方義

本文為課題論文：廣東教育學(xué)會(huì)2017年度教育科研規(guī)劃小課題：基于“問(wèn)題導(dǎo)學(xué)式”的高中生物課堂教學(xué)實(shí)踐研究（GDXKT9837）

摘要：學(xué)生帶著探索的問(wèn)題去學(xué)習(xí)，思維將會(huì)處于活躍、積極的狀態(tài)，對(duì)事物的觀察將會(huì)更加敏感，想像力更加豐富，有益于排除盲目、被動(dòng)的學(xué)習(xí)因素的干擾。在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以通過(guò)“問(wèn)題導(dǎo)學(xué)”，巧妙利用教材實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，形成生物科學(xué)素養(yǎng)；還能讓學(xué)生在自主探究中體驗(yàn)科學(xué)探究的方法，培養(yǎng)創(chuàng)新能力和探索精神。教學(xué)中如何能巧妙利用教材中的實(shí)驗(yàn)通過(guò)“問(wèn)題導(dǎo)學(xué)”來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的探究能力呢？

關(guān)鍵詞：?jiǎn)栴}導(dǎo)學(xué)；教材實(shí)驗(yàn)；培養(yǎng)；探究能力

一、實(shí)驗(yàn)前探究——材料巧選擇

愛(ài)因斯坦說(shuō)過(guò)：“認(rèn)為用強(qiáng)制和責(zé)任感就能增進(jìn)對(duì)觀察和探索的興趣，那是一種嚴(yán)重的錯(cuò)誤?！比绻麑W(xué)生只會(huì)按照教材要求按部就班、循規(guī)蹈矩的做實(shí)驗(yàn)，就會(huì)失去造新意識(shí)和造新能力培養(yǎng)的機(jī)會(huì)。學(xué)生在掌握了基本實(shí)驗(yàn)操作后，教師啟發(fā)并鼓勵(lì)學(xué)生去采用與教材不同的實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)方法來(lái)完成實(shí)驗(yàn)。教材中的實(shí)驗(yàn)都已經(jīng)告知了實(shí)驗(yàn)材料，但是利用這些材料有什么優(yōu)點(diǎn)，有沒(méi)有更好的替代材料？在實(shí)驗(yàn)前引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行探究，有利于學(xué)生提高實(shí)驗(yàn)的興趣。比如還原性糖的鑒定中，利用的是蘋(píng)果或梨的果肉組織，綠葉中也有還原性糖，能不能用綠葉取代？為什么？蛋白質(zhì)的鑒定可以選用豆?jié){做實(shí)驗(yàn)材料，將豆?jié){煮沸后過(guò)濾，能不能做還原性糖鑒定的原料呢？這些問(wèn)題既可以讓學(xué)生思考，也可以讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證來(lái)得出答案。再比如，筆者對(duì)“DNA 的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)采用逆推的教學(xué)模式，即先告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)結(jié)論，再讓學(xué)生推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)所用材料，取得了較好的效果。下面是教學(xué)過(guò)程片斷：

師：本實(shí)驗(yàn)第一個(gè)目的是得到DNA ，DNA 主要分布在什么地方？

生：細(xì)胞核。

師：是選用植物細(xì)胞還是動(dòng)物細(xì)胞，為什么？

生：植物細(xì)胞有細(xì)胞壁，不易破碎，選用動(dòng)物細(xì)胞較好。

師：選擇動(dòng)物的何種細(xì)胞相對(duì)較好呢？

生：動(dòng)物的血細(xì)胞易分開(kāi)，可以選用雞的血細(xì)胞。

師：能不能選用家兔的血細(xì)胞？為什么？

生：不能，家兔是哺乳動(dòng)物，紅細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞核和線(xiàn)粒體，沒(méi)有DNA。

師：讓血細(xì)胞破裂使用什么方法？ 原理是什么？

生：加入清水讓血細(xì)胞吸水漲破，原理是滲透作用。

……

教材中的大部分實(shí)驗(yàn)都可以使用這種“問(wèn)題導(dǎo)學(xué)”的教學(xué)方式，這樣不僅能夠讓學(xué)生徹底了解實(shí)驗(yàn)材料的選擇，還培養(yǎng)了學(xué)生的探究能力。

二、實(shí)驗(yàn)中探究——能力重培養(yǎng)

在學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，教師應(yīng)該再以下幾個(gè)方面下工夫：①設(shè)法增加探究?jī)?nèi)容，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)原有實(shí)驗(yàn)步驟做必要的修改或自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟；還應(yīng)該盡可能地向?qū)W生提出一些富有啟發(fā)性的問(wèn)題，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)去探究、思考和解決；③啟發(fā)并引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)的每一步驟，對(duì)異?；虿幻黠@的現(xiàn)象要探究其原因。學(xué)生就能發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的信息，提煉出很有創(chuàng)意的問(wèn)題，如《影響酶活性的條件》學(xué)生通過(guò)思考提出了許多的問(wèn)題：（1）“能用過(guò)氧化氫酶探究溫度對(duì)酶活性的影響？（2）“高溫和低溫對(duì)酶活性的影響是一樣的嗎？高溫會(huì)不會(huì)使酶失活？低溫呢？”（3）“多高的溫度會(huì)使酶失活呢？如何確定出這個(gè)溫度？”，（4）“使酶活性達(dá)到最高的最適溫度到底是多少？”由此看出，學(xué)生對(duì)于溫度影響酶活性地探究并不是“淺嘗則止”，而是“漸入佳境”了，提出的問(wèn)題探究?jī)r(jià)值也越來(lái)越高。這樣處理，不僅增加了實(shí)驗(yàn)的深度，同時(shí)也激發(fā)了學(xué)生的探究性學(xué)習(xí)的興趣，有效地培養(yǎng)了學(xué)生的探究能力。

三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容探究——教材實(shí)驗(yàn)巧變化

1.借“題”發(fā)揮，起“死”回“生” 如果實(shí)驗(yàn)過(guò)程全按照書(shū)本上的操作要求，由教師先演示一遍，然后要求學(xué)生再照著做一遍。這種實(shí)驗(yàn)安排對(duì)于教學(xué)有好的一面，比如：目的明確，實(shí)驗(yàn)步驟規(guī)范，結(jié)果易于預(yù)料和控制，使學(xué)生容易在短時(shí)間內(nèi)完成，教師在指導(dǎo)做實(shí)驗(yàn)時(shí)，也比較容易。但它也有不利于教學(xué)的一面，主要是束縛了學(xué)生的思維，尤其是創(chuàng)造性思維，而且事先知道了結(jié)果的實(shí)驗(yàn)，會(huì)使學(xué)生的興趣全無(wú)，對(duì)于教師而言，也容易使思想變僵化，使生動(dòng)有趣的“生”物知識(shí)變成乏味無(wú)聊的“死”物知識(shí)。針對(duì)這一問(wèn)題，在以后的教學(xué)中我對(duì)此作了改進(jìn)。例如，書(shū)本上的關(guān)于“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原”實(shí)驗(yàn)，首先，先安排實(shí)驗(yàn)后講植物對(duì)水分的吸收和利用；其次，將書(shū)本上的這個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改成了帶有探究性的實(shí)驗(yàn)，其中增加了蔗糖溶液的種類(lèi)，準(zhǔn)備了三種：0.1g/ml、0.3g/ml、0.5g/ml。讓學(xué)生做對(duì)比實(shí)驗(yàn)，并要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中注意觀察和記錄選用不同濃度的蔗糖溶液所發(fā)生的質(zhì)壁分離和滴加清水后質(zhì)壁分離復(fù)原所用的時(shí)間以及液泡體積和顏色等變化，并讓他們分析思考實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察到的各種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，給學(xué)生提出以下問(wèn)題：為什么用0.1g/ml的蔗糖溶液比用0.3g/ml、0.5g/ml的蔗糖溶液質(zhì)壁分離得慢？用0.5g/ml的蔗糖溶液質(zhì)壁分離復(fù)原為什么遲遲不能發(fā)生？質(zhì)壁分離過(guò)程中為什么液泡逐變小顏色由淺變深？質(zhì)壁分離復(fù)原過(guò)程中為什么液泡逐變大顏色由深變淺？實(shí)驗(yàn)后，讓學(xué)生對(duì)提出的問(wèn)題充分討論，教師作適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，最終他們認(rèn)識(shí)到：質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原發(fā)生的基本條件是活的、具有大液泡的植物細(xì)胞。細(xì)胞吸水還是失水取決于細(xì)胞內(nèi)外的濃度差，當(dāng)外界溶液濃度大于植物細(xì)胞液的濃度時(shí)，植物細(xì)胞就通過(guò)滲透作用失水，可發(fā)生質(zhì)壁分離，分離速度和濃度差成正比；在0.5g/ml的蔗糖溶液處理后產(chǎn)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞由于失水過(guò)多會(huì)使細(xì)胞死亡，不會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。對(duì)于失水中的細(xì)胞來(lái)說(shuō)，液泡的顏色由淺變深，是由于色素分子不能通過(guò)液泡膜，隨著液泡體積的變小，色素分子的含量相對(duì)增加所致。在上述的基礎(chǔ)上，接著再給學(xué)生提出問(wèn)題：能不能測(cè)定一個(gè)植物組織的平均細(xì)胞液濃度？說(shuō)出你的實(shí)驗(yàn)思路。這樣一方面使學(xué)生更加充分理解課本的知識(shí)，又培養(yǎng)了學(xué)生處理探究實(shí)驗(yàn)的能力。

2.發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，改進(jìn)方法 實(shí)驗(yàn)中有很多現(xiàn)象并不象預(yù)設(shè)的一樣，對(duì)新生成的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，學(xué)生不能根據(jù)現(xiàn)象作出結(jié)論判斷，教師通過(guò)交流評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生展開(kāi)激烈的討論，每一個(gè)學(xué)生都參與實(shí)驗(yàn)分析，通過(guò)層層分析，步步推進(jìn)，學(xué)生對(duì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)逐步深入，然后提出新問(wèn)題，并且自主設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步探究解決，作出合理的解釋。如有一組學(xué)生在探究用淀粉酶探究PH值對(duì)酶活性影響時(shí)，觀察到淀粉酶在堿性條件下溶液遇碘不變藍(lán)。實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的“意外”是否說(shuō)明“淀粉酶在堿性條件下活性很高”呢？該組同學(xué)為了找出原因，積極展開(kāi)了進(jìn)一步的探究；首先，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果溶液不變藍(lán)，提出第一個(gè)新的設(shè)想：“試管中的淀粉被完全分解了嗎？”他們改用斐林試劑檢測(cè)，并沒(méi)有觀察到磚紅色沉淀，得出結(jié)論：“淀粉沒(méi)有被分解”。那么是什么原因阻止了淀粉和碘液的顯色反應(yīng)呢？考慮到加HCl與加NaOH實(shí)驗(yàn)組之間唯一區(qū)別在于pH值不同，該組同學(xué)提出第二個(gè)設(shè)想：“碘液在堿性條件下可以和淀粉反應(yīng)？”他們先往該試管的溶液中加入1mLHCl溶液用以中和NaOH溶液，再滴加碘液，此時(shí)溶液變?yōu)樯钏{(lán)色。于是實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)“意外”的原因終于大白了，是檢測(cè)的試劑選擇不當(dāng)，碘液會(huì)與NaOH反應(yīng)，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)該選擇斐林試劑進(jìn)行檢測(cè)比較合適。

有效的質(zhì)疑和探究活動(dòng)可以使人的智力不斷得到改造、改組，并重構(gòu)自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)和認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)。通過(guò)邊質(zhì)疑、邊探究、邊總結(jié)的方法，可以使學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)更趨合理化和先進(jìn)化。一堂實(shí)驗(yàn)課，有時(shí)盡管只解決一個(gè)問(wèn)題，但也是學(xué)生通過(guò)探究后得到答案，使生物實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的同時(shí)更是培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)腦創(chuàng)新意識(shí)。

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果探究——實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象細(xì)分析 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要組成部分，也是探究實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要的組成部分，重視結(jié)果而不重視分析結(jié)果，重視對(duì)成功實(shí)驗(yàn)的肯定，而不重視對(duì)實(shí)驗(yàn)中失敗原因的查找，都不利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的提高。例如，在觀察植物有絲分裂的實(shí)驗(yàn)中，在顯微鏡的某個(gè)視野中，要讓學(xué)生分析看到的細(xì)胞多數(shù)為處于間期的細(xì)胞，這能夠說(shuō)明什么問(wèn)題？在質(zhì)壁分離和復(fù)原的實(shí)驗(yàn)中要讓學(xué)生了解液泡的體積大小的變化和顏色的變化，分析這些變化能夠得出哪些結(jié)論？當(dāng)然正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常容易得出正確的結(jié)論，但是學(xué)生在實(shí)際操作的過(guò)程中往往會(huì)不經(jīng)意間出現(xiàn)一些錯(cuò)誤，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和正常現(xiàn)象有差別，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程，找出異?，F(xiàn)象發(fā)生的原因。比如在“探索淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的作用”實(shí)驗(yàn)中，有的學(xué)生得到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是1號(hào)（加入的是淀粉液）和2號(hào)（加入的是蔗糖液）試管的液體都出現(xiàn)磚紅色現(xiàn)象，學(xué)生不理解，認(rèn)為他的操作都是根據(jù)課本的要求做的，實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)該是正確的。我們當(dāng)然不能根據(jù)這個(gè)現(xiàn)象推斷淀粉酶液能夠催化蔗糖的水解。老師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)討論分析其中的可能原因，經(jīng)過(guò)激烈的討論，大家認(rèn)為可能有以下幾方面原因：①實(shí)驗(yàn)前試管沒(méi)有徹底清洗干凈，會(huì)含有上次實(shí)驗(yàn)殘留的還原糖；②蔗糖長(zhǎng)期儲(chǔ)存，表面的部分會(huì)被分解成還原糖；③滴加淀粉液后沒(méi)有換滴管，直接滴加蔗糖液，會(huì)使蔗糖液中含有少量淀粉液，被催化分解成還原糖。④沒(méi)有正確的分組和編號(hào)，導(dǎo)致錯(cuò)拿了試管。這樣引導(dǎo)學(xué)生正確的分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，能夠使學(xué)生了解規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作的重要性以及多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)的意義，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。

綜上所述，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)探究能力應(yīng)該從生物實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練入手，通過(guò)“問(wèn)題導(dǎo)學(xué)”讓學(xué)生充分感受和體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的價(jià)值和作用，不斷地提高實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)能力，著力地促進(jìn)實(shí)驗(yàn)探究能力的發(fā)展，使學(xué)生在過(guò)程體驗(yàn)中獲得研究方法和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ陌l(fā)展，獲得情感態(tài)度和價(jià)值觀的提升，從而提高學(xué)生的創(chuàng)新探究能力。陶行知曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“解放孩子的頭腦，使之能想；解放孩子的雙手，使之能干；解放孩子的眼睛，使之能看；解放孩子的嘴巴，使之能講；解放孩子的時(shí)間，使之能學(xué)自己渴望學(xué)習(xí)的東西?！蔽蚁搿敖夥藕⒆觽兊膶W(xué)習(xí)，就應(yīng)該使之會(huì)學(xué)習(xí)、會(huì)探究”，就要讓他們的雙手在課堂上動(dòng)起來(lái)，讓他們的眼睛在課堂上能夠亮起來(lái)，讓他們的嘴巴在課堂上能夠響起來(lái)！充分的調(diào)動(dòng)學(xué)生的各種感官，在眼觀、手做、嘴講的同時(shí)還怕腦子不思考嗎？只要腦子思考，我們的目的自然就達(dá)到了——通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)了他們的探究能力和發(fā)散思維?？傊處煾鼞?yīng)該不斷更新教學(xué)觀念，不斷讓新的思想滲透到課堂教學(xué)，不斷去嘗試新的教學(xué)模式，使學(xué)生的個(gè)性在自主探究的學(xué)習(xí)過(guò)程中得到充分的發(fā)展。

作者簡(jiǎn)介：方 義 ，廣東省肇慶市懷集縣紅旗南路懷集一中

（作者單位：廣東省肇慶市懷集縣第一中學(xué) 526400）