謝登峰

[摘 要]實(shí)施高中生物實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)，首先要引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)過程，讓學(xué)生養(yǎng)成自主探究的習(xí)慣；然后設(shè)計(jì)課外探究型實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生自主探究；最后優(yōu)化探究實(shí)驗(yàn)方案，提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。積極開展高中生物實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)，能有效鍛煉和提升學(xué)生的探究能力，開拓學(xué)生的創(chuàng)新思維。

[關(guān)鍵詞]實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)；探究性學(xué)習(xí)；高中生物

[中圖分類號] G633.91 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-6058（2018）26-0089-02

隨著新課程改革政策的落地與實(shí)施，探究性教學(xué)逐漸成為當(dāng)代教學(xué)的主流方式。在高中生物教學(xué)中，教師結(jié)合生物實(shí)驗(yàn)來開展探究性教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，可極大地激活學(xué)生的探究意識，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新能力。那么，如何實(shí)施高中生物實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)呢？

一、體驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)過程，養(yǎng)成自主探究習(xí)慣

眾所周知，學(xué)習(xí)是一個(gè)自主探究并實(shí)踐的動態(tài)過程。學(xué)生只有自主探究知識才能獲得對知識的深刻理解。對此，在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究的全過程，只有這樣，才能更好地調(diào)動學(xué)生原有的知識儲備，讓學(xué)生獲得新的學(xué)習(xí)思路，并養(yǎng)成自主探究的習(xí)慣。

例如，在教學(xué)《光合作用》這一節(jié)課時(shí)，筆者整合了科學(xué)家發(fā)現(xiàn)和探究光合作用的實(shí)驗(yàn)過程，并引導(dǎo)學(xué)生針對實(shí)驗(yàn)探究過程中的一些具體問題進(jìn)行探究和分析，從而逐步構(gòu)建起光合作用的知識體系。具體如下：

[實(shí)驗(yàn)舉例]普利斯特利實(shí)驗(yàn)，薩克斯實(shí)驗(yàn)，恩格爾曼實(shí)驗(yàn)，魯賓、卡門實(shí)驗(yàn)。

[實(shí)驗(yàn)問題]（1）植物的生長過程是否和空氣有關(guān)聯(lián)？（普利斯特利實(shí)驗(yàn)）（2）植物在進(jìn)行光合作用的過程中會有哪些產(chǎn)物？（薩克斯實(shí)驗(yàn)）（3）植物的光合作用過程會產(chǎn)生其他的產(chǎn)物嗎？（恩格爾曼實(shí)驗(yàn)）（4）植物在進(jìn)行光合作用時(shí)氧原子來源于何處？（魯賓、卡門實(shí)驗(yàn)）

[科學(xué)家探究過程]

普利斯特利實(shí)驗(yàn)：在兩個(gè)玻璃罩內(nèi)各放置一根點(diǎn)燃的蠟燭，在實(shí)驗(yàn)組的玻璃罩內(nèi)增添一株綠色植物，對照組則不做處理。

薩克斯實(shí)驗(yàn)：對綠色植物葉片進(jìn)行“饑餓”處理，處理之后再將葉片一半曝光另一半遮光，數(shù)小時(shí)之后剪下半張葉片擦拭碘酒，觀察結(jié)果。

恩格爾曼實(shí)驗(yàn)：將水綿和好氧細(xì)菌共同放置在完全黑暗且隔絕空氣的環(huán)境中，實(shí)驗(yàn)組用極細(xì)的光束照射水綿，對照組則采取完全曝光處理的方式對水綿進(jìn)行曝光。

魯賓、卡門實(shí)驗(yàn)：將綠色植物分成兩組，一組提供H218O和C18O2作為植物進(jìn)行光合作用的原料；另一組提供H2O和C18O2作為植物進(jìn)行光合作用的原料。

[學(xué)生觀察]

普利斯特利實(shí)驗(yàn)：對照組蠟燭易熄滅，實(shí)驗(yàn)組蠟燭不易熄滅。

薩克斯實(shí)驗(yàn)：曝光的半葉與碘酒會發(fā)生反應(yīng)變成藍(lán)色，而遮光的半葉則不反應(yīng)。

恩格爾曼實(shí)驗(yàn)：好氧細(xì)菌會集中在水綿葉綠體受光的部位。

魯賓、卡門實(shí)驗(yàn)：兩組植物在光合作用下釋放的氧氣分別為18O2和O2。

[實(shí)驗(yàn)知識構(gòu)建]在普利斯特利實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程發(fā)現(xiàn)植物的光合作用可以更新空氣，與空氣有關(guān)聯(lián)；在薩克斯實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程得到“植物在光合作用過程中會產(chǎn)生淀粉”的結(jié)論；在恩格爾曼實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程發(fā)現(xiàn)植物葉綠體中可以釋放氧氣且葉綠體是光合作用的主要場所；在魯賓、卡門實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程得到“植物光合作用的氧氣來源于水”這一結(jié)論。

在上述教學(xué)案例中，筆者借助科學(xué)家探究“光合作用”的相關(guān)實(shí)驗(yàn)過程來引導(dǎo)學(xué)生對光合作用進(jìn)行探究，一方面能夠更好地讓學(xué)生體驗(yàn)生物知識在生物實(shí)驗(yàn)過程中動態(tài)變化和發(fā)展的全過程，另一方面也能夠激發(fā)學(xué)生自主探究的欲望，促進(jìn)學(xué)生自主探究習(xí)慣的養(yǎng)成。

二、設(shè)計(jì)課外探究型實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生自主探究

高中生物教材中涉及的實(shí)驗(yàn)類型十分豐富，既有驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，也有探究型實(shí)驗(yàn)，多種類型的生物實(shí)驗(yàn)從不同的角度鍛煉和發(fā)展了學(xué)生的能力。在實(shí)際教學(xué)中，囿于教學(xué)時(shí)長較短，一些探究型實(shí)驗(yàn)的開展受到限制。為此，在課后教師可適當(dāng)拓展設(shè)計(jì)探究型實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究。

例如，在教學(xué)《生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性》這一節(jié)課時(shí)，筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)課外探究型實(shí)驗(yàn)——“平衡生態(tài)系統(tǒng)的建立”，并引導(dǎo)學(xué)生以螺螄、金魚藻和金魚為實(shí)驗(yàn)材料來構(gòu)建一個(gè)平衡的小型生態(tài)系統(tǒng)，大大地激發(fā)了學(xué)生的探究欲望。在教學(xué)中，筆者首先結(jié)合教材給學(xué)生講解一些基本的實(shí)驗(yàn)方法，然后提出一個(gè)實(shí)驗(yàn)探究問題：為了維持這個(gè)小型生態(tài)系統(tǒng)的平衡性和穩(wěn)定性，應(yīng)如何處理金魚、金魚藻和螺螄三者之間的關(guān)系？針對這個(gè)問題，學(xué)生開展了激烈的探討，最終決定按照數(shù)量比例的不同將金魚、金魚藻和螺螄分成三個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)組，組與組之間形成對照，然后再對這三組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，探究維持一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)平衡的條件。與此同時(shí)，學(xué)生也分成三個(gè)不同的學(xué)習(xí)小組，分別負(fù)責(zé)在實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)觀察和記錄本小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。該課后實(shí)驗(yàn)時(shí)長兩周，在此期間，每一組的學(xué)生都需要每天按時(shí)觀察和記錄生態(tài)系統(tǒng)中各生物的狀態(tài)，待實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后進(jìn)行匯總交流。經(jīng)過最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果探討交流之后，學(xué)生發(fā)現(xiàn)在這個(gè)小型生態(tài)系統(tǒng)中，金魚藻擔(dān)任生產(chǎn)者的角色，金魚擔(dān)任消費(fèi)者的角色，螺螄擔(dān)任分解者的角色，這些生物和水、空氣以及陽光等非生物成分共同維持了整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定。除此之外，學(xué)生得出了“生態(tài)系統(tǒng)的平衡是動態(tài)平衡且生物系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)能力有限”這一結(jié)論。

在上述教學(xué)案例中，筆者結(jié)合教材內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生開展了一次探究實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生的知識基礎(chǔ)更為扎實(shí)，探究能力也得到了極大的提升。

三、優(yōu)化探究實(shí)驗(yàn)方案，提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力

目前，驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)仍是高中生物實(shí)驗(yàn)的主要組成部分，顯然，這對學(xué)生探究能力的提升極為不利，同時(shí)也在一定程度上影響了學(xué)生實(shí)驗(yàn)分析與設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)與鍛煉。為此，在實(shí)際教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)優(yōu)化高中生物實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，將一些驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)改成探究型實(shí)驗(yàn)，并引導(dǎo)學(xué)生優(yōu)化設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)方案，以提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。

例如，在教學(xué)“生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)的鑒定”這一實(shí)驗(yàn)時(shí)，筆者將其設(shè)計(jì)成一個(gè)探究型實(shí)驗(yàn)。首先，從實(shí)驗(yàn)名稱著手，將其改成“探究食物化合物成分”，有效地激發(fā)了學(xué)生的探究欲望。接著，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提出相應(yīng)的探究問題，比如“對于我們生活中常見的食物，比如面包、牛奶，你們覺得它們包含哪些化合物呢？”由于該問題與實(shí)際生活密切相關(guān)，學(xué)生的注意力瞬間被吸引過來，并猜測到：“我覺得可能會有脂肪、蛋白質(zhì)、碳水化合物?！表樦鴮W(xué)生的回答，筆者繼續(xù)提出問題：怎樣才能夠鑒定面包中是否含有這些化合物呢？根據(jù)已有的生物知識，學(xué)生紛紛提出了自己認(rèn)為可行的鑒定方案，比如有的學(xué)生認(rèn)為可以用菲林試劑來探究和鑒定碳水化合物即還原糖的存在，有的學(xué)生認(rèn)為可以根據(jù)“雙縮脲試劑會和蛋白質(zhì)反應(yīng)”這個(gè)知識來用雙縮脲試劑檢測面包中蛋白質(zhì)的存在，也有的學(xué)生認(rèn)為探究脂肪的存在可以使用蘇丹Ⅲ染液，因?yàn)樘K丹Ⅲ染液和脂肪混合之后會變成橘黃色。瞬間，課堂氣氛變得活躍起來，同時(shí)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究思路也被有效打開。這樣教學(xué)，不僅能夠鍛煉和提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，還能夠鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維，對學(xué)生探究生物實(shí)驗(yàn)、學(xué)習(xí)生物知識都有極大的促進(jìn)作用。

總而言之，實(shí)驗(yàn)探究是高中生物教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)也是鍛煉和提升學(xué)生探究能力、開拓學(xué)生創(chuàng)新思維的重要途徑。在實(shí)際教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際教學(xué)情況引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究過程、設(shè)計(jì)課外探究型實(shí)驗(yàn)和優(yōu)化探究實(shí)驗(yàn)方案，從而促進(jìn)實(shí)驗(yàn)探究的有效進(jìn)行以及學(xué)生能力的全面提升。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 劉恩山.普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）解讀[M].南京：江蘇教育出版社，2004.

[2] 田光文.以探索性實(shí)驗(yàn)代替驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的探究[J].中學(xué)生物教學(xué)，2001（2）：35-36.

（特約編輯 安 平）