梅金元
[摘 要] 本文作者通過例舉實例,從不同的角度和視角闡述了生物探究性實驗教學的具體操作過程。全文旨在強調如何改變學生的學習方式,如何倡導和探索學生的探究性學習。在生物新課改中,教師要多給學生創(chuàng)設主動參與的機會,充分發(fā)揮學生的主體性,讓學生參與到實踐中,逐步形成創(chuàng)新精神和實踐能力。
[關健詞] 探究 實驗教學 策略
生物學是一門以觀察和實驗為基本研究方法的實驗科學,在生物實驗中,我們不能局限于課本上指定的實驗材料、試劑、方法和步驟,要適時挖掘學生實驗可探究點,為學生提供探究平臺,充分發(fā)揮學生的主體性,在自主實驗探究的過程中,培養(yǎng)學生的觀察、思維和創(chuàng)新能力,要讓學生在探究中求“真”。在教學實踐中,我主要從以下方面進行增強實驗探究性的嘗試。
一、設計探究性實驗
1.根據(jù)實驗原理設計探究性實驗
生物科學探究過程包括以下幾個環(huán)節(jié):發(fā)現(xiàn)問題、提出假設、實驗設計、實施實驗、結果分析交流討論。在這些環(huán)節(jié)中實驗設計是聯(lián)系問題和結論的重要途徑。沒有切實可行的實驗設計,一切科學探究都難以得出可靠的結論。因此,實驗設計能力的培養(yǎng)是培養(yǎng)學生科學研究素質的關鍵步驟,從實驗原理出發(fā)設計探究性實驗是培養(yǎng)學生實驗設計能力的方法之一。實驗原理是整個實驗的靈魂,是生物學實驗設計的依據(jù),包括實驗手段、實驗條件及操作步驟,都是依據(jù)實驗原理設計的。
2.根據(jù)實驗過程設計探究性實驗
在生物實驗中,實驗過程主要是指實驗的方法步驟。在教材的實驗中,許多已提供了具體的方法步驟如“比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率”、“探索淀粉酶對淀粉和蔗糖水解的作用”、“探索影響淀粉酶活性的條件”、“葉綠體中色素的提取和分離”等。要從實驗過程出發(fā)設計探究性實驗,首先要對教材中原有的實驗方案認真研究分析,發(fā)現(xiàn)實驗中存在的不足,有針對性的提出改進方案。學生在提出改進方案的過程中要綜合運用所學知識和技能,要考慮怎樣保證實驗方案與原方案相比更科學、可行、簡約。在實驗前,教師設疑引導學生層層深入剖析原理,指出教材實驗方案暴露的問題,引導學生從實驗步驟、方法等方面改進實驗。
例如“葉綠體中色素的提取和分離”實驗,存在實驗材料菠菜易受地域、季節(jié)等因素的限制,獲取色素提取液的步驟繁瑣,有毒藥品的使用、實驗現(xiàn)象不明顯等不足。根據(jù)以上缺陷,學生提出以下改進方案:
在實驗過程中,讓學生自行設計實驗,進行實驗操作,并作認真記錄,引導學生分析實驗結果,由結果推導出結論,培養(yǎng)科學探究能力,最終使學生形成:提出問題→設計→探究→結果→分析評價的探究式學習方法。
3.根據(jù)學生的錯誤設計探究性實驗
在生物實驗探究教學中,教師要在學生現(xiàn)有的知識經驗背景下,及時發(fā)現(xiàn)學生知識和能力發(fā)展的新“生長點”,提供一些有一定難度,綜合程度較高或靈活運用知識點的問題,從允許學生出錯的角度出發(fā),使學生對知識進行重新認識,引導學生設計探究性實驗,對實驗裝置提出改進方案,設計出新的探究實驗方案。
例如,在進行“葉綠體中色素的提取和分離”實驗中,從允許學生出錯的角度出發(fā),依據(jù)實驗原理,根據(jù)實驗層析液或層析液的配方、干燥的定性濾紙條等材料及實驗步驟,重新設計出實驗方案如下:①用汽油做層析液;②改進層析液的配方;③用圓形濾紙小筒一端浸入色素提取液中,取出干燥后,用圓形濾紙小筒套入圓形大濾紙中心,使有色素液部分緊貼圓形大濾紙中心,再將圓形濾紙小筒另一端浸入層析液中進行層析;④以粉筆取代濾紙條等。
實驗后,教師給予指導評價,對合理或不合理方面進行一一指出,使實驗得以確認,使新知識得以鞏固。這樣可以為學生的創(chuàng)造性活動以及思維發(fā)展創(chuàng)造一個更加廣闊的空間,使實驗探究教學真正具有伸展性和開放性。
4.根據(jù)實驗中的奇異現(xiàn)象設計探究性實驗
在生物實驗中,學生除了觀察到與實驗目的的直接相關現(xiàn)象以外,可能還發(fā)現(xiàn)了其他一些奇異的現(xiàn)象。這些奇異現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)正是學生敏銳觀察力的體現(xiàn),也是再次探究的起點和契機。教師在實驗教學中須重視這些發(fā)現(xiàn)要訓練學生從細微的奇異現(xiàn)象尋找本質,從而培養(yǎng)學生的獨立探究能力和創(chuàng)新能力。
例如“觀察植物細胞的質壁分離與復原”實驗,學生選用花瓣作實驗材料并都能觀察到質壁分離與復原現(xiàn)象,除此以外學生還驚奇的發(fā)現(xiàn):有的花瓣顏色色澤均勻,有的花瓣由許多小顆粒構成的。我抓住契機,引導學生討論:這些有色小顆粒是什么?花瓣的色彩由是由什么因素決定的?學生對此興趣很濃,并在課外時間主動探究,查閱資料,主動采集多種花瓣進行實驗觀察,發(fā)現(xiàn)原來有色小顆粒是有氣體,色澤均勻的花瓣是由液泡中花青素決定色彩的。不同種花色彩形成的原因也不一樣:有的是由花青素決定的;有的是花青素和有色體決定的;有的是有色體決定的。這一探究過程極大滿足了學生的好奇心,也使他們在充滿樂趣的探究中學會觀察、思考、質疑,求到真知。
二、開展研究性學習課題研究
研究性課題是一類比較完整的科學探究活動。根據(jù)課題性質將探究性課題分為知識探究型、準學術型和創(chuàng)新型。開展研究性課題是為鼓勵學生進行探究性學習,主要在課堂教學之外完成。研究性課題劃分為小組合作完成和獨立完成兩個層次。小組合作完成:同學間組成研究小組,共同商定課題研究計劃和方案,分工協(xié)作,共同完成課題研究任務。獨立完成:獨立制訂課題研究計劃和方案,按照計劃和方案獨立完成課題研究任務。
在研究性課題的選題上由學生自己選或老師提出,但要注意選題要切合學生的實際和學校的實際,要有科學根據(jù)、研究價值和現(xiàn)實可操作性。研究性課題可根據(jù)教材給出的課題的目的要求,開展課題研究的提示,引導學生進行探究的討論題,放手讓學生自己設計并完成全過程。學生通過這類完整的探究活動,學習自己提出問題,作出預測或假設,制定調查或實驗方案,運用各種方法和技術手段收集、記錄、分析和解讀數(shù)據(jù),分析實驗結果并檢驗假設,把得到的結論以各種形式與他人交流。這樣不僅為學生提供了更多參與、體驗、探究知識發(fā)生發(fā)展的過程,了解知識來龍去脈的機會,培養(yǎng)了他們學習生物的持久興趣;更重要的是通過探究性的實驗操作,可以培養(yǎng)學生嚴謹求實的科學態(tài)度,使學生掌握科學的研究方法,促進學生發(fā)展科學探究能力以及創(chuàng)造能力。
例如課本上第1個研究性課題“調查媒體對生物科學技術發(fā)展的報道”實施探究性教學具體步驟如下:①提出主題:教師指定了兩個主題——基因工程的進展、艾滋病病毒與艾滋病的防治,指定所教的班第1、2、3組選擇了第1個主題,第4、5組選擇了第2個主題。
②收集信息:教師首先強調了在收集信息的過程中需要注意的事項,學生便開始分工合作,充分利用圖書館、報刊雜志、互聯(lián)網等途徑進行信息的收集。應該說,學生收集到的信息內容是極其豐富多彩的。
③寫出報告:教師提供給學生有關寫報告需要注意的問題,如:作者姓名、文章標題、出版物的名稱、出版時間和頁碼、作者的寫作意圖,你從中獲得了哪些信息和事實,你對這篇文章有什么看法或見解等。學生在閱讀了相關文章后,經過討論、分析,寫出了自己的觀點,充分鍛煉了學生的思維能力。
④報告的交流和評價:報告完成后,利用一定的時間讓報告人進行陳述,而其他同學可以進行提問,由報告人進行答辯。在報告的交流和評價過程中,教師要充分調動學生的學習興趣,保持活躍的氣氛。
總之,隨著新課程的展開,改變學生的學習方式,倡導和探索探究性學習,無疑是信息時代對學校教育要求的體現(xiàn),是培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的一種新的嘗試和實踐。所以在生物新課改中,教師要多給學生創(chuàng)設主動參與的機會,讓學生參與到實踐中,發(fā)揮他們的聰明才智,逐步形成創(chuàng)新精神和實踐能力。endprint