探究性實驗教學(xué)模式初探

趙明明　杜秀菊

【摘要】本文以“綠葉中色素的提取和分離”為例，重點介紹了探究性生物實驗的教學(xué)程序，通過開放式探究性生物實驗，啟發(fā)學(xué)生自主探索、發(fā)現(xiàn)與實踐，從中獲得新知識，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力與創(chuàng)新能力。

【關(guān)鍵詞】高中生物 ； 探究性實驗 ； 教學(xué)模式

【中圖分類號】G633.91 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089（2017）08-0271-01

一、探究性實驗的類型及特點

探究性實驗是指學(xué)生在不知曉實驗結(jié)果的前提下，在教師的組織及指導(dǎo)下，通過自己設(shè)計、實驗、探索、討論及分析，獲得科學(xué)結(jié)論的過程。它比傳統(tǒng)的演示性實驗和驗證性實驗?zāi)芨玫劐憻拰W(xué)生的分析問題、解決問題的能力，有利于提高學(xué)生的實驗探究能力以及創(chuàng)新意識。

探究性生物實驗的類型有兩種，即限定式探究和開放式探究。高中生物開設(shè)開放性探究性實驗可以引導(dǎo)學(xué)生積極參與科學(xué)探究的過程。

本文以綠葉中色素的提取和分離為例，采用開放性探究來進行實驗。開放性探究實驗的關(guān)鍵是教師通過創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生自主提出問題。學(xué)生自主選擇實驗方法，進行實驗設(shè)計，尋求實驗結(jié)論。

高中生物探究性實驗的特點具有自主性和探究性。

1.自主性

在明確了的實驗?zāi)康暮腿蝿?wù)的基礎(chǔ)上，學(xué)生可以自己設(shè)計每一步實驗步驟，盡可能的用多種方式，從多個方面去設(shè)計實驗方案，利用一切可利用的因素去完成實驗。

例如在綠葉中色素的提取和分離實驗中，在提取色素時，甲同學(xué)提出采用兩歩研磨法，減少用量，分次加入，使研磨更加充分，省時省力。在畫濾液細線時，乙同學(xué)提出可以改用毛筆畫線法，將線畫的細、齊、直，使濾紙條吸收葉綠素會更加均勻集中。

2.探究性

在進行探究性實驗中，教師可以將學(xué)生應(yīng)該掌握的知識設(shè)計為未知情境，給學(xué)生提供隱藏有學(xué)習(xí)信息的背景資料，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)新知識與原有認知水平聯(lián)系的學(xué)習(xí)背景[1]。從而使得學(xué)生能夠通過觀察、做出假設(shè)、驗證假設(shè)，來獲取問題的答案。

例如在綠葉中色素的提取和分離實驗中，教師擬定幾個針對原理及操作步驟的問題，如選擇不同實驗材料對實驗有何影響呢？ 如何充分提取綠葉中的色素呢？ 如何設(shè)計裝置等問題，提高學(xué)生的興趣，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識。

二、探究性生物實驗的教學(xué)程序

探究性生物實驗的教學(xué)程序由三部分組成，即探究問題，探究過程，探究評價。科學(xué)的教學(xué)程序能夠有效地進行教學(xué)。因此，以高中生物“綠葉中色素的提取和分離”為例展示探究性生物實驗的教學(xué)流程。

1.探究問題

（1）創(chuàng)設(shè)情境，提出問題

在探究性實驗中，問題情景的創(chuàng)設(shè)能夠引發(fā)學(xué)生對生物實驗探究的欲望，激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的興趣，活躍學(xué)生的探究思維，從而使學(xué)生的問題意識被喚起，使學(xué)生進入良好的探究性實驗狀態(tài)。在綠葉中色素的提取和分離實驗中，教師通過多媒體展示出綠色植物不同時期的葉片顏色不同的圖片，闡明出現(xiàn)這種情況的原因應(yīng)該是與細胞中的色素有關(guān)，接下來向?qū)W生提出問題，綠葉中有哪些色素呢？能否把色素提取出來研究呢？應(yīng)該如何提取色素呢？提取后的色素該如何分離呢？激發(fā)了學(xué)生強烈的探究興趣和求知欲。

（2）組織設(shè)計方案

為了設(shè)計出更好的實驗方案，教師要具備一定的知識水平和較強的實驗組織技巧，同時在實驗前做好準備工作。學(xué)生做好實驗設(shè)計后，教師要篩選出合理的實驗方案，并對不合理的實驗方案進行指導(dǎo)及改進。

在學(xué)生的問題提出以后，教師適當引導(dǎo)分析色素提取與分離的實驗原理，向?qū)W生說明該實驗所需要的材料用具及其用途，熟練掌握相關(guān)的實驗方法。對于實驗過程中可能出現(xiàn)的問題，進行正確的引導(dǎo)，幫助學(xué)生的實驗設(shè)計順利進行。

2.探究過程

（1）進行分組實驗，控制實驗流程

通過設(shè)置學(xué)生分組實驗及分組討論的環(huán)節(jié)，既能使學(xué)生的主觀能動性得到良好的發(fā)揮，又能體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，同時有利于加強學(xué)生之間的合作精神以及競爭意識。

在這個實驗中，先將學(xué)生分組，5-6名學(xué)生為一個小組。以菠菜的綠葉為實驗材料，各小組同學(xué)分工合作，最后觀察與記錄實驗現(xiàn)象。為加深學(xué)生對實驗原理的理解，可以在實驗中增設(shè)一個對照組，即設(shè)立一個層析液浸沒色素線的對照組，用使色素被溶解而無法分離的結(jié)果，使學(xué)生理解教材中“濾液細線不能觸及層析液”的含義。

（2）糾錯解疑，討論分析

在實驗過程中，教師要時刻關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)，觀察學(xué)生的操作步驟是否合理，對實驗試劑的使用原理是否明確，實驗完成后，需要學(xué)生對結(jié)果進行分析，觀察實驗結(jié)果是否為圖1所示，從上到下顏色依次為：橙黃色、黃色、藍綠色和黃綠色，對應(yīng)的色素分別為：胡蘿卜素（橙黃色）、葉黃素（黃色）、葉綠素a（藍綠色）和葉綠素b（黃綠色），如果實驗結(jié)果出現(xiàn)偏差，則需要進一步分析，找出失誤的原因。例如，獲取的色素帶顏色較淺的原因有可能是研磨不夠充分，色素帶不平直的原因可能是濾液細線畫的不平直等，這些錯誤的操作都有可能造成實驗的失敗。選擇多種方式引導(dǎo)學(xué)生分析實驗過程正確是否，有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)客觀的實驗態(tài)度[2]。

3.探究評價

教師需要對學(xué)生在探究性實驗過程中所表現(xiàn)的情感態(tài)度、實驗設(shè)計能力、觀察能力、操作能力等進行評價。可以選擇多種評價相結(jié)合的方式進行[3]，比如學(xué)生自評、小組互評與教師評價相結(jié)合的方式等，通過交流互評，展示成果，促進學(xué)生與教師的共同進步。

三、結(jié)語

探究性生物實驗教學(xué)實踐表明，探究性生物實驗教學(xué)確實能夠提高學(xué)生的分析問題和解決問題的能力，體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，激發(fā)和調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。同時，增加學(xué)生思維的廣度和深度，對于學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和思維能力的提高起到事半功倍的效果。

參考文獻

[1]陳建明，高中生物探究性實驗教學(xué)中教師角色的定位及實施策略[J]，中學(xué)生物學(xué)，2011，4（27）：19-20.

[2]李玉樂，高中生物探究性實驗教學(xué)，教學(xué)研究[J]，2012，5：20-43.

[3]嵇海崗，高中生物探究性實驗教學(xué)建模探析，文理導(dǎo)航[J]，2014（1）：74-75.endprint