例析高中生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

馬寧

1 研究方法

采用實(shí)驗(yàn)對(duì)比研究的方法。選定渭南高級(jí)中學(xué)兩個(gè)班為研究對(duì)象，確定15班（66人）為對(duì)照班采用驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行質(zhì)壁分離及復(fù)原實(shí)驗(yàn)教學(xué)，主要是教師講解實(shí)驗(yàn)，學(xué)生按部就班地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，最后得出課本結(jié)論，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告;18班（68人）為實(shí)驗(yàn)班，通過(guò)生物實(shí)驗(yàn)探究模式進(jìn)行質(zhì)壁分離及復(fù)原實(shí)驗(yàn)的教學(xué)。教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，對(duì)照班和實(shí)驗(yàn)班的生物學(xué)由同一名生物教師任教。

2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程設(shè)計(jì)

2.1 對(duì)照班教學(xué)過(guò)程

在對(duì)照班采用常規(guī)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)法，即教師在講解滲透裝置和滲透原理的前提下，給出質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的蔗糖溶液條件下及清水處理后，應(yīng)該得到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)結(jié)論。然后播放質(zhì)壁分離及復(fù)原實(shí)驗(yàn)演示視頻，并根據(jù)視頻，在黑板上寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)材料和儀器、實(shí)驗(yàn)操作步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等內(nèi)容。演示完成后，開(kāi)始學(xué)生試驗(yàn)操作，教師在實(shí)驗(yàn)室中觀察學(xué)生操作過(guò)程，適時(shí)進(jìn)行指導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生注意觀察和記錄所發(fā)生的質(zhì)壁分離和滴加清水后質(zhì)壁分離復(fù)原的情況以及液泡體積和顏色等的變化。學(xué)生實(shí)驗(yàn)完成之后，小組展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出課本實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

2.2 實(shí)驗(yàn)班教學(xué)過(guò)程

采用探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)，教學(xué)流程圖如圖1所示。

由于教師已對(duì)滲透裝置和滲透原理進(jìn)行了講解，并且演示了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的蔗糖溶液條件下質(zhì)壁分離及清水復(fù)原實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)的操作步驟，然后提出探究問(wèn)題：蔗糖溶液的濃度改變或者改用其他溶液可以嗎？結(jié)果怎么樣呢？本實(shí)驗(yàn)選用什么樣的蔗糖溶液濃度？針對(duì)這些問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生自主分組并設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)。

A組使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的蔗糖溶液，B組使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的蔗糖溶液，C組使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的蔗糖溶液，D組使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%的蔗糖溶液，E組使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的硝酸鉀溶液。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師要求學(xué)生按照演示實(shí)驗(yàn)步驟和要求來(lái)操作，注意觀察和記錄所發(fā)生的質(zhì)壁分離和滴加清水后質(zhì)壁分離復(fù)原的情況以及液泡體積和顏色等的變化。

3 學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論比較

3.1 對(duì)照班結(jié)果

對(duì)照班學(xué)生按照黑板上的實(shí)驗(yàn)步驟，重復(fù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，完成了整個(gè)實(shí)驗(yàn)的小組，所用時(shí)間為40 min左右，其中有幾組獲得了較好的顯微照片，也有學(xué)生因不熟悉實(shí)驗(yàn)步驟而未完成實(shí)驗(yàn)，無(wú)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。但課后對(duì)“為什么要這樣做？實(shí)驗(yàn)的原理是什么”，大多數(shù)學(xué)生思路不清，表達(dá)不夠準(zhǔn)確，只能復(fù)述實(shí)驗(yàn)過(guò)程，不能發(fā)散思維解決實(shí)際問(wèn)題。

3.2 實(shí)驗(yàn)班班結(jié)果

實(shí)驗(yàn)班實(shí)驗(yàn)小組中有少許組未完成實(shí)驗(yàn)，各組均完成本小組對(duì)應(yīng)蔗糖濃度實(shí)驗(yàn)，并將小組最佳顯微照片匯總教師操作平臺(tái)，由教師整理后投影出來(lái)，供全班學(xué)生分析討論。實(shí)驗(yàn)班實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

四個(gè)小組分別選出了較成功的顯微照片。

展示實(shí)驗(yàn)顯微圖片后，學(xué)生自主提出問(wèn)題，并組織其他學(xué)生充分討論。教師適當(dāng)?shù)刂笇?dǎo)。討論的主要問(wèn)題有：

① 蔗糖溶液的濃度不同，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果為什么不同？

② 使用的溶液不同，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果為什么不同？

③ 液泡的體積、顏色發(fā)生變化的原因？

通過(guò)討論和教師的指導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生得出結(jié)論：當(dāng)外界溶液濃度小于細(xì)胞液的濃度時(shí)，細(xì)胞就通過(guò)滲透作用吸水，就不發(fā)生質(zhì)壁分離或質(zhì)壁分離復(fù)原;當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞液的濃度時(shí)，細(xì)胞就通過(guò)滲透作用失水，而發(fā)生質(zhì)壁分離;當(dāng)外界溶液濃度過(guò)大，細(xì)胞就由于過(guò)度失水而死亡;用30%的硝酸鉀時(shí)，由于硝酸根離子和鉀離子在細(xì)胞開(kāi)始失水的過(guò)程中，被選擇吸收到細(xì)胞內(nèi)，使細(xì)胞液濃度增大，細(xì)胞又吸水，所以發(fā)生的是質(zhì)壁分離后自動(dòng)復(fù)原;液泡內(nèi)的色素不能通過(guò)原生質(zhì)層。

4 生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考和建議

4.1 生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)

生物學(xué)科中的許多定律和原理都是通過(guò)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究而建立起來(lái)的，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力是學(xué)生實(shí)驗(yàn)素質(zhì)的一個(gè)重要方面。經(jīng)過(guò)對(duì)比性實(shí)驗(yàn)研究表明，探究性實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)相比，在提高學(xué)生生物實(shí)驗(yàn)技能、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維方法以及提高生物課程學(xué)習(xí)效率等方面是可行且有效的。生物探究性實(shí)驗(yàn)可以充分發(fā)揮了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的主體作用，使學(xué)生能夠在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中認(rèn)真實(shí)驗(yàn)、主動(dòng)觀察、大膽提問(wèn)、積極思考，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性。同時(shí)，教師在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)技能方面，駕馭教材和課堂能力有了較大提高，教學(xué)思考也更具有前瞻性。

4.2 教師在生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的角色轉(zhuǎn)變

教師在教學(xué)中應(yīng)注意引導(dǎo)方法的變化，從指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)操作轉(zhuǎn)變?yōu)樽龊谩疤釂?wèn)”的示范，讓學(xué)生積極參與到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備、操作、數(shù)據(jù)分析和結(jié)論推導(dǎo)等過(guò)程中去，讓學(xué)生把握規(guī)律和原則，實(shí)現(xiàn)知識(shí)與能力的統(tǒng)一對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。教師在上驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)課時(shí)，可在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上靈活改變實(shí)驗(yàn)的某個(gè)條件，讓學(xué)生利用課本實(shí)驗(yàn)的程序，進(jìn)行簡(jiǎn)單的探究實(shí)驗(yàn)。在這樣的“模仿”過(guò)程中，訓(xùn)練學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思維方式，使學(xué)生初步形成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路，為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)施的可行性奠定良好的心理基礎(chǔ)。教師可通過(guò)創(chuàng)設(shè)探究性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)主動(dòng)地體驗(yàn)知識(shí)的探究過(guò)程，讓學(xué)生的知識(shí)水平和探究能力在知識(shí)的探究過(guò)程中逐漸增長(zhǎng)起來(lái)，從而激發(fā)學(xué)生的求知欲和好奇心，促使學(xué)生主動(dòng)探究，讓學(xué)生感受到知識(shí)的產(chǎn)生和發(fā)展的過(guò)程，成為新知識(shí)的探究者和發(fā)現(xiàn)者。

4.3 有待解決的問(wèn)題

在生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中還有一些問(wèn)題有待解決，如課時(shí)有限，而探究性學(xué)習(xí)耗時(shí)多;學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、討論不夠充分;有部分學(xué)生沒(méi)有實(shí)事求是地參與到實(shí)驗(yàn)和討論中，對(duì)教師和學(xué)習(xí)好的學(xué)生的依賴性比較強(qiáng)等，這些都有待在以后的教學(xué)中逐步加以改進(jìn)和完善。