生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的策略探析

【摘 要】新課標(biāo)要求，初中生物教學(xué)要面向全體學(xué)生，提高學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)，倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)。為此，教師要引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地獲取生物科學(xué)知識(shí)，領(lǐng)悟科學(xué)研究方法。充分發(fā)揮生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探究本質(zhì)，活躍學(xué)生思維，發(fā)展探究理念，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

【關(guān)鍵詞】實(shí)驗(yàn)教學(xué);科學(xué)探究;創(chuàng)新意識(shí);開(kāi)放思維

【中圖分類號(hào)】G633.91 ?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ?【文章編號(hào)】1671-8437（2021）10-0104-02

生物學(xué)科作為一門自然科學(xué)，應(yīng)當(dāng)運(yùn)用科學(xué)探究模式轉(zhuǎn)變學(xué)生的觀念，讓學(xué)生在探究中學(xué)會(huì)分析問(wèn)題、獲得知識(shí)、發(fā)展能力。而實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為生物教學(xué)中重要的教學(xué)手段，教師應(yīng)當(dāng)充分利用其科學(xué)探究的本質(zhì)，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，培養(yǎng)學(xué)生的探究理念，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。

1 ? 觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提出假設(shè)

科學(xué)探究的過(guò)程，就是學(xué)生通過(guò)觀察生物現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，經(jīng)過(guò)思考、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想，直到解決問(wèn)題的過(guò)程，在這一過(guò)程中，學(xué)生能夠?qū)W會(huì)方法、鍛煉思維、獲得知識(shí)、提高能力[1]。培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，首先要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)觀察生物現(xiàn)象，從現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，然后圍繞問(wèn)題提出合理假設(shè)。

如在教學(xué)“植物的吸收作用”時(shí)，筆者讓學(xué)生回家觀察家中種植的花，引導(dǎo)學(xué)生從葉片的顏色和狀態(tài)、土壤的狀態(tài)等方面觀察，看看花的生長(zhǎng)狀況如何。學(xué)生通過(guò)觀察，發(fā)現(xiàn)一些現(xiàn)象，有的植物整棵葉片發(fā)黃、植株矮小，有的植物葉片邊緣發(fā)黃、干枯，有的則是整棵植物萎蔫。筆者讓學(xué)生根據(jù)觀察的現(xiàn)象結(jié)合已學(xué)知識(shí)，大膽猜想是什么原因造成的。學(xué)生有的認(rèn)為是缺水干旱，有的認(rèn)為是缺少無(wú)機(jī)鹽，有的認(rèn)為是花盆的土壤中長(zhǎng)了蟲(chóng)子。不同的學(xué)生可能會(huì)發(fā)現(xiàn)不同的現(xiàn)象，也會(huì)根據(jù)觀察的現(xiàn)象提出不同的問(wèn)題，還會(huì)作出多種多樣的假設(shè)。但無(wú)論學(xué)生提出什么樣的問(wèn)題、假設(shè)，教師都不能輕易否定學(xué)生，因?yàn)橹灰獙W(xué)生去積極觀察、思考，就是科學(xué)探究的良好開(kāi)端，教師做的應(yīng)該是積極鼓勵(lì)、適當(dāng)引導(dǎo)，使學(xué)生逐漸學(xué)會(huì)科學(xué)合理地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、作出假設(shè)。

生物教師除要引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中仔細(xì)觀察、善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、合理作出假設(shè)之外，還要引導(dǎo)學(xué)生在生活現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、合理假設(shè)推斷，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究思維和能力。

2 ? 因地制宜，從生活中選擇實(shí)驗(yàn)素材

在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，會(huì)用到很多實(shí)驗(yàn)素材。但有的材料不易得到，有的材料不宜操作，有的材料實(shí)驗(yàn)效果不明顯。因此，合理選擇實(shí)驗(yàn)素材，對(duì)降低實(shí)驗(yàn)操作難度、方便觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有很大幫助。我國(guó)幅員遼闊，生物種類多樣，在進(jìn)行生物實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際，因地制宜地選擇實(shí)驗(yàn)素材。

如在教學(xué)“觀察種子的結(jié)構(gòu)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，要求使用的雙子葉植物種子是菜豆種子，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖亲寣W(xué)生觀察雙子葉植物種子的種皮、子葉、胚根、胚軸、胚芽等結(jié)構(gòu)。菜豆雖然是常見(jiàn)的蔬菜，但是用作蔬菜的菜豆往往是幼嫩的果實(shí)，里面的種子沒(méi)有發(fā)育成熟，不僅體積小，更重要的是其內(nèi)部各結(jié)構(gòu)發(fā)育不完全，無(wú)法達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求。教師應(yīng)提示并引導(dǎo)學(xué)生用其他種子代替菜豆，用來(lái)替菜豆的種子要求必須是雙子葉植物，而且體積要足夠大，發(fā)育要成熟，這樣便于觀察，能保證實(shí)驗(yàn)成功。學(xué)生經(jīng)過(guò)思考會(huì)想到用花生種子代替菜豆種子是不錯(cuò)的選擇。花生種子在全國(guó)各地都比較常見(jiàn)，價(jià)格不貴，體積大小合適，種子發(fā)育成熟，各結(jié)構(gòu)完整，而且便于操作，經(jīng)過(guò)浸泡后很容易用解剖針撥開(kāi)種皮，內(nèi)部的子葉肥厚，胚根、胚軸、胚芽也非常清楚，完全可以代替菜豆種子更好地完成實(shí)驗(yàn)。類似例子很多，如在探究鳥(niǎo)類的實(shí)驗(yàn)中，家鴿可以用母雞代替，鴿卵可以用雞蛋代替;在探究唾液能初步消化淀粉時(shí)，可以用饅頭碎塊浸出液代替淀粉糊。

教師通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生自主觀察、積極思考，因地制宜地從生活中選擇適合的實(shí)驗(yàn)素材，不但能使實(shí)驗(yàn)更容易操作，實(shí)驗(yàn)效果更明顯，達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模匾氖悄芘囵B(yǎng)學(xué)生善于觀察、勤于動(dòng)腦的探究思維和習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。

3 ? 變換實(shí)驗(yàn)方式，對(duì)比探究

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是讓學(xué)生“實(shí)踐認(rèn)識(shí)再實(shí)踐再認(rèn)識(shí)”的過(guò)程，科學(xué)探究就是讓學(xué)生用理論指導(dǎo)實(shí)踐，通過(guò)實(shí)踐完善理論的過(guò)程。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都有其特定的條件，學(xué)生好奇心比較重，教師可以引導(dǎo)學(xué)生在不違背實(shí)驗(yàn)要求的前提下，按照自己的猜想，變換實(shí)驗(yàn)條件和方式，以求從不同的結(jié)果中對(duì)比探究，加深對(duì)知識(shí)的理解。

如在教學(xué)“探究種子萌發(fā)的外部條件”實(shí)驗(yàn)時(shí)，筆者首先提出問(wèn)題“種子萌發(fā)需要哪些外部條件”，接著讓學(xué)生根據(jù)已學(xué)知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)作出假設(shè)，學(xué)生提出種子萌發(fā)可能需要陽(yáng)光、水分、溫度、氧氣。接著，筆者引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證種子萌發(fā)需要什么樣的條件。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，提示學(xué)生注意遵守必要的條件，種子數(shù)量的選擇不能太少，具體步驟可以不做要求。如取4個(gè)潔凈的罐頭瓶，分別貼上標(biāo)簽1、2、3、4，并向每個(gè)瓶中放入2張餐巾紙，在餐巾紙上均勻放上10粒大豆種子，然后將1號(hào)瓶擰緊瓶蓋，置于室溫環(huán)境中;2號(hào)瓶灑入少量清水，使餐巾紙濕潤(rùn)，然后擰緊瓶蓋，置于室溫環(huán)境中;3號(hào)瓶倒入較多的清水，使種子淹沒(méi)在水中，然后擰緊瓶蓋，置于室溫環(huán)境中;4號(hào)瓶灑入少量清水，使餐巾紙濕潤(rùn)，然后擰緊瓶蓋，放在冰箱內(nèi)。然后每天觀察4個(gè)裝置中種子的發(fā)育情況，可以發(fā)現(xiàn)，只有2號(hào)瓶中的種子發(fā)芽了，其他3個(gè)瓶中的種子都沒(méi)有發(fā)芽。通過(guò)1號(hào)和2號(hào)對(duì)比得出，適量的水分是種子萌發(fā)的條件。2號(hào)和3號(hào)對(duì)比得出，氧氣是種子萌發(fā)的條件。2號(hào)和4號(hào)對(duì)比得出，適宜的溫度是種子萌發(fā)的條件。最后總結(jié)出，種子萌發(fā)需要的外部條件是適量的水分、充足的氧氣、適宜的溫度。

在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備、生活經(jīng)驗(yàn)各不相同，對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解也會(huì)不同。教師不要過(guò)多干預(yù)學(xué)生，要告訴學(xué)生可以隨意變換實(shí)驗(yàn)方式，不要怕發(fā)生錯(cuò)誤，只有在錯(cuò)誤中不斷對(duì)比、完善，才能一步步得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，才會(huì)真正理解實(shí)驗(yàn)，才能培養(yǎng)科學(xué)探究能力。

4 ? 相互交流質(zhì)疑，引發(fā)認(rèn)知沖突

三人行，必有我?guī)煛Ｈ说恼J(rèn)知是有限的，人與人在交流中能糾正自己的錯(cuò)誤，完善自己、提高自己。實(shí)驗(yàn)教學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)和能力為目標(biāo)，教師要引導(dǎo)學(xué)生提出自己的見(jiàn)解和疑惑，同時(shí)發(fā)現(xiàn)自己的不足[2]。

如在教學(xué)“探究種子萌發(fā)的外部條件”實(shí)驗(yàn)時(shí)，很多學(xué)生會(huì)提出，種子萌發(fā)的外部條件包括陽(yáng)光、水分、溫度、氧氣。學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)把有無(wú)陽(yáng)光作為對(duì)照，但隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，學(xué)生觀察到，在其他條件都滿足的情況下，有陽(yáng)光和無(wú)陽(yáng)光的兩組種子都發(fā)芽了，學(xué)生這時(shí)會(huì)很困惑，提出：“植物生長(zhǎng)不是需要陽(yáng)光嗎？為什么沒(méi)有光的一組種子也發(fā)芽了？”有的學(xué)生會(huì)提出：“農(nóng)民伯伯把種子播種到土壤中，種子是見(jiàn)不到陽(yáng)光的，但也會(huì)發(fā)芽。因此，陽(yáng)光應(yīng)該不是種子萌發(fā)的必要外部條件，但為什么植物生長(zhǎng)又不能離開(kāi)陽(yáng)光呢？”這時(shí)教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考：“為什么大多數(shù)種子不是綠色的？為什么被陽(yáng)光照射的植物大多數(shù)是綠色的？”讓學(xué)生通過(guò)查閱資料、討論，最后真正理解種子萌發(fā)不需要陽(yáng)光，因?yàn)榉N子內(nèi)部已經(jīng)貯存了萌發(fā)時(shí)需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而植物有陽(yáng)光才能進(jìn)行光合作用，合成有機(jī)物供自身利用。所以種子在萌發(fā)時(shí)不需要陽(yáng)光，只需要適宜的溫度、充足的氧氣、適量的水分，而植物生長(zhǎng)除了這三個(gè)外部條件之外，還需要陽(yáng)光。

教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要善于把握時(shí)機(jī)，創(chuàng)造情境，為學(xué)生提供交流、質(zhì)疑的時(shí)間和空間，增加學(xué)生之間交流的機(jī)會(huì)，從而培養(yǎng)學(xué)生的交流、質(zhì)疑意識(shí)和能力，使學(xué)生在認(rèn)知沖突中增長(zhǎng)知識(shí)，提高科學(xué)探究能力。

5 ? 開(kāi)放思維空間，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)

如在教學(xué)“探究種子萌發(fā)的外部條件”實(shí)驗(yàn)時(shí)，為探究氧氣是種子萌發(fā)需要的外部條件這一問(wèn)題，傳統(tǒng)做法是準(zhǔn)備兩個(gè)瓶子，其中一個(gè)瓶中放入餐巾紙，倒入適量清水。而另一個(gè)瓶中倒入大量清水，使種子完全浸泡在水中。在設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生思考，實(shí)驗(yàn)操作中，一個(gè)瓶中必須有適宜的溫度、適量的水分、充足的氧氣，而另一個(gè)瓶中要有適宜的溫度、適量的水分，但是不能有氧氣，那么除了用水完全浸泡種子排除氧氣外，還可以怎樣使瓶中沒(méi)有氧氣呢？有的學(xué)生會(huì)想到，燃燒會(huì)消耗氧氣，那么可以在兩個(gè)瓶中都放入餐巾紙，倒入適量的清水，但是一個(gè)不密封，另一個(gè)要放入一根點(diǎn)燃的蠟燭，然后把瓶口密封起來(lái)，蠟燭燃燒會(huì)消耗氧氣，蠟燭熄滅就會(huì)把瓶中氧氣消耗完。這樣這兩組實(shí)驗(yàn)除了氧氣含量之外，其他條件完全相同，比傳統(tǒng)的方案更簡(jiǎn)單明了，更能探究出氧氣是種子萌發(fā)必需的外部條件之一，說(shuō)服力更強(qiáng)。

總之，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要讓學(xué)生大膽創(chuàng)新，放開(kāi)手腳，嘗試使用不同的材料以對(duì)比實(shí)驗(yàn)效果;在問(wèn)題的設(shè)置上，教師要盡量創(chuàng)設(shè)開(kāi)放性的問(wèn)題，讓學(xué)生的思維不受禁錮，在生物知識(shí)的海洋里遨游。

【參考文獻(xiàn)】

[1]陳德名.初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].中學(xué)生物學(xué)，2008（11）.

[2]金鵬飛.關(guān)注實(shí)驗(yàn)核心 提升實(shí)踐能力新課程背景下初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀與思考[J].華夏教師，2019（21）.

【作者簡(jiǎn)介】

李天芹（1975～），女，福建武平人，本科。研究方向：初中生物教學(xué)。