高中生物教材實驗與探究性學習的整合研究

蓋亞美

摘 要：探究性實驗活動可以更加有效地輔助教師培養(yǎng)學生的自主學習能力、提高學生的生物科學素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。然而，目前很多教師對高中生物教材中實驗的講解多為傳統(tǒng)的“照本宣科”，對教材中實驗的內涵挖掘不夠，時常停留在實驗內容表面。對探究性學習與教材中探究性實驗、驗證性實驗內容進行多角度的探索與整合，力求給予學生更多的學習空間，讓學生感受到主動探究、主動發(fā)現(xiàn)的魅力，豐富其生物學習的體驗。

關鍵詞：高中生物；探究性學習；教材實驗

一、前言

生物學是一門以實驗為基礎的自然科學，人們對生物學科鉆研的重要方法就是開展生物實驗，離開實驗，生物學就如同無源之水、無本之木。但由于面臨高考，教師的授課壓力較大，傳統(tǒng)的“照本宣科”的實驗教學方式仍然屢見不鮮，這顯然阻礙了學生創(chuàng)新能力的發(fā)展，也無法達到應有的教學效果。作為教師，應結合生物學科的特點，積極探索適合新課程改革的學生學習方式，加強對學生學習方式的指導，充分發(fā)揮學生的潛能。

建構主義學習理論提出：由教師向學生簡單的知識傳遞過程不能稱為學習，被動的接受、吸收信息的人不能稱為學習者，而主動建構信息的人才是學習者。《普通高中生物課程標準》關于課程的基本理念中也提到要倡導探究性學習。探究性學習是一種積極的學習過程，是學生圍繞一定的問題、文本或材料，在教師的幫助或支持下自主尋求答案、自主建構意義或理解、自主尋求所需信息，自己主動探索問題的一種學習方式，其對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力至關重要。在近幾年的高中生物實驗教學中，筆者針對教材中原本的實驗內容加以改進，挖掘了一些可以進行進一步探究的知識切入點，為學生創(chuàng)設了更多的探究性學習的情境。讓學生在理解實驗原理、遵循基本的實驗操作程的基礎上進行探究性學習，加強對典型實驗的理解與掌握。

二、高中生物教材實驗與探究性學習的整合研究的建議

為了更好地將探究性學習與高中課堂實驗教學有機地進行整合，筆者從教材文本出發(fā)，帶領學生充分挖掘教材信息，對典型的教材實驗進行探究性思考，力求打破傳統(tǒng)的教學模式，提高高中生物課堂實驗教學的有效性，提升學生的探究能力與創(chuàng)新

能力。

（一）全面而辯證地了解與學習生物科學史中的探究思想

科學家的科學探究離不開實驗設計，教師應利用科學發(fā)展史中的經典實驗，充分地把科學家獨到的科學思想和方法滲透到知識傳授中，啟迪學生領會科學方法，并將其運用到實際的實驗設計中。此外，要用探究性學習的思維方式對科學史中涉及的實驗進行斟酌、推敲，如在實驗“生長素的發(fā)現(xiàn)過程”——“溫特的瓊脂塊實驗”中，將切下的燕麥胚芽鞘尖端放在瓊脂塊上，幾小時后移去尖端，將瓊脂切成小塊。再將經過處理的瓊脂塊放在切去尖端的燕麥胚芽鞘一側，結果胚芽鞘會向對側彎曲生長。此時，啟發(fā)學生“如果實驗只到這里得出結論：胚芽鞘尖端能夠產生促進尖端下部生長的物質是否嚴謹？”由于經過長期的探究性學習的鍛煉，很多學生會很容易想到：因為胚芽鞘的下端同時還接觸了瓊脂塊，所以也有可能促進生長是由于瓊脂塊的作用，所以必須增加一組放置沒有接觸過胚芽鞘尖端瓊脂塊的實驗作為對照組，從而排除瓊脂塊的影響。在前人經典實驗的基礎上加以改進與完善不失為啟發(fā)學生探究性思維的有效途徑。

（二）探究性學習在探究性實驗中的應用優(yōu)化

針對高中生物教材中的探究性實驗，作為教師，不妨引導學生在原有實驗的基礎上挖掘新的實驗探究點，訓練學生運用科學的思維模式來處理各種問題的能力，使學生有能力去發(fā)現(xiàn)和挖掘有價值的信息，提煉出很有意義的問題。如“影響酶活性的條件”實驗中學生通過思考提出了“高溫和低溫是否都會使酶失活？”“多高的溫度會使酶失活呢？如何確定這個溫度？”由此看出，學生對于溫度影響酶活性的探究并不是“淺嘗則止”，提出的問題的研究價值和探究價值也越來越高。這樣學生在實驗中充分發(fā)揮了自己的主觀能動性，積極思考，培養(yǎng)了學生的動手能力，提高了學生的實踐能力。

此外，學生也會通過思考對教材中探究性實驗提出更嚴謹有效的設計思路，如必修一中實驗“測定植物生長所必需的礦質元素”中，在完全營養(yǎng)液中，植物生長發(fā)育正常，當除去某一礦質元素后，植物的生長發(fā)育出現(xiàn)異常，如果此時便得出結論除去的這種元素影響了植物的生長發(fā)育，所以它是植物必需的礦質元素，就不夠嚴密。此處可引導學生對實驗進行補充，有的學生會說到“因為導致植物生長發(fā)育不正常的因素較多，只考慮除去的這一礦質元素不夠全面，并不能完全排除其他因素的影響。而當在營養(yǎng)液中補充這種礦質元素后，植物的生長發(fā)育又恢復為正常的狀態(tài)時，再得出以上結論，就嚴密而科學了?！?/p>

（三）探究性學習應用于驗證性實驗的探索

學生在進行驗證性實驗前已經知道了實驗的結果，這便很難引起學生的學習熱情和興趣。教師不妨改變傳統(tǒng)的實驗學習方式，合理地選擇探究內容切入點。如實驗“生物組織中還原糖、脂肪、蛋白質的鑒定”是一個典型的驗證性實驗。通常教師進行該部分的教學時，總是先講鑒定生物組織中這三大類營養(yǎng)物質的基本方法以及基本原理，然后讓學生再動手進行實驗。這樣一來，學生只是充當了知識的接受者，形成極其被動的學習方式，缺乏積極思考和主動參與。如果將此實驗設計成探究性實驗，將大大提高學生的學習興趣和參與熱情。由于該實驗中實驗材料的選擇非常多樣，單脂肪的鑒定除了花生子葉，還可以選擇洋蔥根尖、小麥和大豆種子等，從實驗材料出發(fā)，通過比較探究，學生可以發(fā)現(xiàn)哪種材料效果最優(yōu)并能通過思考分析其原因。抑或將實驗改為“探究常見食物中的化合物成份”，然后，設問：“食物中可能有哪些化合物呢？”“你對食物中的哪些化合物感興趣？”學生看到這些問題總是紛紛各抒己見，課堂氣氛更加活躍。學生的思路打開了，創(chuàng)新思維才能得以有效激發(fā)，也為下一步實驗操作打下良好的基礎。

此外，也可從實驗中出現(xiàn)的異常情況出發(fā)設計探究性實驗，如“綠葉中色素的提取和分離”實驗中可能會出現(xiàn)濾紙條上未分離出四條色素帶、色素帶寬窄與實驗預期不同等與實驗預期結果存在較大差異的現(xiàn)象。教師只是對出現(xiàn)偏差的原因進行簡單的解釋，學生的理解必然不深，甚至可能會出現(xiàn)認知的錯誤。這時不妨把這一問題反交給學生自主探究，這樣能夠更好地鍛煉學生的實驗技能和分析、探究能力。

三、結語

探究性實驗活動是培養(yǎng)學生學習能力、提高學生生物科學素養(yǎng)重要而有效的活動，教師應該為學生提供充分的進行探究性實驗的機會，使他們在自主探究的過程中真正理解和掌握生物學知識，同時使他們的思維水平、科學探究能力得到提高。誠然，不是所有高中生物實驗的教學內容都適合進行探究性學習，教師并不需要探究高中生物實驗中的全部知識點，教師可以根據(jù)學生的特征，找到可進行探究性學習的切入點，挑選適合學生進行探究的部分實驗內容，開展不同類型的探究活動進行合理的教學。將探究性學習與實驗教學相結合的教學方式，給予學生更多的學習空間，使學生明確感到自己在課堂教學中地位的改變，從以前單純的知識接受者變?yōu)閷嶋H教學的參與者，甚至主導者，這將大大激發(fā)學生的學習動力，有利于我們培養(yǎng)出具有自主創(chuàng)新意識的順應時代發(fā)展的高素質人才。

參考文獻：

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編輯 高 瓊