提高高中生物學(xué)科探究實(shí)操作能力的措施

伍樹(shù)生

[摘要]生物學(xué)科中的探究性實(shí)驗(yàn)比驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的難度大，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)只要嚴(yán)格按照已知的實(shí)驗(yàn)步驟，進(jìn)行規(guī)范化操作，基本上可以得到相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。而探究性實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)果都是未知的情況下，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在很大的盲目性，具體的實(shí)驗(yàn)操作更是難于下手，只有學(xué)生有了興趣，學(xué)生的主動(dòng)性才會(huì)提高，這樣一來(lái)實(shí)驗(yàn)效果才會(huì)更好。那么怎樣提高學(xué)生對(duì)探究實(shí)驗(yàn)的興趣，生物老師需要思考的問(wèn)題是如何提高學(xué)生對(duì)探究實(shí)驗(yàn)的興趣，從而提高探究實(shí)驗(yàn)的操作能力。

[關(guān)鍵詞]探究；培養(yǎng)興趣；操作能力

生物學(xué)科中的探究性實(shí)驗(yàn)的最大特點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，在實(shí)際的教學(xué)實(shí)踐中淡化實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通過(guò)探究讓學(xué)生體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，有利于學(xué)生親身體驗(yàn)生物學(xué)科實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程，從體驗(yàn)的過(guò)程中獲得學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，從而更好地促進(jìn)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)。那么怎樣才能較好地提高學(xué)生對(duì)探究實(shí)驗(yàn)的興趣從而提高操作能力。以下主要是筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)際在培養(yǎng)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)操作能力方面的一些思考。

一、調(diào)動(dòng)學(xué)生的探究興趣

教育實(shí)踐告訴我們，興趣是最好的老師，學(xué)生對(duì)某門學(xué)科感興趣，關(guān)鍵很大程度上取決于該老師。老師的言行舉止會(huì)影響學(xué)生，學(xué)生會(huì)模仿老師的行為。要想讓學(xué)生喜歡生物甚至喜歡生物學(xué)科中的探究實(shí)驗(yàn)，首先老師必須熱愛(ài)生物學(xué)科，要具備一定的生物學(xué)素養(yǎng)，尤其要熱愛(ài)生物學(xué)科中的探究實(shí)驗(yàn)。老師在平時(shí)要積累一些素材，如整合一些生物資料，包括教學(xué)資料、知識(shí)的歸納、試卷分析、標(biāo)本、圖片等，適時(shí)給學(xué)生展現(xiàn)一下，讓學(xué)生明白“臺(tái)上一分鐘，臺(tái)下十年功”的道理。其次對(duì)探究實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生做之前，老師事先一定要做一下，從做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題，或該實(shí)驗(yàn)本身易出現(xiàn)的一些客觀問(wèn)題。在學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)適當(dāng)設(shè)置一些情境，有目的性地將這些情況進(jìn)行轉(zhuǎn)化，但是切忌將這些注意的問(wèn)題直接告訴給學(xué)生，因?yàn)檫@樣一來(lái)不能更好地進(jìn)行引導(dǎo)，同時(shí)作為老師要熟練實(shí)驗(yàn)操作。然后作為老師對(duì)專業(yè)水平要有較高的要求，對(duì)探究實(shí)驗(yàn)中的每個(gè)環(huán)節(jié)要有細(xì)致的斟酌，對(duì)學(xué)生提出的一些甚至很微小或與本實(shí)驗(yàn)的關(guān)系不是很大的問(wèn)題能做詳細(xì)而易懂的回答。

二、挖掘?qū)W生對(duì)實(shí)驗(yàn)探究的動(dòng)力

傳統(tǒng)的教育只重視知識(shí)與技能的培養(yǎng)，新課標(biāo)要求的教學(xué)目標(biāo)多元化，能從知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度和價(jià)值觀三維目標(biāo)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。

在平時(shí)的教學(xué)過(guò)程中要特別重視“探究式學(xué)習(xí)”。比如“制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”實(shí)驗(yàn)，之前在講授《DNA分子結(jié)構(gòu)》內(nèi)容時(shí)，要將這堂課講授成一堂趨向于探究式的課堂，如根據(jù)脫氧核糖、磷酸、含氮堿基的結(jié)構(gòu)組裝成脫氧核苷酸，相鄰的脫氧核苷酸怎樣才能連接在一起？從四種堿基腺嘌呤、胸腺嘧啶、鳥嘌呤、胞嘧啶的結(jié)構(gòu)引導(dǎo)怎樣進(jìn)行配對(duì)，通過(guò)一系列的引導(dǎo)在課堂教學(xué)中逐步培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)，根據(jù)需要探究的問(wèn)題進(jìn)行思考，以便逐步培養(yǎng)學(xué)生對(duì)問(wèn)題的思考具有針對(duì)性。然后在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)給予相關(guān)的曲別針、泡沫塑料、紙片、牙簽、橡皮泥等材料，根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)材料，通過(guò)對(duì)知識(shí)的回憶，學(xué)生可以對(duì)實(shí)驗(yàn)材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的區(qū)分，從而有利于學(xué)生根據(jù)所學(xué)的知識(shí)內(nèi)容制作DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。緊接著后面的探究實(shí)驗(yàn)“脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性”，可以結(jié)合蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)多樣性的原因，該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采用各種音符可以組成各種美妙的旋律，26個(gè)英文字母可以組成許多詞匯和句子，形成傳遞和交流信息的語(yǔ)言等事例引入。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)提出相關(guān)問(wèn)題的基礎(chǔ)之上，然后組織探究活動(dòng)，用學(xué)生課前制作的DNA分子結(jié)構(gòu)模型做對(duì)比，找出DNA分子結(jié)構(gòu)的不同，即骨架內(nèi)側(cè)的四種堿基對(duì)的排列順序不同，進(jìn)而推出DNA由四種堿基排列而成的脫氧核苷酸序列，進(jìn)而用數(shù)學(xué)方法推算堿基排列的多種組合方式，從而推理出DNA分子的多樣性和特異性。通過(guò)學(xué)生親自制作的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的對(duì)比，可以找出自身的不足之處和問(wèn)題所在，通過(guò)與其他同學(xué)制作的模型的比較，更好地比較異同點(diǎn)，找出其中的亮點(diǎn)，從中找到自信，從而更好地促進(jìn)學(xué)習(xí)，激發(fā)對(duì)探究實(shí)驗(yàn)的探究動(dòng)力。

其次要重視問(wèn)題的設(shè)計(jì)，通過(guò)問(wèn)題來(lái)學(xué)習(xí)，問(wèn)題成為探究實(shí)驗(yàn)的主線，所設(shè)的問(wèn)題要有啟發(fā)性和思維性，要有利于學(xué)生思維的養(yǎng)成，并且問(wèn)題要有一定的梯度性。學(xué)生要回答問(wèn)題，答案可以是開(kāi)放的，目的是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考。如《探究：植物細(xì)胞的吸水和失水》中提出以下問(wèn)題：選用哪種材料？植物細(xì)胞在什么情況下會(huì)吸（失）水？選用那種溶液作為外界溶液？植物細(xì)胞壁的作用？若無(wú)細(xì)胞壁時(shí)，細(xì)胞吸水（失水）后的結(jié)果？植物細(xì)胞的哪些結(jié)構(gòu)相當(dāng)于半透膜？怎樣營(yíng)造外界溶液的濃度小于（大于）細(xì)胞內(nèi)液的濃度？圍繞相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)一系列的設(shè)問(wèn)，可以更好地引導(dǎo)學(xué)生去進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)。然后做好表格記錄相關(guān)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，如吸水和失水時(shí)中央液泡的大小變化？原生質(zhì)層的位置的變化？整個(gè)細(xì)胞的大小？通過(guò)這些問(wèn)題的比較和分析可以比較準(zhǔn)確地得出實(shí)驗(yàn)的相關(guān)結(jié)論。另外要記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的一些突發(fā)問(wèn)題，作為老師對(duì)探究實(shí)驗(yàn)要有一些突發(fā)問(wèn)題的預(yù)案，一旦突發(fā)問(wèn)題發(fā)生后要有較好的補(bǔ)救措施。另一方面在教學(xué)過(guò)程中重視強(qiáng)化這些突發(fā)問(wèn)題的意識(shí)，這些突發(fā)問(wèn)題可能會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確，通過(guò)教學(xué)過(guò)程的引導(dǎo)，在一定程度上可以減少突發(fā)問(wèn)題的發(fā)生率。

然后探究實(shí)驗(yàn)重視的是實(shí)驗(yàn)的過(guò)程而不是結(jié)果。探究性實(shí)驗(yàn)的思想是著重培養(yǎng)學(xué)生的探究性思維過(guò)程，讓學(xué)生要清楚實(shí)驗(yàn)的思路，從而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。如《探究：環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響》，該實(shí)驗(yàn)耗時(shí)較長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不是很明顯。像這類實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生參照案例中的思路，通過(guò)小組討論確定可行的實(shí)驗(yàn)方案，然后按照方案實(shí)施相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，如果未得出相關(guān)的結(jié)論，要進(jìn)行分析和反思。

三、培養(yǎng)學(xué)生對(duì)探究實(shí)驗(yàn)的欲望

學(xué)科整合是一個(gè)新的教學(xué)體系，在教育教學(xué)的實(shí)踐中沒(méi)有現(xiàn)成的模式和經(jīng)驗(yàn)可循。在教學(xué)過(guò)程中加強(qiáng)其他學(xué)科的滲透，培養(yǎng)學(xué)生的探究欲望。

如《探究：土壤微生物的分解作用》，以“落紅不是無(wú)情物，化作春泥更護(hù)花”為導(dǎo)入，以“落紅的美麗為線索”從而為該實(shí)驗(yàn)的前期準(zhǔn)備而提出相關(guān)的問(wèn)題串。通過(guò)什么途徑可化作春泥？為什么更護(hù)花？不是無(wú)情物體現(xiàn)在哪？要求學(xué)生在探究實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中圍繞這些問(wèn)題串，將這些問(wèn)題貫穿于該實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。另如《探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式》，首先要清楚酵母菌的細(xì)胞呼吸方式，為了探究在有氧和無(wú)氧條件下的酵母菌的呼吸類型，要進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系化學(xué)學(xué)科的化學(xué)反應(yīng)的有關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置，有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的實(shí)驗(yàn)裝置的比較，怎樣控制有氧和無(wú)氧的環(huán)境，產(chǎn)生氣體的裝置中的導(dǎo)管遵循“長(zhǎng)進(jìn)短出”的原則，產(chǎn)物的鑒定也根據(jù)相應(yīng)的化合物的化學(xué)性質(zhì)方面入手。再如《探究：酵母菌在培養(yǎng)液中的數(shù)量變化》，有關(guān)數(shù)據(jù)的分析，一方面從數(shù)學(xué)表達(dá)式入手，另一方面要繪制有關(guān)的曲線圖，結(jié)合數(shù)學(xué)方面的相關(guān)知識(shí)。《制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型》中從物理知識(shí)入手，從考慮結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性方面，怎樣安排磷酸，脫氧核糖，堿基的位置，通過(guò)討論得出哪種結(jié)構(gòu)更合理，從而確定DNA的初步結(jié)構(gòu)。這樣可以更好地激發(fā)學(xué)生的求知欲望，大幅度提高學(xué)生的自信。

以上是筆者從教高中生物十幾年來(lái)，在組織探究性實(shí)驗(yàn)方面的一些思考和心得，筆者很清楚自己在教學(xué)過(guò)程中存在很多的不足之處。筆者在此后的教學(xué)過(guò)程中進(jìn)一步進(jìn)行反思，不斷地提高學(xué)生對(duì)探究實(shí)驗(yàn)的興趣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)探究的積極性，提高學(xué)生對(duì)探究實(shí)驗(yàn)的探究能力。