wù)時(shí)需要有側(cè)重點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生閱讀重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容，例如過(guò)氧化氫、二氧化錳以及三氧化鋁的性質(zhì)，并聯(lián)系實(shí)際生活中的物品。

（2）器材準(zhǔn)備

試管，衛(wèi)生香，火柴，過(guò)氧化氫，二氧化錳，三氧化二鋁，雞肝勻漿（新鮮的和不新鮮的各一份），馬鈴薯勻漿（生的和熟的各一份）等。

4.生物探究實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論

（1）二氧化錳，三氧化二鋁，雞肝勻漿，馬鈴薯勻漿，能加快過(guò)氧化氫的分解速率，故能作過(guò)氧化氫分解的催化劑。

（2）如果采用新鮮的雞肝勻漿或者是生的馬鈴薯勻漿放入到試驗(yàn)過(guò)程中，得到的反應(yīng)速度要快于二氧化錳以及三氧化鋁的催化效果，因此得出結(jié)論前者的催化效率大于后者。

結(jié)語(yǔ)

以科學(xué)探究為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式不僅能夠有效提升學(xué)生對(duì)生物實(shí)驗(yàn)課程的參與度，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力與自主探究的科學(xué)精神，還能在一定程度上夯實(shí)高中學(xué)生的生物基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用的教學(xué)目的。為此，教師在設(shè)計(jì)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案時(shí)，應(yīng)以新課標(biāo)的指導(dǎo)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革標(biāo)準(zhǔn)，深度挖掘科學(xué)探究的實(shí)質(zhì)內(nèi)涵、轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健⒗瞄_(kāi)放性試驗(yàn)的分層，為學(xué)生驗(yàn)證精神、探究精神等全面發(fā)展提供更加廣闊的平臺(tái)。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱慧.高中生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題及對(duì)策[J].內(nèi)蒙古教育，2017（8）.

[2] 房佳.基于“學(xué)案導(dǎo)學(xué)式”視頻開(kāi)發(fā)的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究[D].南京師范大學(xué)，2011.

[3] 何鳳榮.探究提升高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效方法[J].儷人：教師，2015（23）：125.