生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的探究能力

張雨

【摘要】生物實(shí)驗(yàn)是生物學(xué)教學(xué)的重要組成部分。生物學(xué)科的特點(diǎn)決定了生物學(xué)的發(fā)展主要依賴于科學(xué)實(shí)驗(yàn)，許多生物學(xué)概念的建立、生物學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，都通過實(shí)驗(yàn)才能揭示，所以探究實(shí)驗(yàn)的過程就是獲得知識的過程?？茖W(xué)探究通常包括：提出問題、作出假設(shè)、制定計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃、得出結(jié)論和表達(dá)、交流。因此，在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題的能力是生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的根本目標(biāo)，有利于學(xué)生多種能力的培養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】生物實(shí)驗(yàn)教學(xué) 培養(yǎng)學(xué)生的探究能力

【中圖分類號】G633.91 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）03-0066-02

生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，生物課程以全新的教學(xué)理念倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，積極倡導(dǎo)學(xué)生主動參與、樂于探索、勤于動手，逐步培養(yǎng)學(xué)生收集和處理科學(xué)信息的能力、獲取新知識的能力等。生物課的探究過程是學(xué)生積極主動地獲取生物科學(xué)知識、領(lǐng)悟科學(xué)研究方法而進(jìn)行的各種活動。科學(xué)探究通常包括：提出問題、作出假設(shè)、制定計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃、得出結(jié)論和表達(dá)、交流。將科學(xué)探究引入義務(wù)教育階段生物課程的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，是為了促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變，使學(xué)生能主動地獲取生物科學(xué)知識，體驗(yàn)科學(xué)過程與科學(xué)方法，形成一定的科學(xué)探究能力和科學(xué)態(tài)度與價值觀，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。探究實(shí)驗(yàn)的方法又是靈活多樣的。其中在探究實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的動手操作、觀察能力是調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)興趣的重要手段。本文通過探究意識的培養(yǎng)、動手和觀察能力的培養(yǎng)、探究模型的構(gòu)建、探究能力的的發(fā)展、信息資源的利用等幾個方面說明了生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。

一、探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法在生物教學(xué)中的作用

對于生物學(xué)教學(xué)來說，在教學(xué)過程中為了能夠讓學(xué)生能夠更好地認(rèn)識到生物教學(xué)的內(nèi)容和生物本身的特色，就需要學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)的方式來了解生物的本質(zhì)和特色。例如，在講到關(guān)于酶的發(fā)現(xiàn)過程中就可以看出來，斯巴蘭讓尼并沒有停留于“胃只有物理性消化而沒有化學(xué)性消化”這樣的背景中，而是打破常規(guī)，探究胃到底有沒有化學(xué)性的消化作用，從而設(shè)計(jì)了巧妙的實(shí)驗(yàn)解決了這個問題，得出了胃具有化學(xué)性消化作用的具有說服力的結(jié)論。通過學(xué)習(xí)酶的發(fā)現(xiàn)史，使學(xué)生認(rèn)識到從酶的發(fā)現(xiàn)直至酶化學(xué)本質(zhì)的揭示及概念的修正，是建立在多位科學(xué)家的一系列實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上的，沒有這些實(shí)驗(yàn)就沒有酶的發(fā)現(xiàn)，就不會有“酶學(xué)”這門學(xué)科的誕生。因此，應(yīng)從實(shí)驗(yàn)的角度對生物學(xué)的學(xué)習(xí)進(jìn)行認(rèn)識，這樣才能夠讓學(xué)生養(yǎng)成一種實(shí)驗(yàn)的手段來得出結(jié)果的思維模式，只有這樣才能夠有效地促進(jìn)生物教學(xué)的本質(zhì)化的推進(jìn)過程，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中找到自己對于生物學(xué)的興趣所在，通過對興趣的研究和實(shí)驗(yàn)，找到生物教學(xué)過程中探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用所在。

二、創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生的探究欲望

設(shè)計(jì)教學(xué)活動，創(chuàng)設(shè)良好情境是激發(fā)探究欲望的前提，問題情境的設(shè)置是促使學(xué)生在原有知識與必須掌握的新知識之間發(fā)生激烈沖突，激化學(xué)生意識中的矛盾。引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問題，發(fā)現(xiàn)新的生物情景與已有知識的沖突，進(jìn)一步提出問題，做出合理的假設(shè)與猜想。因此，在生物教學(xué)中努力營造良好的探究氛圍，讓學(xué)生置身于自主探究的情境中，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，使學(xué)生樂于學(xué)習(xí)。抓住時機(jī)引導(dǎo)學(xué)生嘗試應(yīng)用實(shí)驗(yàn)探究、資料查詢、調(diào)查訪問等方法，使學(xué)生步入自主學(xué)習(xí)軌道的良好途徑。在具體的教學(xué)中由教師提出問題，讓學(xué)生思考、討論。例如，在探索影響酶活性條件的實(shí)驗(yàn)中，為什么在探索溫度對酶活性的影響中，試管內(nèi)先加淀粉液，再加60℃的熱水，沸水、冰水，最后才加淀粉酶，能否顛倒？實(shí)驗(yàn)步驟顛倒后會出現(xiàn)怎樣的結(jié)果？為什么？在探索PH值對酶活性的影響中，為何先加淀粉酶，后加淀粉液？在結(jié)果的檢驗(yàn)中是用碘液檢測效果好，還是用斐林試劑檢測效果好等。

三、在生物實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力

首先，明確觀察目的，確定觀察對象，掌握觀察方法。課堂教學(xué)中的演示實(shí)驗(yàn)，最能調(diào)動學(xué)生的情緒，激發(fā)他們學(xué)習(xí)的興趣和求知欲，達(dá)到培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生觀察能力的目的，培養(yǎng)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)程序的能力。在實(shí)驗(yàn)前使學(xué)生明確觀察的目的，知道要觀察什么，避免隨意性和盲目性。培養(yǎng)學(xué)生觀察的準(zhǔn)確性和敏銳性，教會學(xué)生正確的觀察程序和科學(xué)的觀察方法，正確的觀察方法，學(xué)會運(yùn)用對比、重復(fù)的方法進(jìn)行觀察，以發(fā)現(xiàn)事物的差異，培養(yǎng)學(xué)生在觀察中發(fā)現(xiàn)問題，從而引起學(xué)生進(jìn)一步的探究的欲望。其次，精心組織分組實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力。分組實(shí)驗(yàn)，是培養(yǎng)學(xué)生動手能力的重要手段。學(xué)生通過親自實(shí)驗(yàn)，熟練掌握操作技能、技巧，而后鞏固驗(yàn)證，加深和擴(kuò)大他們所學(xué)得的理論知識。如觀察洋蔥根尖有絲分裂實(shí)驗(yàn)。觀察根尖結(jié)構(gòu)的順序：由上至下，根冠→生長點(diǎn)→伸長區(qū)→根毛區(qū)；觀察“C3植物”和“C4植物”的葉切片結(jié)構(gòu)，通過對比法，學(xué)生很容易區(qū)別C3植物和C4植物葉肉細(xì)胞和維管束的形態(tài)和結(jié)構(gòu)。這樣，既能促進(jìn)學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)，又能培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。一種好的觀察方法應(yīng)是：明確觀察目的；確定觀察對象；設(shè)計(jì)觀察程序和手段；記錄觀察現(xiàn)象；分析觀察結(jié)果。

四、培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范的實(shí)驗(yàn)動手操作能力

首先，明確實(shí)驗(yàn)儀器的原理和藥品的特性，培養(yǎng)學(xué)生基本操作能力。在實(shí)驗(yàn)前可通過介紹或?qū)W生查找資料，明確實(shí)驗(yàn)所需儀器或藥品的特性，從而培養(yǎng)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)操作能力。比如：高倍鏡適宜觀察局部和細(xì)節(jié)，例如要觀察細(xì)胞中的葉綠體、線粒體等細(xì)胞器。低倍鏡所看到的面積大適宜觀察材料的整體結(jié)構(gòu)，以及尋找觀察目標(biāo)。又如觀察植物細(xì)胞的有絲分裂實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)應(yīng)讓學(xué)生了解龍膽紫或醋酸洋紅是與染色體結(jié)合的堿性染料，學(xué)生基本都會錯誤地認(rèn)為堿性染料呈堿性，而事實(shí)上是酸性的。

其次，教師先規(guī)范的去操作，然后讓學(xué)生模仿。教師規(guī)范操作步驟，講清楚注意事項(xiàng)，邊讓學(xué)生按照事先分好的小組每人輪流模仿操作一步。教師巡視及時表揚(yáng)規(guī)范操作快而且準(zhǔn)確的學(xué)生，糾正錯誤操作，如用左眼觀察時，糾正學(xué)生用右眼觀察或閉著右眼的習(xí)慣，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換器時，糾正扳物鏡的錯誤操作。這樣學(xué)生很快對好光，觀察到標(biāo)本在視野中的圖像。由于每個學(xué)生都有機(jī)會親自操作，大家對顯微鏡的使用方法均能掌握，達(dá)到強(qiáng)化記憶的目的，這樣容易培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范的實(shí)驗(yàn)動手操作能力。

其次，實(shí)驗(yàn)步驟的預(yù)習(xí)是學(xué)生動手規(guī)范操作的關(guān)鍵。實(shí)驗(yàn)前指導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)，在實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)根據(jù)學(xué)生的知識水平和實(shí)驗(yàn)所涉及的原理的難易程度，由教師講清楚操作原理或提出問題讓學(xué)生思考，使學(xué)生既知道實(shí)驗(yàn)應(yīng)怎么做，也知道為什么要這樣做。抓住每一步的關(guān)鍵詞語串通于實(shí)驗(yàn)步驟之中，能收到好的實(shí)驗(yàn)效果。這樣學(xué)生很快掌握步驟、要領(lǐng)，在顯微鏡下觀察到自己制作臨時裝片中的細(xì)胞，然后繪出細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖。這樣學(xué)生在正確的實(shí)驗(yàn)動手操作過程中調(diào)動了學(xué)習(xí)的熱情，提高了參與的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，動手操作能力得到有效的煅煉和不斷的發(fā)展。

五、重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，構(gòu)建探究模型，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力

充分重視實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，有利于幫助學(xué)生構(gòu)建探究模型。在實(shí)驗(yàn)探究活動中要讓學(xué)生嘗試考慮影響問題的主要因素，形成控制變量的意識，使學(xué)生認(rèn)識到具體的科學(xué)問題常常都是多個因素共同造成的結(jié)果，但在一定條件下有時是某個因素對問題起重要作用，所謂這個條件就是除主要因素以外的其他因素對問題的影響應(yīng)該小到可以忽略的程度，這是幫助學(xué)生建立控制變量的過程，也是構(gòu)建探究模型的過程。生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，就是學(xué)生在具備一定的生物學(xué)知識和實(shí)驗(yàn)技能的基礎(chǔ)（下轉(zhuǎn)92頁）（上接66頁）上，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和要求，選擇實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理，選用實(shí)驗(yàn)儀器材料，確定實(shí)驗(yàn)思路，安排實(shí)驗(yàn)步驟，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測、分析和討論等一系列設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的活動。生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，主要體現(xiàn)為學(xué)生能否正確理解并恰當(dāng)選用實(shí)驗(yàn)原理，運(yùn)用生物學(xué)知識和實(shí)驗(yàn)技能，善于在不同情境下靈活遷移，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)新方案的能力。生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力要在長期的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)訓(xùn)練中逐步形成。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思路：①明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑢?shí)驗(yàn)原理，以及實(shí)驗(yàn)要求的基本條件；②精心策劃實(shí)驗(yàn)方法、嚴(yán)格設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程、合理設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行科學(xué)測量；③能夠做到有效預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果、科學(xué)描述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并得出科學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。單一變量原則和對照原則是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的兩大基本原則。

六、在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和探索創(chuàng)新能力

如在觀察洋蔥表皮細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生分析為什么要設(shè)計(jì)有擦拭玻片、展平內(nèi)表皮、染色等步驟，為什么要在洋蔥葉片內(nèi)側(cè)取觀察材料，出現(xiàn)氣泡、壓壞玻片是什么原因，應(yīng)該如何操作。在綠葉在光下制造淀粉的實(shí)驗(yàn)中，引導(dǎo)學(xué)生分析為什么要將天竺葵經(jīng)過暗處理，為什么用黑紙片遮蓋部分葉片，在葉片上滴碘液并清洗后葉色的變化對比說明了什么，為什么？在生物實(shí)驗(yàn)過程中注重這些細(xì)節(jié)，能很好地對學(xué)生的探究能力進(jìn)行有效培養(yǎng)。在通過抓好教材實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)的基礎(chǔ)上，教師要通過精心選擇探究課題，或鼓勵學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中的課題，組織引導(dǎo)學(xué)生開展課外探究活動，如探究二氧化碳是光合作用的原料，探究唾液對淀粉的消化作用等活動，在學(xué)生探究的過程中，教師要給予關(guān)注，給予適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，及時給予肯定和鼓勵，激發(fā)學(xué)生興趣。

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