基于“探究素養”的生物學實驗教學的誤區與改進

羅建義

《中學生物學》2016年10期、2017年第5期先后發表了筆者的文章“淺談高中生物實驗教學的誤區”“再談高中生物實驗教學的誤區”。讀后意猶未盡，再撰此文，作為該文的姊妹篇，以引導教師研讀教材，合理地處理教材實驗，促進學生科學探究素養的提升。當前，以實驗為載體的探究是高中生物實驗教學最顯著的特征，實驗的設計、操作、分析及評價能力，是歷年高考生物考查的重要考點。教師若用科學探究的思維開展實驗教學，學生對實驗原理的理解、實驗過程的探究、實驗數據的處理能力將會不斷提升。但在實際教學中，教師對探究方式的選擇、探究問題難度的把握、結果分析的方式等缺乏深入細致的思考，不能有效促進學生探究素養的提升，常陷入認識誤區。

1誤區一：實驗設計同一化，忽略了學生的個體差異性

教師對實驗方案的預設、思路、框架等都源于教師自身的教學理念和想法。無論教師如何努力，探究方案編寫得如何盡善盡美，其內容和預設必然蘊含著整齊劃一的教學要求，無法滿足教學情境的多樣化和個性化的需要。若以學生為主體來設計實驗探究方案，教師必須根據學生的能力水平對學生進行分組，盡可能使小組內學生的學習能力、水平基本接近。根據各小組學生的實際狀況，教師為他們施行不同的實驗預設方案，各小組探究的問題要具有層次性，要啟思培能，符合各小組學生的能力水平，達到培養學生探究素養的目的。

如“低溫誘導植物染色體數目的變化”的實驗，教材以洋蔥、蔥或蒜為實驗材料，對其根尖進行低溫（4℃）或秋水仙素處理后，即可在低倍鏡下尋找到染色體形態較好的分裂相。第一小組學生能力有限，可以洋蔥根尖為材料引導學生實驗，實驗觀察階段可通過觀察固定裝片即可。第二小組學生能力較強，可引導學生觀察比較視野中正常的二倍體細胞、染色體數目加倍的細胞的差異性。第三小組的學生能力更強，教師可引導學生增加實驗材料（蔥或蒜）對比觀察，同時引導學生觀察視野中除了正常的二倍體、染色體加倍的細胞外，還發現了大量的染色體異常或異常分裂的細胞。教師要從實際入手，對學生的認知能力與水平進行理性的分析，根據學生個體認知能力與水平的差異性，對教材內容、教學要求、教學方法進行整合或取舍，從而促進不同水平的學生穩中有升。

2誤區二：探究過程復雜化，忽視了學生的能力水平

教師過分追求一節課中實驗探究環節及步驟的完整性，實驗設計步驟復雜，耗時又多，使探究過程匆忙，問題探究膚淺，走馬觀花成為實驗探究的真實寫照。這種超越了學生能力水平的探究，無助于學生探究素養的培養。

如在“低溫誘導植物染色體數目的變化”的實驗中，有教師將學生分成3人一組，各小組自行設計實驗步驟，從大蒜、洋蔥、豌豆和百合等中隨機選擇實驗材料，分別用低溫、秋水仙素、射線處理等方法處理材料，在多倍體的解離中，要求分別實行不同的解離時間，如10min、15min、20min、25min、30min和1h等。實驗方案完成后，各小組選派代表在課堂上展示實驗過程，師生對各小組設計的實驗方案和步驟進行討論與完善。確定實驗方案后，各小組從根尖的選擇入手、按照實驗方案的具體要求進行誘導處理、材料固定、制作裝片并進行觀察比較。學生忙于實驗材料的選擇、不同誘導方法的處理、各種實驗材料的裝片制作與觀察，在45 min的課堂中疲于應付。這樣會使實驗探究的目的被沖淡，實驗分析不足，學生對實驗中觀察到的現象缺少理性的分析，實驗探究變成了實驗材料的簡單羅列或實驗流程的重復回放，實驗探究不深入，教學目標很難達成。

3誤區三：實驗分析結果化，忽視了探究實驗的過程性

實驗教學應讓學生經歷真實的學習過程，享有愉悅的情感體驗，有部分教師在實驗教學中只注重結果分析，把是否獲得課前預設的實驗結果作為評判實驗成功與否的唯一條件。這種忽視實驗過程的結果預判無助于學生探究素養的培養。

如在“觀察洋蔥根尖細胞的有絲分裂”的實驗教學中，有教師用洋蔥、大蒜根尖為實驗材料，要求學生比較兩種材料有絲分裂中期染色體的形態、數量，DNA含量的差異性。可在實際教學中，發現部分小組沒有觀察到細胞的分裂圖像，教師便認定這些小組實驗失敗，沒有繼續探究的必要了。相反，教師若以未觀察到細胞的分裂圖像為切入點，引導學生對實驗過程進行反思，尋找未觀察到細胞分裂相的原因。教師根據具體的教學情境對教學目標及操作步驟進行動態的分解與修正，引導學生繼續實驗，既有助于學生實驗順利達標，又促進了學生科學探究素養的提升。

4誤區四：注重課前預設，忽視問題生成

實驗方案的設計是實驗教學中相當重要的一環，是實驗得以順利進行的藍圖和指針，教師重視課前實驗方案的預設是必要的。但探究性實驗課堂的開放性、生態性和生成性特征，注定了探究性實驗教學既要講究課前預設，又要考慮問題的生成。教師在教學實踐中要留出充足的時間，引導學生集中處理課堂中開放性或生成的問題，判斷并篩選出有效的生成，組織學生在課堂上討論，促進學生探究水平的提升。

如在“探究影響酶活性的因素”的實驗教學中，有學生提出：除了溫度、pH等影響因素外，重金屬、有機磷等物質是否也影響酶的活性。學生提出的問題很有創意，若實驗條件允許，教師應順勢利導，組織學生在課堂上討論，創設相應的實驗條件，組織學生進行探究，得出正確的結論。由此可見，課堂生成是客觀存在的，恰恰是課堂上有了生成，才使課堂顯得更加精彩紛呈。課堂生成激活了學生的求異思維，開發并創造了學生的探究潛能，促進了學生探究素養的提升。