對生物教材中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的探究性改造
——基于生物學(xué)核心素養(yǎng)的科學(xué)探究

許柑葉

(福建省廈門十中 福建 廈門 361000)

高中生物現(xiàn)行教材中的多數(shù)實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)幾乎都是照搬課本，沒法進(jìn)行深層次的思考，這在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力及創(chuàng)新思維能力方面就明顯欠缺。而高中生物新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)的核心素養(yǎng)目標(biāo)中倡導(dǎo)學(xué)生主動參與實(shí)踐。因此，我們應(yīng)盡可能對驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究性改造。

1.對驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的探究性改造的優(yōu)點(diǎn)

1.1 有利于充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用。學(xué)生不再是一味聽教師講、看教師做，而是在足夠的時(shí)間和空間范圍內(nèi)，由自己來確定時(shí)間的分配，進(jìn)行方案設(shè)計(jì)并實(shí)驗(yàn)操作，對實(shí)驗(yàn)的事實(shí)加以分析并做出結(jié)論。在這學(xué)習(xí)氛圍中，學(xué)生就能真正感受到自己是學(xué)習(xí)的主人，是課堂教學(xué)活動的主體，由此激發(fā)其主動參與的熱情，由“要我學(xué)”變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”。

1.2 有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。興趣是最好的老師。實(shí)驗(yàn)本身就能引發(fā)學(xué)生濃厚的認(rèn)知興趣和強(qiáng)烈的求知欲望。實(shí)驗(yàn)興趣是認(rèn)知興趣中重要的一種。只有當(dāng)學(xué)生通過親自探究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因和規(guī)律時(shí)所形成的興趣，才具有一定的穩(wěn)定性和持久性。通過對驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的探究性改造可促使學(xué)生形成對生物學(xué)習(xí)的持久興趣，同時(shí)又可激發(fā)學(xué)生的求知欲。

1.3 有利于充分挖掘?qū)W生的潛力,培養(yǎng)其創(chuàng)造思維能力。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是已知的、可預(yù)測的，學(xué)生只會按部就班進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)過程，不利于培養(yǎng)其創(chuàng)新思維能力。對驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的探究性改造能給學(xué)生提供主動探索知識的寬松環(huán)境,讓他們的潛力得到充分發(fā)揮,思維更加活躍。在對未知領(lǐng)域的探索過程中,通過自己的實(shí)驗(yàn)操作和驗(yàn)證,積極地去思考去探索,從中就會迸發(fā)出更多的智慧和靈感。如果堅(jiān)持不斷地加以訓(xùn)練,就十分有益于學(xué)生創(chuàng)造思維能力的培養(yǎng)。

2.案例：檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)

2.1 選擇合適的實(shí)驗(yàn)材料。教材中實(shí)驗(yàn)材料為：蘋果或梨勻漿，馬鈴薯勻漿，花生種子，花生種子勻漿，豆?jié){，鮮肝提取液，實(shí)驗(yàn)要求每小組從老師提供的實(shí)驗(yàn)材料中選擇一兩種，預(yù)期其中含有哪些有機(jī)化合物，再選擇所需要的儀器和試劑。

改造：除上述實(shí)驗(yàn)材料外，教師可多準(zhǔn)備幾種供學(xué)生選擇，比如蔗糖溶液、葡萄汁、西瓜汁、豆?jié){、馬鈴薯汁等。由學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)材料，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表格，首先預(yù)測所選材料中主要含有何種有機(jī)物，選定檢測試劑，預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果，填入表格，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，將實(shí)測結(jié)果與預(yù)期結(jié)果相比較，進(jìn)行分析，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

2.2 對實(shí)驗(yàn)試劑進(jìn)行正確處理。探究應(yīng)該有目的性，不能盲目性。首先應(yīng)該了解驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)理論，以理論為基礎(chǔ)進(jìn)行探究才有意義。在實(shí)驗(yàn)過程中關(guān)于斐林試劑和雙縮脲試劑的使用，學(xué)生很容易混淆，由于試劑的混淆使用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果經(jīng)常和預(yù)期結(jié)果不一致。

兩種不同試劑中溶液的添加順序和濃度混淆對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有沒可能有影響？在斐林試劑的使用過程中，如果最后一步不加熱，結(jié)果如何？如果將兩種溶液先后使用，磚紅色沉淀的量或者顏色有沒變化，結(jié)果如何？為什么？如果將0.05g/ml的CuSO4溶液錯誤使用為0.01g/ml的CuSO4溶液，結(jié)果又將如何？在雙縮脲試劑的使用過程中，如果最后一步再加熱，結(jié)果如何？為什么？如果兩種溶液混勻后使用，或者是先后順序顛倒了，結(jié)果又將如何？如果將0.01g/ml的CuSO4溶液錯誤使用為0.05g/ml的CuSO4溶液，結(jié)果又將如何？實(shí)驗(yàn)過程中，有沒有出現(xiàn)其它不一樣的顏色反應(yīng)，細(xì)心回顧自己在使用過程中哪一步操作出現(xiàn)了問題？

教師可以在學(xué)習(xí)理論原理的過程中提出各種質(zhì)疑，由學(xué)生設(shè)計(jì)表格，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察分析。這些設(shè)計(jì)是書本沒有的，更不可能直接從書本找到結(jié)果，而學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中又往往會不小心這么操作，以致與預(yù)期結(jié)果不一致。因此學(xué)生有必要進(jìn)行這樣的設(shè)計(jì)，可以加深對實(shí)驗(yàn)原理的認(rèn)識，同時(shí)也可以激發(fā)思維，通過動手實(shí)驗(yàn)，針對出現(xiàn)與預(yù)期不一致的現(xiàn)象分析原因。

2.3 實(shí)驗(yàn)中值得思考或再驗(yàn)證的幾個(gè)結(jié)果。

(1)淀粉遇碘為什么不是藍(lán)色，而是黑色?

(2)蔗糖遇斐林試劑出現(xiàn)了磚紅色沉淀，是否說明蔗糖也是還原糖？

(3)用斐林試劑檢測鮮肝提取液成分，為什么會出現(xiàn)了紫色反應(yīng)？

(4)斐林試劑的使用最后一步有的學(xué)生加熱結(jié)果是出現(xiàn)黑色沉淀，原因何在呢？

3.展望

新課標(biāo)中強(qiáng)調(diào)發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)主要在思維，重在過程。使學(xué)生“能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界中的生物學(xué)問題，針對特定的生物學(xué)現(xiàn)象，進(jìn)行觀察、提問、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、方案實(shí)施以及對結(jié)果的交流與討論”。因此，教師充分挖掘課程資源中的探究因素，營造出探究的問題情境，引導(dǎo)學(xué)生去主動關(guān)注教材中那些貌似平淡無奇的內(nèi)容，鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生提出探究性課題，尋求這些知識的發(fā)生和發(fā)展過程，以激發(fā)他們對問題的敏感性，引導(dǎo)學(xué)生充分發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力。對于學(xué)生來說，科學(xué)探究是一種學(xué)習(xí)方式，使學(xué)生能夠針對有價(jià)值的問題、疑問、難題或者想法進(jìn)行研究，基于好奇與困惑來理解生命世界和建構(gòu)知識的意愿和能力。科學(xué)探究對于學(xué)生掌握科學(xué)概念，參與科學(xué)實(shí)踐，理解科學(xué)本質(zhì)都有積極的促進(jìn)作用。

“探究性學(xué)習(xí)是重要的學(xué)習(xí)方式，但不應(yīng)成為惟一的方式”，“不同的學(xué)習(xí)方式有各自的特點(diǎn)、優(yōu)勢和適用的條件。教師應(yīng)根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容注意采用多樣化的教學(xué)方式”，也就是說并非教材中所有的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)都要改造成探究性實(shí)驗(yàn)才是合理的，如果對驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究性改造后，對學(xué)生的知識吸收、思維能力的鍛煉效果不理想的話，那么這樣的改造就適得其反，不但費(fèi)時(shí)費(fèi)勁，還可能干擾學(xué)生的正常思維。因此，我們應(yīng)該具體問題具體分析，從學(xué)生的角度出發(fā)，用多樣化的教學(xué)方式培養(yǎng)學(xué)生多樣化的能力。