試論初中生物自主探究實驗教學(xué)

現(xiàn)行初中生物學(xué)新課程明顯表現(xiàn)出“理念新、課程新、教材新、教法新、角色新、評價新”的特點。所以，現(xiàn)在的教師必須擁有新課程背景下的教學(xué)理念，掌握新課程背景下的實驗教學(xué)的新策略和模式?，F(xiàn)在以我連續(xù)多年擔(dān)任新課改后的初中生物學(xué)教學(xué)的實踐，緊抓“教法新”，倡導(dǎo)新課改理念，提出并實施了一套新理念“五步”自主探究實驗教學(xué)法：即“設(shè)問——假設(shè)——實驗——總結(jié)—— 應(yīng)用”的自主、合作、探究相結(jié)合的探究實驗教學(xué)框架。形成一種新課標(biāo)下的自主探究實驗的教學(xué)模式。

自主探究實驗是指在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生自主設(shè)計實驗計劃、裝置、方法和步驟，自主觀察實驗現(xiàn)象、記錄結(jié)果、分析數(shù)據(jù)和得出結(jié)論的實驗。這類實驗現(xiàn)行的新課標(biāo)、新教材、以及各級各類考試中已經(jīng)明顯加大權(quán)重。因此這類實驗的教學(xué)在很大程度上關(guān)系著生物學(xué)的新課程理念“以學(xué)生的發(fā)展為本”和新課程目標(biāo)“學(xué)以致用”的落實，最終關(guān)系著學(xué)生生物學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)和新課程的生物學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提高。這類實驗是要求利用以有的生活，生產(chǎn)經(jīng)驗和知識能力進(jìn)行的一種開拓意識的創(chuàng)造性活動，它能較好地調(diào)動學(xué)生親自實驗的積極性，開發(fā)學(xué)生的智力。激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和主動獲取新知識的欲望，能更有效地培養(yǎng)掌握知識，靈活運用知識能力的方法，培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力，探索精神和創(chuàng)新能力。但是對于初中生來說，由于他們的思維還具有較大的局限性，要他們之根據(jù)教材中的實驗內(nèi)容設(shè)計出不同于教材的、新的完整的實驗并非易事。因此，對這類實驗的教學(xué)應(yīng)遵循能力培養(yǎng)原理，運用逐漸分化，循序漸進(jìn)的實驗教學(xué)法，要求學(xué)生在經(jīng)歷過模仿式和分段式實驗的前提下，在教師的啟發(fā)引導(dǎo)下再過渡到自主探究實驗。教師應(yīng)盡量為實驗提供或創(chuàng)造條件，講清實驗原理和實驗的目的要求，然后讓學(xué)生們自主、合作共同完成實驗，只有這樣才能把自主作探究實驗作為開啟學(xué)生新思維的鑰匙，否則學(xué)生就會無從下手，失得其反。下面我就以現(xiàn)行人教版七年級下冊生物課本中，第四單元第四章第一節(jié)“流動的組織——血液”的探究實驗為例、談?wù)勎业囊龑?dǎo)式“五步”探究實驗教學(xué)。

一、設(shè)問

以生活現(xiàn)象、課文內(nèi)容或教師利用多媒體等教學(xué)手段創(chuàng)設(shè)情景，發(fā)現(xiàn)問題、提出問題：

探究“血液的組成和功能”的實驗的問題是：

①為什么人的皮膚被輕微刮破后，流血不久就會自然停止？

②貧血的人多數(shù)都是臉色蒼白、你知道其原因嗎？這種現(xiàn)象說明血液是什么顏色的？

③血液由哪些成分所組成的？各成分分別有什么功能？

④你知道煤氣是怎樣使人中毒的呢？

⑤醫(yī)生為什么在診斷某些疾病時，要先看血液檢驗報告單？

二、假設(shè)

啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生充分思考、討論交流、根據(jù)提問和自己已有的經(jīng)驗作出假設(shè)。

①皮膚輕微刮破流血會自然停止、可能是血液成分中含有一種能止血和凝血的成分（如血小板）

②貧血的人臉色蒼白、不紅潤是由于體內(nèi)血液中的某些紅色成分（紅細(xì)胞或血紅蛋白）被減少的緣故。

③血液的成分主要由血漿和血細(xì)胞兩部分組成，其中有一種成分可能是紅色的。

④血液中的各成分分別表現(xiàn)出血液的功能。（如運載氧、防御、止血和凝血等）

⑤煤氣中毒的原因可能是血液中的某種成分失去了結(jié)合氧氣的能力，使身體里缺氧而中毒的。

三、實驗

指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)假設(shè)、利用現(xiàn)有條件，提供必備的器材、啟發(fā)學(xué)生獨立設(shè)計實驗計劃。親自動手做實驗，觀察實驗現(xiàn)象、記錄數(shù)據(jù)，驗證實驗結(jié)果。

【實驗一】①取1支潔凈試管加入少量的檸檬酸鈉，然后注入從家畜（或家禽）體內(nèi)的10毫克血液、靜止一段時間后，貼上標(biāo)簽甲，觀察提問，加入檸檬酸鈉的目的是什么？

②另取一支潔凈的試管注入從家畜（或家禽）體內(nèi)抽出的10毫克血液、貼上標(biāo)簽乙、靜止一段時間后、觀察。

【實驗二】分組觀察人血的永久涂片。取人血的永久涂片放在低倍顯微鏡下觀察，并要求學(xué)生對照課文彩圖、比較各種血細(xì)胞的形態(tài)﹑數(shù)量和大小。

啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象。（提示學(xué)生注意：既要觀察明顯清晰的現(xiàn)象、又要觀察細(xì)微隱含的現(xiàn)象，更好注意觀察實驗?zāi)康乃蟮默F(xiàn)象）

比較加入了檸檬酸鈉的血液與未加檸檬酸鈉的血液靜止一段時間后，各發(fā)生了什么現(xiàn)象，老師追問、產(chǎn)生不同現(xiàn)象的原因是什么？

①通過觀察、會發(fā)現(xiàn)加入了抗凝劑（檸檬酸鈉）的血液出現(xiàn)分層現(xiàn)象、上層呈黃色、中間有一白色的薄層，下層呈暗紅色、未加抗凝劑（檸檬酸鈉）的血液會凝固、中間一團(tuán)呈紅色塊狀、周圍有淡黃色液體（血清）。邊觀察邊提出下列問題：

A.抗凝劑對血液有什么作用？

B.抗凝劑除檸檬酸鈉外是否還有其他藥品呢？

C.什么是抗凝劑？

D.為什么體內(nèi)的血液未加抗凝劑也不會凝固？

②觀察試管甲、乙現(xiàn)象時，應(yīng)提示學(xué)生注意觀察的重點是：

A.甲﹑乙試管的血液各發(fā)生了什么樣的變化？

B.甲試管靜止一段時間后分為幾層，各層分別是什么顏色？大致比例是多少？

C.上下層交界處的薄層是什么顏色。

D.觀察試管乙的血液時、注意內(nèi)外的顏色、狀態(tài)的改變。

③詳細(xì)記錄顯微鏡下觀察到的人血永久涂片的有關(guān)現(xiàn)象（如血細(xì)胞的數(shù)量、形態(tài)、大小等）。

四、總結(jié)

組織學(xué)生用科學(xué)方法、分析、討論、得出結(jié)論、總結(jié)出應(yīng)掌握的知識點和技能、同時寫好實驗報告單。

通過以上幾個實驗的操作、驗證、分析、觀察可得出下列結(jié)論：

①血液主要由血漿（位于上層呈淡黃色）和血細(xì)胞（位于中下層呈暗紅色）兩部分組成。

②血液中血漿和血細(xì)胞的體積各約占一半（即約占二分之一）。

③抗凝劑（如檸檬酸鈉）對血液的凝固有防止作用。

④通過試管乙的實驗證明、血液里含有止血和凝血的物質(zhì)如（血小板）、因未加抗凝劑的血液放在空氣中被凝結(jié)成塊。

⑤通過低倍顯微鏡下觀察人血永久涂片發(fā)現(xiàn)：紅細(xì)胞的數(shù)量最多、最容易找到、呈兩面凹的圓餅狀、無明顯的細(xì)胞核、體積較小、呈紅色。白細(xì)胞數(shù)量較少、白色，呈球形、較難找到、有明顯的細(xì)胞核、體積最大。血小板最難找到、呈白色、形狀不規(guī)則、無細(xì)胞核、體積最小。（低倍顯微鏡下看不清楚）

⑥紅細(xì)胞由于含有一種紅色的含鐵的蛋白質(zhì)（即血紅蛋白）所以呈紅色、使血液表現(xiàn)呈紅色，這種蛋白質(zhì)具有在含氧高的地方易與氧結(jié)合、在含氧低的地方易與氧分離的特性，所以血液具有運載氧的功能。白細(xì)胞、血小板都呈白色，所以未加抗凝劑的血液中間有一薄層呈白色。白細(xì)胞能吞噬病菌，對人體具有防御保護(hù)作用、血小板具有加速凝血和止血功能。

⑦血漿和血清都呈淡黃色，兩者的本質(zhì)應(yīng)別在于血漿中含有纖維蛋白原、血清中無纖維蛋白原。

⑧完成上述兩個實驗、學(xué)生必須學(xué)會并掌握從動物體內(nèi)抽血和使用顯微鏡等技能。

五、應(yīng)用

引導(dǎo)學(xué)生將實驗中學(xué)到的知識、理論、技能運用到生活、生產(chǎn)和科學(xué)實驗中去解決其它實際問題，從而實現(xiàn)“學(xué)以致用”的目標(biāo)。如：通過本探究實驗可以有如下應(yīng)用：

①根據(jù)分析血液檢驗報告單、懂得醫(yī)生是根據(jù)血液的組成變化、診斷人體的某些健康狀況的道理。如初步診斷，人是否貧血、有炎癥等病癥。

②根據(jù)血液各組成部分的功能，可理解藥物藥劑以及各種營養(yǎng)，廢物是怎樣達(dá)到人體各器官部位后起的作用。

③通過理解血紅蛋白的性質(zhì)，可知血液之所以具有運載氧和部分二氧化碳，就是紅細(xì)胞中的血紅蛋白質(zhì)在起作用的緣故。煤氣會使人中毒的本質(zhì)就是血紅蛋白與一氧化碳結(jié)合的能力大大的超過血紅蛋白與氧結(jié)合的能力。而且血紅蛋白一旦與一氧化碳結(jié)合就很難分離，再也不能與氧結(jié)合了。所以人體各細(xì)胞組織就很難運載到氧而中毒。

④通過理解抗凝劑、可知家里在宰殺家禽、家畜時，往往在家禽、家畜的血液中加一些食鹽，其目的就是使血液的凝結(jié)減慢。

又如：通過探究“種子萌發(fā)的環(huán)境條件”的實驗，使學(xué)生不僅加深了種子萌發(fā)的環(huán)境條件，自身條件和種子萌發(fā)的過程等知識的認(rèn)識。更主要的是使學(xué)生懂得和體會到了農(nóng)民們在農(nóng)作物播種前所進(jìn)行的土地耕耙、做畦、選種、浸種、保溫、催芽、播種等一系列勞動的科學(xué)道理，真正實現(xiàn)了生物探究實驗“學(xué)以致用”的目標(biāo)。

幾年來我一直堅持用“五步”自主探究實驗教學(xué)法對初中生物探究實驗進(jìn)行教學(xué)、通過教學(xué)實踐發(fā)現(xiàn)，只要教師善于引導(dǎo)、科學(xué)啟發(fā)，靈活運用學(xué)生熟知的生活常識和貼近學(xué)生思想的“熱點”增補(bǔ)一些方土教材、靈活運用各種各樣的教學(xué)策略和手段、具體指導(dǎo)觀察方法，訓(xùn)練觀察技能，著重培養(yǎng)創(chuàng)新思維。學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣、學(xué)生動手實驗的積極性是可以被激發(fā)的，學(xué)生的新思維視角和科學(xué)思維空間是可以被開發(fā)拓展的，在提高生物學(xué)教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生生物學(xué)素質(zhì)，實現(xiàn)新理念生物學(xué)目標(biāo)中都收到了較好的效果。

（作者單位：江蘇省新沂市實驗學(xué)校）