保山市教育教學(xué)研究所 何自穎
生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在生物學(xué)課程學(xué)習(xí)過程中逐漸發(fā)展起來(lái)的,在解決真實(shí)情景中的實(shí)際問題時(shí)所表現(xiàn)出來(lái)的價(jià)值觀念、必備品格與關(guān)鍵能力,是學(xué)生知識(shí)、能力、情感態(tài)度與價(jià)值觀的綜合體現(xiàn)。它包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任。在高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師要注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力,即提高其針對(duì)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(duì)結(jié)果的交流與討論的能力。筆者將結(jié)合教學(xué)實(shí)際談?wù)勅绾卧谏飳W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。
在高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生充分運(yùn)用生活中的常見材料來(lái)做實(shí)驗(yàn),這樣不僅有利于學(xué)生科學(xué)探究能力的生成,而且可以讓學(xué)生意識(shí)到生物學(xué)與生活之間的聯(lián)系,使其萌生深入學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí)的想法。事實(shí)上,現(xiàn)實(shí)生活中的常見物品都可以用來(lái)做生物學(xué)實(shí)驗(yàn),如在切好的黃瓜片中加入適量食鹽,黃瓜會(huì)滲出許多水分;把切好的土豆絲放入水中浸泡,土豆絲變硬了,而被食鹽腌過的土豆絲卻變得非常軟等。為什么植物的細(xì)胞可以吸水和失水呢?學(xué)生經(jīng)過討論后聯(lián)系自己學(xué)過的生物學(xué)知識(shí)來(lái)解釋這一現(xiàn)象,原來(lái)是細(xì)胞液和外界溶液中存在的濃度差引起了該現(xiàn)象。高中生物學(xué)教師可以給學(xué)生安排小實(shí)驗(yàn)作為家庭作業(yè),請(qǐng)學(xué)生利用家里的蔬菜來(lái)操作,進(jìn)一步探討植物細(xì)胞吸水和失水的問題。
在做高中生物學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)的過程中,教師應(yīng)激發(fā)學(xué)生的探究欲望。如在指導(dǎo)學(xué)生做“生物組織中可溶性的還原糖、蛋白質(zhì)和脂肪鑒定”這個(gè)實(shí)驗(yàn)的過程中,教師可以為學(xué)生提供多種材料,如生活中常見的白蘿卜、紫甘藍(lán)等,請(qǐng)學(xué)生利用這些材料來(lái)做對(duì)照實(shí)驗(yàn)。學(xué)生也可以使用多種不同手段來(lái)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,如可以先使用隔水加熱的手段來(lái)觀察指示劑顏色的變化情況,再使用酒精燈加熱來(lái)觀察指示劑顏色的變化情況,根據(jù)使用不同方法所觀察到的結(jié)果來(lái)判斷哪種溫度條件是鑒定蛋白質(zhì)和可溶性還原糖的最佳條件。在組織學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)鑒定生物組織中的蛋白質(zhì)時(shí),教師可以要求學(xué)生,依次加入雙縮脲試劑A和雙縮脲試劑B后觀察顏色的變化情況。為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力,教師還可以要求學(xué)生調(diào)整加入兩種試劑的順序,先加入雙縮脲試劑B,再加入雙縮脲試劑A,請(qǐng)學(xué)生仔細(xì)觀察調(diào)整后顏色發(fā)生了怎樣的變化??傊咧猩飳W(xué)教師在組織學(xué)生進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)的過程中,應(yīng)該給予學(xué)生更多實(shí)際操作的機(jī)會(huì),搭建平臺(tái),鼓勵(lì)他們勇于探究。
在高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師應(yīng)該優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過程,結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和目標(biāo)來(lái)巧設(shè)“問題串”,提出有效的問題來(lái)指引學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)探究過程,從而讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究過程中充分思考。如在指導(dǎo)學(xué)生做“植物細(xì)胞的吸水和失水”實(shí)驗(yàn)時(shí),教師可以請(qǐng)學(xué)生思考:植物細(xì)胞是否能夠吸水或失水?在怎樣的條件下植物細(xì)胞才會(huì)出現(xiàn)吸水或失水的情況?學(xué)生認(rèn)真思考教師提出的問題后通過實(shí)驗(yàn)探究的方式來(lái)尋找答案。學(xué)生可以用洋蔥作為實(shí)驗(yàn)材料,先小心地取一點(diǎn)洋蔥鱗片,然后在低倍鏡下觀察它。在實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生發(fā)現(xiàn)洋蔥鱗片的細(xì)胞壁和原生質(zhì)層的位置十分相近,呈現(xiàn)緊密相連的狀態(tài),且洋蔥鱗片中央有一個(gè)大液泡。接著,教師引導(dǎo)學(xué)生使用引流法來(lái)繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在洋蔥鱗片表面加入了0.3 g/mL的蔗糖溶液,確保蔗糖溶液能夠完全覆蓋洋蔥鱗片。等待片刻后,教師請(qǐng)學(xué)生繼續(xù)觀察洋蔥鱗片的變化情況并做好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄。接著,教師請(qǐng)學(xué)生在另一塊洋蔥鱗片表面適當(dāng)加入清水,讓洋蔥鱗片可以完全浸泡在清水中,再觀察洋蔥鱗片的變化情況,并做好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄。學(xué)生需要分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,從而對(duì)比得出0.3 g/mL蔗糖溶液和清水對(duì)植物細(xì)胞分別產(chǎn)生了何種影響,最終根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論,從而促進(jìn)實(shí)驗(yàn)探究能力和歸納總結(jié)能力的提升。
高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)具有靈活性,學(xué)生可以選擇多種材料用于探究過程,使用不同的材料也將獲得不一樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因此,如何正確地選擇實(shí)驗(yàn)材料便成為十分重要的問題。高中生物學(xué)教師應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)材料選擇能力,讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容有充分的了解,根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來(lái)科學(xué)地選擇實(shí)驗(yàn)材料。這樣做既有利于豐富學(xué)生的生物學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備,也有助于學(xué)生科學(xué)探究能力的形成。如做“檢測(cè)生物組織中還原糖”的實(shí)驗(yàn)時(shí),學(xué)生準(zhǔn)備了許多實(shí)驗(yàn)材料,包括蘋果、橙子、甜菜、梨等。那么,是否每種材料都能夠用于這一實(shí)驗(yàn)?zāi)??學(xué)生該如何正確選擇實(shí)驗(yàn)材料呢?教師可以組織學(xué)生以小組為單位進(jìn)行討論,根據(jù)學(xué)生所學(xué)的生物學(xué)知識(shí)來(lái)判斷哪種材料更適合這一實(shí)驗(yàn)。小組討論過后,多數(shù)學(xué)生認(rèn)為橙子并不適用于這一實(shí)驗(yàn),因?yàn)閷?shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生磚紅色沉淀,而橙子的顏色是橙色的,會(huì)影響實(shí)驗(yàn)效果,導(dǎo)致難以分辨;甜菜也并不適用于這一實(shí)驗(yàn),這是由于在甜菜的塊根部位存在蔗糖的成分,而蔗糖的性質(zhì)為非還原性糖,本實(shí)驗(yàn)主要是檢測(cè)生物組織中的還原糖,使用甜菜根本無(wú)法檢測(cè)出還原糖。最后,學(xué)生一致認(rèn)為選擇梨和蘋果更合適。這一實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇顏色接近白色、含葡萄糖量比較高的材料,所以蘋果和梨非常適合。又如,在做“pH對(duì)酶活性的影響”實(shí)驗(yàn)時(shí),有部分學(xué)生選擇了比較常用的鹽酸來(lái)做實(shí)驗(yàn),但是由于鹽酸具有催化淀粉水解的作用,所以不應(yīng)該選用,而應(yīng)該選擇過氧化氫酶。
總而言之,教師要多鼓勵(lì)學(xué)生選擇生活中常見的材料來(lái)做生物學(xué)實(shí)驗(yàn),增強(qiáng)生活與生物學(xué)之間的聯(lián)系,促進(jìn)學(xué)生探究欲望的形成。同時(shí),教師還應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)選擇實(shí)驗(yàn)材料的能力,鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行探究,并巧用“問題串”,培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和歸納能力。