探索提高學(xué)生探究能力的實驗教學(xué)策略

（福清市元洪高級中學(xué)，福建福清350300）

探索提高學(xué)生探究能力的實驗教學(xué)策略

魏 疆

（福清市元洪高級中學(xué)，福建福清350300）

文章探討利用高中生物學(xué)經(jīng)典實驗，幫助學(xué)生體驗科學(xué)創(chuàng)新之處，激發(fā)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的熱情。開展高中生物學(xué)驗證性實驗時，指導(dǎo)學(xué)生做好實驗預(yù)習(xí)，加強實驗操作訓(xùn)練，并注重聯(lián)系現(xiàn)實生活。通過高中生物學(xué)探究性實驗，讓學(xué)生善于提出問題，制定科學(xué)的探究步驟，正確表達實驗結(jié)果與結(jié)論，促進學(xué)生的探究能力與生物科學(xué)素養(yǎng)的提高。

經(jīng)典實驗；驗證性實驗；探究性實驗；探究能力

國家強盛需要科技創(chuàng)新，科技創(chuàng)新依靠的是人才的創(chuàng)新，培養(yǎng)具有探究能力的人才是國家強盛的關(guān)鍵。學(xué)校承擔(dān)培養(yǎng)優(yōu)秀人才的任務(wù)，實驗教學(xué)是完成該任務(wù)的重要手段之一。因此，有必要探索高中生物學(xué)實驗教學(xué)策略，發(fā)揮實驗教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、提高學(xué)生的探究能力等教育價值。

一、以高中生物學(xué)經(jīng)典實驗激發(fā)學(xué)生探究學(xué)習(xí)熱情

高中生物學(xué)經(jīng)典實驗是科學(xué)家創(chuàng)新實驗的精華，在思維方式、研究方法上具有獨到之處，其研究成果還促進了生物技術(shù)的發(fā)展，具有廣泛的社會影響作用。教師應(yīng)重視經(jīng)典實驗教學(xué)，引領(lǐng)學(xué)生理解實驗的精髓、創(chuàng)新之處，激發(fā)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的熱情。

人教版《高中生物·必修1·分子與細胞》中“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”圖文并茂地闡述了巴斯德、李比希及畢希納等世界知名學(xué)者各具特色的實驗結(jié)論，但受當(dāng)時條件的限制，他們都沒有得到理想的實驗結(jié)果。美國科學(xué)家薩姆納基于前人的研究成果，最先證明脲酶是蛋白質(zhì)，使得人們對酶有了正確認識。教學(xué)時可指導(dǎo)學(xué)生課外查找這四位科學(xué)家的科學(xué)研究史料，了解他們科學(xué)研究方法與原理，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)科學(xué)、崇尚科學(xué)的意識與探究學(xué)習(xí)的熱情。

二、以驗證性實驗培養(yǎng)學(xué)生探究意識

驗證性實驗用于證明知識的科學(xué)性，有利于學(xué)生加深對所學(xué)知識的理解與應(yīng)用，培養(yǎng)操作技能，讓學(xué)生明確實驗方向，少走彎路。

1.做好實驗預(yù)習(xí)

由于課堂上學(xué)生動手實驗操作時間有限，因此學(xué)生必須熟悉實驗重點、操作步驟，做到課前根據(jù)教師強調(diào)的實驗難點及關(guān)鍵點預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容。教師應(yīng)將實驗的注意事項設(shè)計成問題串，促進學(xué)生在解決問題中增強探究意識。例如開展“綠葉中色素的提取和分離實驗”時，課前要求學(xué)生帶著下列問題預(yù)習(xí)：①實驗材料除了用菠菜的綠葉外還可以用哪些植物的綠葉？②綠葉研磨過程要添加哪些材料？它們分別起什么作用？讓學(xué)生在思考、預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容與步驟，促進達成預(yù)期的實驗教學(xué)目標(biāo)。

2.加強實驗操作訓(xùn)練

課堂實驗時應(yīng)盡量讓學(xué)生都動手做一做，不能因為實驗操作太簡單或太麻煩而忽略，學(xué)生只有通過親手操作才能深刻理解其中蘊含的實驗原理。例如“蛋白質(zhì)的檢測和觀察實驗”的操作步驟是：①在試管內(nèi)加入稀釋的蛋清；②加入NaOH溶液，振蕩試管；③滴加CuSO4溶液。學(xué)生操作時經(jīng)常出現(xiàn)第二、三步驟順序錯誤，影響實驗結(jié)果，原因是其不理解為什么要先加NaOH溶液再加CuSO4溶液。為此，要引導(dǎo)學(xué)生對比、分析不同操作順序的實驗現(xiàn)象與結(jié)果，明白科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒灢僮鞯闹匾裕I(lǐng)悟?qū)φ諏嶒灥囊饬x，掌握正確的實驗操作步驟，培養(yǎng)學(xué)生的探究意識。

3.注重聯(lián)系現(xiàn)實生活

驗證性實驗教學(xué)設(shè)計要體現(xiàn)“生活即教育”的教育思想，讓學(xué)生切實地感受到知識服務(wù)于生活，學(xué)有所用，提高學(xué)生解決生活中實際問題的能力。例如，當(dāng)學(xué)生用斐林試劑檢測蘋果汁是否含還原性糖時，引導(dǎo)學(xué)生思考如何采用本實驗原理和檢測步驟診斷糖尿??？布置學(xué)生課后查找診斷糖尿病的方法。當(dāng)學(xué)生用雙縮脲試劑檢測稀釋的蛋清是否含蛋白質(zhì)后，教師可以提出問題：“雙縮脲試劑能檢測哪些人體體液？”激發(fā)學(xué)生的探究意識，提高參與實驗積極的積極性，增強實驗課堂的活力。

二、以探究性實驗讓學(xué)生學(xué)會探究

高中生物學(xué)探究性實驗具有靈活性強、方式多樣等特點，只有掌握相關(guān)知識原理，才能制定科學(xué)有效的探究方案。因此，有必要指導(dǎo)學(xué)生提出值得探究的問題，制定科學(xué)的探究實驗步驟，分析、歸納、交流實驗結(jié)果與結(jié)論，讓學(xué)生學(xué)會探究。

1.指導(dǎo)學(xué)生善于提出問題

探究實驗始于問題，啟發(fā)學(xué)生提出值得探究的問題，才能啟動探究實驗方案的制定與實施。因此，教師要營造民主、和諧、探究的實驗教學(xué)氛圍，結(jié)合探究實驗教學(xué)目標(biāo)，聯(lián)系學(xué)生的知識水平、生活實際激發(fā)學(xué)生提出問題，避免學(xué)生不敢提問或提出沒有探究價值的問題。例如“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗教學(xué)時，先引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)生物呼吸方式，再提出“酵母菌在生活實際中有哪些應(yīng)用？”以此啟發(fā)學(xué)生提出要探究的問題。

2.指導(dǎo)學(xué)生制定科學(xué)的探究步驟

學(xué)生提出探究問題并作出假設(shè)后，為了驗證假設(shè)是否正確，就要制定切實可行的探究步驟。探究步驟的制定需要考慮操作注意事項、相關(guān)變量設(shè)定、測定、控制等諸多因素。教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生水平，幫助學(xué)生制定科學(xué)的探究步驟。例如，探究溫度對酶活力影響時，讓學(xué)生思考：自變量溫度應(yīng)如何設(shè)定？該實驗的無關(guān)變量需要考慮哪些因素？如何控制？因變量如何測定等等。指導(dǎo)學(xué)生分析、討論，從而才有可能制定出探究步驟。

生物高考實驗探究題是課本實驗的演變與拓展，有利于學(xué)生練習(xí)制定探究實驗步驟，明確實驗步驟的關(guān)鍵點及操作順序。例如，2016年高考選擇題第3題考查了“影響酶活性的條件”實驗關(guān)于因變量測定的操作步驟，是加入緩沖液→加入底物→加入酶→保溫并計時→一段時間后檢測產(chǎn)物的量。這道題能幫助學(xué)生提高制定探究實驗步驟的能力，檢驗探究實驗教學(xué)效果。

3.指導(dǎo)學(xué)生正確表達實驗結(jié)果與結(jié)論

除了實驗課上指導(dǎo)學(xué)生思考、交流實驗結(jié)果與結(jié)論外，生物高考實驗題有利于學(xué)生練習(xí)正確地文字表達實驗結(jié)果與結(jié)論，提高學(xué)生的交流表達能力。應(yīng)要求學(xué)生做完每道實驗題后找出關(guān)鍵環(huán)節(jié)或字眼。例如，“探究光照強度對植物光合作用強度的影響”中作為自變量的光照強度是關(guān)鍵字眼。距離和光的亮度是調(diào)節(jié)光照強度的兩種方式。要求學(xué)生答題時明確自變量、因變量，并用文字、表格與圖形等表示自變量對因變量的促進或抑制作用，簡潔明了地表達實驗結(jié)果。

由于驗證性實驗是通過實驗驗證已學(xué)的知識，探究性實驗是通過實驗得出要學(xué)的知識，雖然兩種實驗的方案不同，但目標(biāo)都是促進學(xué)生學(xué)習(xí)知識。因此，要引導(dǎo)學(xué)生練習(xí)驗證性實驗與探究性實驗的相互轉(zhuǎn)化。例如，“綠葉中色素的提取和分離”驗證實驗中，若實驗操作規(guī)范，材料選擇正確，帶有濾液細線的濾紙條可呈現(xiàn)四種色素：胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b。該驗證實驗若要轉(zhuǎn)化為探究實驗，則要指導(dǎo)學(xué)生提出值得探究的問題：“新鮮綠葉含有四種色素嗎？含有葉黃素嗎？”等。并指導(dǎo)學(xué)生做出假設(shè)，設(shè)計探究實驗方案。通過驗證性實驗與探究性實驗兩種不同的實驗方式，使得學(xué)生對驗證性實驗與探究性實驗的實驗方式、方法有更深的理解，促進全面理解、應(yīng)用知識，提高實驗?zāi)芰Α?/p>

總之，應(yīng)加強高中生物學(xué)實驗教學(xué)策略的研究，充分發(fā)揮高中生物學(xué)經(jīng)典實驗、驗證性實驗與探究性實驗的教育價值，提高學(xué)生的探究能力與生物科學(xué)素養(yǎng)。

［1］章青.高中生物實驗教學(xué)策略研究［J］.實驗教學(xué)與儀器，2013(12).

［2］鐘倩萍.農(nóng)村高中生物教學(xué)注重與現(xiàn)實生活聯(lián)系的研究［D］.南京：南京師范大學(xué)，2011.

［3］方鵬.高中生物實驗教學(xué)中實施探究性教學(xué)的研究［D］.大連：遼寧師范大學(xué)，2008.

（責(zé)任編輯：陳欣）