引導(dǎo)學(xué)生從生物實(shí)驗(yàn)中親歷科學(xué)探究的過程

張利

摘 要： 作者結(jié)合教學(xué)案例，就引導(dǎo)學(xué)生從生物實(shí)驗(yàn)中親歷科學(xué)探究的過程，最終得出結(jié)論。這樣獲得的知識(shí)，印象深刻，理解透徹。同時(shí)在學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過程中，學(xué)生的合作意識(shí)、思維能力、科學(xué)素養(yǎng)都有不同程度的提高。

關(guān)鍵詞： 生物教學(xué) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 探究實(shí)驗(yàn) 培養(yǎng)能力

科學(xué)探究活動(dòng)是生物科學(xué)學(xué)習(xí)的中心環(huán)節(jié)，倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)是生物課程標(biāo)準(zhǔn)的重要理念之一，設(shè)計(jì)并組織好科學(xué)探究活動(dòng)，是課改教師貫徹落實(shí)這一課程理念的關(guān)鍵所在。在設(shè)計(jì)和組織科學(xué)探究活動(dòng)中，我們感到“度”的把握更關(guān)鍵和重要。能否把握好科學(xué)探究活動(dòng)中“度”的問題，不僅關(guān)系到課程標(biāo)準(zhǔn)的落實(shí)，而且影響到學(xué)生參與探究活動(dòng)的主動(dòng)性和積極性。科學(xué)探究活動(dòng)的開展，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，有利于學(xué)生主體性的發(fā)揮和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)起到至關(guān)重要的作用。下面筆者結(jié)合教學(xué)案例，就引導(dǎo)學(xué)生從生物實(shí)驗(yàn)中親歷科學(xué)探究的過程談?wù)勛龇ā?/p>

一、案例呈現(xiàn)

在復(fù)習(xí)初一生物時(shí)，遇到一個(gè)練習(xí)題：（如圖所示）天平兩端托盤上的盛水燒杯內(nèi)各插有1根樹枝，且兩根樹枝的樹葉一多一少，開始時(shí)天平兩端平衡?，F(xiàn)將此裝置移至光下照射一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)天平一側(cè)上升。產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因主要是由于植物的（？搖？搖？搖？搖）

圖1

A.左側(cè) 蒸騰作用 B.右側(cè) 光合作用

C.左側(cè) 呼吸作用 D.右側(cè) 分解作用

經(jīng)過激烈爭(zhēng)論，學(xué)生形成了對(duì)立雙方：

A方認(rèn)為：葉片是植物進(jìn)行蒸騰作用的主要器官，左側(cè)葉片比右側(cè)多，蒸騰作用速率快，植物體散失水分多，所以左側(cè)上升。

B方認(rèn)為：葉片是植物進(jìn)行光合作用的主要場(chǎng)所，左側(cè)葉片比右側(cè)多，光合作用速率快，制造的有機(jī)物多，所以右側(cè)上升。

正當(dāng)雙方爭(zhēng)執(zhí)不下、互不相讓時(shí)，在一旁傾聽的筆者，覺得這是一個(gè)特別值得研究的題目，它涉及了光合作用和蒸騰作用兩大領(lǐng)域的知識(shí)，要想讓學(xué)生更好地掌握知識(shí)，只有通過親自試驗(yàn)、得出結(jié)論，才能理解透徹、記憶深刻。

這時(shí)，筆者靈機(jī)一動(dòng)，說：“真理是在爭(zhēng)議中產(chǎn)生的。既然誰也說服不了誰，我們可以通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證同學(xué)們的猜想?！蓖瑢W(xué)們一聽，熱情很高，對(duì)實(shí)驗(yàn)期待。

根據(jù)練習(xí)題所提供的信息，同學(xué)們討論后，設(shè)計(jì)出了實(shí)驗(yàn)方案，確定了所需的器材和方法步驟。

二、實(shí)驗(yàn)材料與儀器

材料：新鮮帶葉的健壯枝條。儀器：托盤天平、燒杯、枝剪。

三、實(shí)驗(yàn)方法與步驟

1.將學(xué)生分組：將選A和選B的學(xué)生分成兩組，分別給每一小組配一臺(tái)托盤天平、兩套燒杯、一把枝剪，簡(jiǎn)要地強(qiáng)調(diào)要去除無關(guān)變量。

2.學(xué)生分組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，每組選取兩枝兩所帶葉片大小都大致相同的健壯枝條（把其中的一個(gè)枝條的葉片去掉），分別插入盛等量水的燒杯中，燒杯中滴入植物油，將它們分別放在預(yù)先調(diào)試好的天平上，再調(diào)試平衡。

A、B兩組同學(xué)，設(shè)計(jì)出如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。

圖2

將裝置放在陽光下，觀察天平的平衡狀態(tài)隨時(shí)間的推移而發(fā)生怎樣的變化，發(fā)生變化的時(shí)間需要多長(zhǎng)時(shí)間？并填寫下表：

大約經(jīng)過二十分鐘后，天平左側(cè)上升。A組同學(xué)歡呼雀躍，B組此時(shí)卻鴉雀無聲。筆者提出問題：綠色植物的枝條能不能進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物？怎樣驗(yàn)證？

A、B兩組分別討論，設(shè)計(jì)了自己的實(shí)驗(yàn)方案，確定了所需的實(shí)驗(yàn)器材和方法步驟。

四、探究方案和步驟

（一）A組的設(shè)計(jì)方案和步驟。

1.把綠色植物的枝條放在黑暗處一晝夜。

2.然后移到陽光下，照射3到4小時(shí)。

3.將葉片放在盛有酒精的小燒杯里，再放入大燒杯內(nèi)隔水加熱，葉片逐漸由綠色色變成黃白色。

4.取出葉片，用清水漂洗干凈。然后放在培養(yǎng)皿里，向葉片滴加碘液。

5.稍停片刻，用清水洗掉碘酒。觀察葉片顏色。

（二）B組的設(shè)計(jì)方案和步驟。

1.把綠色植物的枝條從清水中取出，用干布把枝條擦凈，用電子天平稱重。

2.然后移到陽光下，照射3到4小時(shí)。

3.再把綠色植物的枝條從清水中取出，用干布把枝條擦凈，用電子天平稱重。

4.第二次重量減去第一次重量，即為光合作用制造的有機(jī)物重量。

五、探究結(jié)果

A組：葉片變藍(lán)，說明綠色植物的枝條進(jìn)行光合作用產(chǎn)生有機(jī)物。

B組：第二次重量增加，說明綠色植物的枝條進(jìn)行光合作用產(chǎn)生有機(jī)物。

同學(xué)們討論練習(xí)題，做出新解釋：在陽光下，綠色植物進(jìn)行蒸騰作用散失的水分重量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于光合作用制造的有機(jī)物重量。

六、討論和總結(jié)

這種練習(xí)題，沒有采用傳統(tǒng)的講解手段，而是采用“爭(zhēng)議—提出問題—設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—?jiǎng)邮肿鰧?shí)驗(yàn)—觀察記錄—得出結(jié)論”這一基本程序。在解決問題的過程中，學(xué)生由于爭(zhēng)議，產(chǎn)生了需求，進(jìn)而提出了探究問題，根據(jù)事先預(yù)定的假設(shè)，分別設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)，然后親自做實(shí)驗(yàn)，通過長(zhǎng)時(shí)間的觀察、記錄，最終得出了結(jié)論。

筆者讓學(xué)生親歷科學(xué)探究的過程，正如蒙臺(tái)梭利說：“我聽到了，但隨后就忘記了：我看到了，也就記得了；我做到了也就理解了。”學(xué)生通過自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，做中學(xué)，逐漸體驗(yàn)到了“學(xué)以致用”，這樣獲得的知識(shí)，印象深刻，理解透徹。為了讓學(xué)生更好地掌握知識(shí)，根據(jù)練習(xí)題所提供的信息，設(shè)計(jì)出了實(shí)驗(yàn)方案，確定了所需的器材、方法和步驟；親自做實(shí)驗(yàn)，通過長(zhǎng)時(shí)間的觀察、記錄，最終得出了結(jié)論。這樣獲得的知識(shí)，印象深刻，理解透徹。同時(shí)在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過程中，學(xué)生的合作意識(shí)、思維能力、科學(xué)素養(yǎng)都有不同程度的提高。

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