芻議高中生物實驗探究教學策略

謝登峰

[摘 要]實施高中生物實驗探究教學，首先要引導學生體驗探究實驗過程，讓學生養成自主探究的習慣；然后設計課外探究型實驗，引導學生自主探究；最后優化探究實驗方案，提升學生的實驗設計能力。積極開展高中生物實驗探究教學，能有效鍛煉和提升學生的探究能力，開拓學生的創新思維。

[關鍵詞]實驗探究教學；探究性學習；高中生物

[中圖分類號] G633.91 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-6058（2018）26-0089-02

隨著新課程改革政策的落地與實施，探究性教學逐漸成為當代教學的主流方式。在高中生物教學中，教師結合生物實驗來開展探究性教學，引導學生進行實驗探究，可極大地激活學生的探究意識，培養學生的探究能力和創新能力。那么，如何實施高中生物實驗探究教學呢？

一、體驗探究實驗過程，養成自主探究習慣

眾所周知，學習是一個自主探究并實踐的動態過程。學生只有自主探究知識才能獲得對知識的深刻理解。對此，在高中生物實驗教學中，教師應引導學生體驗實驗探究的全過程，只有這樣，才能更好地調動學生原有的知識儲備，讓學生獲得新的學習思路，并養成自主探究的習慣。

例如，在教學《光合作用》這一節課時，筆者整合了科學家發現和探究光合作用的實驗過程，并引導學生針對實驗探究過程中的一些具體問題進行探究和分析，從而逐步構建起光合作用的知識體系。具體如下：

[實驗舉例]普利斯特利實驗，薩克斯實驗，恩格爾曼實驗，魯賓、卡門實驗。

[實驗問題]（1）植物的生長過程是否和空氣有關聯？（普利斯特利實驗）（2）植物在進行光合作用的過程中會有哪些產物？（薩克斯實驗）（3）植物的光合作用過程會產生其他的產物嗎？（恩格爾曼實驗）（4）植物在進行光合作用時氧原子來源于何處？（魯賓、卡門實驗）

[科學家探究過程]

普利斯特利實驗：在兩個玻璃罩內各放置一根點燃的蠟燭，在實驗組的玻璃罩內增添一株綠色植物，對照組則不做處理。

薩克斯實驗：對綠色植物葉片進行“饑餓”處理，處理之后再將葉片一半曝光另一半遮光，數小時之后剪下半張葉片擦拭碘酒，觀察結果。

恩格爾曼實驗：將水綿和好氧細菌共同放置在完全黑暗且隔絕空氣的環境中，實驗組用極細的光束照射水綿，對照組則采取完全曝光處理的方式對水綿進行曝光。

魯賓、卡門實驗：將綠色植物分成兩組，一組提供H218O和C18O2作為植物進行光合作用的原料；另一組提供H2O和C18O2作為植物進行光合作用的原料。

[學生觀察]

普利斯特利實驗：對照組蠟燭易熄滅，實驗組蠟燭不易熄滅。

薩克斯實驗：曝光的半葉與碘酒會發生反應變成藍色，而遮光的半葉則不反應。

恩格爾曼實驗：好氧細菌會集中在水綿葉綠體受光的部位。

魯賓、卡門實驗：兩組植物在光合作用下釋放的氧氣分別為18O2和O2。

[實驗知識構建]在普利斯特利實驗中，學生可以根據實驗過程發現植物的光合作用可以更新空氣，與空氣有關聯；在薩克斯實驗中，學生可以根據實驗過程得到“植物在光合作用過程中會產生淀粉”的結論；在恩格爾曼實驗中，學生可以根據實驗過程發現植物葉綠體中可以釋放氧氣且葉綠體是光合作用的主要場所；在魯賓、卡門實驗中，學生可以根據實驗過程得到“植物光合作用的氧氣來源于水”這一結論。

在上述教學案例中，筆者借助科學家探究“光合作用”的相關實驗過程來引導學生對光合作用進行探究，一方面能夠更好地讓學生體驗生物知識在生物實驗過程中動態變化和發展的全過程，另一方面也能夠激發學生自主探究的欲望，促進學生自主探究習慣的養成。

二、設計課外探究型實驗，引導學生自主探究

高中生物教材中涉及的實驗類型十分豐富，既有驗證型實驗，也有探究型實驗，多種類型的生物實驗從不同的角度鍛煉和發展了學生的能力。在實際教學中，囿于教學時長較短，一些探究型實驗的開展受到限制。為此，在課后教師可適當拓展設計探究型實驗，引導學生進行自主探究。

例如，在教學《生態系統及其穩定性》這一節課時，筆者設計了一個課外探究型實驗——“平衡生態系統的建立”，并引導學生以螺螄、金魚藻和金魚為實驗材料來構建一個平衡的小型生態系統，大大地激發了學生的探究欲望。在教學中，筆者首先結合教材給學生講解一些基本的實驗方法，然后提出一個實驗探究問題：為了維持這個小型生態系統的平衡性和穩定性，應如何處理金魚、金魚藻和螺螄三者之間的關系？針對這個問題，學生開展了激烈的探討，最終決定按照數量比例的不同將金魚、金魚藻和螺螄分成三個不同的實驗組，組與組之間形成對照，然后再對這三組的實驗結果進行分析，探究維持一個生態系統平衡的條件。與此同時，學生也分成三個不同的學習小組，分別負責在實驗周期內觀察和記錄本小組的實驗結果。該課后實驗時長兩周，在此期間，每一組的學生都需要每天按時觀察和記錄生態系統中各生物的狀態，待實驗結束之后進行匯總交流。經過最終的實驗結果探討交流之后，學生發現在這個小型生態系統中，金魚藻擔任生產者的角色，金魚擔任消費者的角色，螺螄擔任分解者的角色，這些生物和水、空氣以及陽光等非生物成分共同維持了整個生態系統的平衡與穩定。除此之外，學生得出了“生態系統的平衡是動態平衡且生物系統的自動調節能力有限”這一結論。

在上述教學案例中，筆者結合教材內容引導學生開展了一次探究實驗。通過實驗探究，學生的知識基礎更為扎實，探究能力也得到了極大的提升。

三、優化探究實驗方案，提升學生實驗設計能力

目前，驗證型實驗仍是高中生物實驗的主要組成部分，顯然，這對學生探究能力的提升極為不利，同時也在一定程度上影響了學生實驗分析與設計能力的培養與鍛煉。為此，在實際教學中，教師應當優化高中生物實驗結構，將一些驗證型實驗改成探究型實驗，并引導學生優化設計探究實驗方案，以提升學生的實驗設計能力。

例如，在教學“生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質的鑒定”這一實驗時，筆者將其設計成一個探究型實驗。首先，從實驗名稱著手，將其改成“探究食物化合物成分”，有效地激發了學生的探究欲望。接著，再根據實驗內容提出相應的探究問題，比如“對于我們生活中常見的食物，比如面包、牛奶，你們覺得它們包含哪些化合物呢？”由于該問題與實際生活密切相關，學生的注意力瞬間被吸引過來，并猜測到：“我覺得可能會有脂肪、蛋白質、碳水化合物。”順著學生的回答，筆者繼續提出問題：怎樣才能夠鑒定面包中是否含有這些化合物呢？根據已有的生物知識，學生紛紛提出了自己認為可行的鑒定方案，比如有的學生認為可以用菲林試劑來探究和鑒定碳水化合物即還原糖的存在，有的學生認為可以根據“雙縮脲試劑會和蛋白質反應”這個知識來用雙縮脲試劑檢測面包中蛋白質的存在，也有的學生認為探究脂肪的存在可以使用蘇丹Ⅲ染液，因為蘇丹Ⅲ染液和脂肪混合之后會變成橘黃色。瞬間，課堂氣氛變得活躍起來，同時學生的實驗探究思路也被有效打開。這樣教學，不僅能夠鍛煉和提升學生的實驗設計能力，還能夠鍛煉學生的創新思維，對學生探究生物實驗、學習生物知識都有極大的促進作用。

總而言之，實驗探究是高中生物教學中的重要環節，同時也是鍛煉和提升學生探究能力、開拓學生創新思維的重要途徑。在實際教學中，教師應當結合實際教學情況引導學生體驗實驗探究過程、設計課外探究型實驗和優化探究實驗方案，從而促進實驗探究的有效進行以及學生能力的全面提升。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 劉恩山.普通高中生物課程標準（實驗）解讀[M].南京：江蘇教育出版社，2004.

[2] 田光文.以探索性實驗代替驗證性實驗的探究[J].中學生物教學，2001（2）：35-36.

（特約編輯 安 平）