微探究在生物課堂教學(xué)中的實(shí)踐

徐宏余

高中生物新課程標(biāo)準(zhǔn)提出了“倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”的理念，并要求學(xué)生在新課程的學(xué)習(xí)中應(yīng)以探究性學(xué)習(xí)作為主要的學(xué)習(xí)方式之一。探究性學(xué)習(xí)是一種積極的學(xué)習(xí)過(guò)程，主要指的是學(xué)生在課堂上自主探索問(wèn)題的學(xué)習(xí)方式。這種學(xué)習(xí)方式是對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)方式的一種徹底的改革，學(xué)生將從教師講什么就聽(tīng)什么，教師讓做什么就做什么的被動(dòng)的學(xué)習(xí)者，變?yōu)橹鲃?dòng)參與的學(xué)習(xí)者。但是在某些課堂上，也發(fā)現(xiàn)有教師為了趕時(shí)髦，為了形式而盲目地去開(kāi)展探究性活動(dòng)，使得課堂教學(xué)秩序凌亂，效率也不高。在這種情況下，教師不一定整堂課都開(kāi)展探究活動(dòng)，可以針對(duì)某個(gè)微課題來(lái)進(jìn)行探究，即“微探究”。

1 微探究與一般探究的比較

在生物課堂上，探究性學(xué)習(xí)是無(wú)處不在的，關(guān)鍵是教師給學(xué)生提供一種思考的機(jī)會(huì)，引導(dǎo)學(xué)生選擇適當(dāng)?shù)囊粋€(gè)角度，從而獲得一種探究的體驗(yàn)。這種在課堂中隨時(shí)體現(xiàn)出來(lái)的探究活動(dòng)叫微探究。微探究和一般探究性學(xué)習(xí)都是要開(kāi)展探究活動(dòng)，但是兩種在探究對(duì)象、探究方法和探究成果上是有一定差異的（表1）。

2 實(shí)施課堂教學(xué)微探究的方法

2.1 創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生探究的興趣

如何創(chuàng)設(shè)一個(gè)情境，激發(fā)學(xué)生思考的熱情，是教師備課時(shí)要充分考慮的。例如：在學(xué)習(xí)“肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)得到‘DNA是遺傳物質(zhì)”的教學(xué)過(guò)程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生研究格里菲斯的四組實(shí)驗(yàn)。第一組：注射R型活細(xì)菌到小鼠體內(nèi)，結(jié)果小鼠死亡；第二組：注射S型活細(xì)菌到小鼠體內(nèi)，結(jié)果小鼠死亡；第三組：注射加熱殺死的S型細(xì)菌到小鼠體內(nèi)，結(jié)果小鼠不死亡；第四組：將R型活細(xì)菌與加熱殺死的S型細(xì)菌混合后注射到小鼠體內(nèi)，結(jié)果小鼠死亡，并且從小鼠體內(nèi)分離出S型活細(xì)菌。其實(shí)這四組實(shí)驗(yàn)中的前三組都比較容易理解，關(guān)鍵就是要引導(dǎo)學(xué)生探究第四組實(shí)驗(yàn)，教師只要?jiǎng)?chuàng)設(shè)“小鼠死亡的原因是什么？小鼠體內(nèi)的S型活細(xì)菌怎么產(chǎn)生的？是R型活菌繁殖后代發(fā)生了變異還是死亡的S型細(xì)菌復(fù)活了？”這三個(gè)情境讓學(xué)生進(jìn)行微探究，學(xué)生很自然就會(huì)得到是R型細(xì)菌繁殖的后代出現(xiàn)了變異的結(jié)論。那為什么R型細(xì)菌會(huì)發(fā)生變異，轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌？學(xué)生會(huì)想到了在加熱殺死的S型細(xì)菌中存在著某種能夠使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化因子。這個(gè)轉(zhuǎn)化因子是什么？教師可以創(chuàng)設(shè)“加熱殺死的S型細(xì)菌中有哪些成分？這些成分都可以使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化嗎？我們能否利用分組對(duì)照實(shí)驗(yàn)來(lái)確定轉(zhuǎn)化因子？”等三個(gè)問(wèn)題情境來(lái)激發(fā)學(xué)生的第二次微探究活動(dòng)，從而引出艾弗里的體外轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而得出“DNA是遺傳物質(zhì)”的結(jié)論。這樣的微探究活動(dòng)，一方面可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)探究的熱情；另一方面又可以提高課堂的效率，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

2.2 結(jié)合數(shù)學(xué)模型，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展探究性學(xué)習(xí)

生物學(xué)課堂上有許多關(guān)于模型的教學(xué)，其中數(shù)學(xué)模型是一種常見(jiàn)的模型。例如：在基因的自由組合定律應(yīng)用的教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生已經(jīng)熟練地掌握兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)F2代中會(huì)出現(xiàn)“9∶3∶3∶1”的性狀分離比。但是在做題過(guò)程中學(xué)生很快就碰到一對(duì)相對(duì)性狀的題目，其比例既不是“3∶1”也不是“1∶1”，而是出現(xiàn)“9∶3∶3∶1”的變式。

【例1】 在西葫蘆的皮色遺傳中，已知黃皮基因（Y）對(duì)綠皮基因（y）顯性，但在另一白色顯性基因（W）存在時(shí)，則基因Y和y都不能表達(dá)?，F(xiàn)有基因型WwYy的個(gè)體自交，其后代表現(xiàn)型種類及比例是多少？

解析：這道題目只涉及黃皮、綠皮和白皮三種表現(xiàn)性，這時(shí)候教師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行微探究，探究這三種表現(xiàn)性的基因型。學(xué)生不難得出W_ _ _的表現(xiàn)為白色，wwY_的表現(xiàn)為黃色，wwyy表現(xiàn)為綠色。根據(jù)WwYy的個(gè)體自交的比例為W_Y_∶W_yy∶wwY_∶wwyy=9∶3∶3∶1的結(jié)論，學(xué)生自然可以得出本題的答案應(yīng)該是3種，比例12∶3∶1。這時(shí)候教師可以改編這道例題來(lái)開(kāi)展“9∶3∶3∶1”變式的探究。

【例2】 在西葫蘆的皮色遺傳中，已知黃皮基因（Y）對(duì)綠皮基因（y）顯性，但是會(huì)受另外一個(gè)顯性基因（W）的影響，當(dāng)基因Y和W都存在時(shí)表現(xiàn)為黃色，其他表現(xiàn)為綠色。現(xiàn)有基因型WwYy的個(gè)體自交，其后代表現(xiàn)型種類及比例是多少？

【例3】 在西葫蘆的皮色遺傳中，已知黃皮基因（Y）對(duì)綠皮基因（y）顯性，但是會(huì)受另外一個(gè)顯性基因（W）的影響，當(dāng)基因Y或W存在時(shí)表現(xiàn)為黃色，其他表現(xiàn)為綠色。現(xiàn)有基因型WwYy的個(gè)體自交，其后代表現(xiàn)型種類及比例是多少？

學(xué)生通過(guò)計(jì)算，得出以上兩道例題的答案為“9∶7”和“15∶1”，而且都運(yùn)用了基因的自由組合定律的原理。這時(shí)候教師便可以提出探究的課題，“這些比例的共同點(diǎn)有哪些，還有哪些比例也可以用自由組合定律去解題？”學(xué)生不難得到結(jié)論：這些比例的數(shù)字之后都是16，還可能存在“9∶3∶4”、“9∶6∶1”、“9∶4∶3”等比例也符合以上條件，稱之為“9∶3∶3∶1”的變式。其實(shí)這樣的一個(gè)核心問(wèn)題的講解不需要學(xué)生漫無(wú)目的的探究，關(guān)鍵是教師要抓住核心問(wèn)題，層層剖析，并提出值得微探究的課題，逐步引導(dǎo)學(xué)生思考，便可以起到事半功倍的效果。

2.3 充分利用探究性實(shí)驗(yàn)，大膽開(kāi)展微探究教學(xué)

探究性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展就是按照“提出問(wèn)題—作出假設(shè)—設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—分析結(jié)果—得出結(jié)論—表達(dá)交流”的程序讓學(xué)生大膽地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、探究并得出結(jié)論的過(guò)程，但是教材上有些實(shí)驗(yàn)的教學(xué)難度十分大，對(duì)于基礎(chǔ)稍弱的學(xué)生來(lái)講，可能會(huì)舉手無(wú)措。這時(shí)候?qū)W生們便可以在教師的引導(dǎo)下，把這樣一個(gè)大的探究性課題分解為多個(gè)微探究課題來(lái)組織教學(xué)。例如在人教版必修一教材“探究溫度影響酶的活性”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，這個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程較為繁瑣，從選材到控制變量再到結(jié)果分析都是難點(diǎn)。教師可以設(shè)置以下幾個(gè)微課題來(lái)組織學(xué)生進(jìn)行微探究：① 溫度是自變量，那選材是選淀粉和淀粉酶還是H2O2和H2O2酶？學(xué)生答：高溫會(huì)促進(jìn)H2O2的分解，所以選擇淀粉酶。② 如何控制自變量，加淀粉、淀粉酶和控制溫度變量的順序是怎樣的？學(xué)生答：加了淀粉后應(yīng)該先控制好各組的溫度，然后再加入淀粉酶，如果先加入淀粉酶，再去控制自變量，由于酶具有高效性，很快反應(yīng)就結(jié)束了。③ 根據(jù)反應(yīng)底物是否消失，可以用什么物質(zhì)鑒定？根據(jù)生成物有還原糖可以用什么物質(zhì)鑒定？結(jié)合本實(shí)驗(yàn)，是否兩種鑒定方法都可以？學(xué)生答：底物是淀粉，如果淀粉存在，用碘液鑒定顯藍(lán)色，如果淀粉全部水解，則用碘液鑒定不顯藍(lán)色；生成物有還原糖，如果淀粉被水解了，有還原糖生成，用斐林試劑水浴加熱后會(huì)有磚紅色沉淀生成，如果沒(méi)有磚紅色沉淀產(chǎn)生，則沒(méi)有還原糖生成，即淀粉酶沒(méi)有活性。但是由于自變量是溫度，本實(shí)驗(yàn)的鑒定不宜再進(jìn)行水浴加熱，所以實(shí)驗(yàn)的結(jié)果鑒定選擇碘液。有了這三個(gè)微探究課題的鋪墊，學(xué)生再來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程的設(shè)計(jì)就簡(jiǎn)單易行多了。

本次微探究活動(dòng)目的明確，針對(duì)性強(qiáng)，通過(guò)教師課題的引入，到組織學(xué)生開(kāi)展課堂探究活動(dòng)，整個(gè)課堂上學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和思考的熱情都很高，學(xué)生在掌握知識(shí)和方法技能上都得到了很大的提升。

3 實(shí)施課堂教學(xué)微探究的價(jià)值

在生物課堂自主探究學(xué)習(xí)的過(guò)程中，很多探究課題比較大，學(xué)生看到后可能會(huì)產(chǎn)生某種畏懼感，但是通過(guò)教師的講授、剖析，再來(lái)組織微課題的探究活動(dòng)，就使得課題更加簡(jiǎn)潔，課堂更加得輕松，學(xué)生的參與度更廣，真正實(shí)現(xiàn)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)。當(dāng)然微探究也不能解決全部探究性學(xué)習(xí)的問(wèn)題，步驟規(guī)范完整的一般性探究活動(dòng)在很多實(shí)驗(yàn)教學(xué)中還是很必要，微探究作為一般性探究活動(dòng)的一種補(bǔ)充，使得教學(xué)手段更加的多樣化。課堂微探究活動(dòng)讓學(xué)生學(xué)會(huì)思考、歸納、演繹推理，使學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、創(chuàng)造性得到充分的展示，全面提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和實(shí)踐能力。endprint