高中生物探究性實(shí)驗(yàn)實(shí)施環(huán)節(jié)中幾個(gè)問(wèn)題的探討

姚西寧

國(guó)際教育界有這樣一句話(huà)：告訴我，我會(huì)忘記；分析給我聽(tīng)，我可能會(huì)記??；讓我參與，我就能理解．生物學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)．生物學(xué)的每一個(gè)理論、每一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)、每一項(xiàng)技術(shù)和成果，莫不是無(wú)數(shù)科學(xué)家經(jīng)過(guò)艱苦的不懈努力，反復(fù)實(shí)驗(yàn)所取得的．在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)有著得天獨(dú)厚的條件，是中學(xué)開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)的重要陣地．本文就高中生物探究性實(shí)驗(yàn)實(shí)施環(huán)節(jié)中的幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行初步的探討．

不同類(lèi)型的研究性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施步驟有一定程度的差異，但其基本模式相同：創(chuàng)設(shè)情境一提出問(wèn)題一進(jìn)行假設(shè)一方案設(shè)計(jì)一實(shí)驗(yàn)探究一結(jié)果分析一證實(shí)或修正假設(shè)

一、創(chuàng)設(shè)情境，進(jìn)入角色引導(dǎo)學(xué)生回顧已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)入新知識(shí)，引發(fā)認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)．比如在學(xué)習(xí)酶的概念、特性后，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生思考日常生活中的一些常見(jiàn)現(xiàn)象，例如高燒病人不思飲食、渾身乏力、胃酸不足消化不良等，把學(xué)生引入一種探索新知的情境之中．

二、提出問(wèn)題根據(jù)前置情境順勢(shì)提出所要研究的問(wèn)題．提出問(wèn)題時(shí)，應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生盡量從多角度、多層次進(jìn)行質(zhì)疑，以便培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維．

1．從不同角度提出問(wèn)題．如在酶活性的研究實(shí)驗(yàn)中，酶活性的發(fā)揮是否受溫度的影響?酶活性的發(fā)揮是否受pH的影響?酶活性的發(fā)揮是否受化學(xué)物質(zhì)的影響(如酒精)?

2．從不同層次提出問(wèn)題．如在酶活性的研究性實(shí)驗(yàn)中，酶的最適溫度是多少?溫度從不同方向變化對(duì)酶活性有怎樣的影響?pH的變化對(duì)酶活性造成的影響是否可以得以恢復(fù)?多大的偏離范圍才能使酶活性得以恢復(fù)?低溫對(duì)酶活性的影響與高溫所造成的影響是否相同?

三、進(jìn)行假設(shè)假設(shè)就是根據(jù)一些基本原理對(duì)所研究的問(wèn)題進(jìn)行合理推理，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行一個(gè)合乎邏輯的假設(shè)．

1．假設(shè)的合理性．不能因?yàn)榧僭O(shè)是尚未證實(shí)的結(jié)論而胡亂進(jìn)行假設(shè)，假設(shè)必須具備一定的合理性．例如用淀粉、蔗糖、淀粉酶研究酶的專(zhuān)一性時(shí)，我們研究的起點(diǎn)應(yīng)該為已知淀粉酶能夠催化淀粉水解為麥芽糖和葡萄糖，但不知淀粉酶是否能夠催化蔗糖水解為葡萄糖和果糖．因此在假設(shè)時(shí)就只有兩種假設(shè)，即：(1)淀粉酶既能催化淀粉水解，也能催化蔗糖水解；(2)淀粉酶只能催化淀粉水解而不能催化蔗糖水解，而不能有第(3)假設(shè)：淀粉酶既不能催化淀粉水解也不能催化蔗糖水解．因?yàn)槿绻霈F(xiàn)第(3)假設(shè)的情況，則說(shuō)明實(shí)驗(yàn)的最初出發(fā)點(diǎn)就是錯(cuò)誤的．

2．假設(shè)的多角度和多層次性能．假設(shè)時(shí)應(yīng)該盡可能地考慮到各種情況．在用蝌蚪研究高溫對(duì)甲狀腺素活性的影響實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于不知道高溫是否會(huì)對(duì)甲狀腺素活性造成影響，因此在假設(shè)時(shí)就有多種可能：(1)高溫使甲狀腺素失去活性；(2)高溫對(duì)甲狀腺素活性沒(méi)有影響；(3)高溫可以增強(qiáng)甲狀腺素的活性；(4)高溫使甲狀腺素的活性有所降低．

四、方案設(shè)計(jì)在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，首先不要對(duì)學(xué)生進(jìn)行過(guò)多的程序指導(dǎo)，應(yīng)該讓學(xué)生充分自主進(jìn)行設(shè)計(jì)，以便在研究中顯現(xiàn)各種各樣的設(shè)計(jì)方案，包括不合理的方案．我們?cè)谶M(jìn)行探究pH對(duì)淀粉酶活性的影響時(shí)，學(xué)生的設(shè)計(jì)方案中就有兩種比較典型的方案：在檢驗(yàn)原理上，一種是用碘液檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)后淀粉是否存在；一種是用斐林試劑檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)后是否有還原性糖的生成．在實(shí)驗(yàn)步驟的安排上，一種是先在試管中滴加淀粉溶液，調(diào)節(jié)pH后再滴加淀粉酶溶液；一種是先在試管中滴加淀粉酶溶液，調(diào)節(jié)pH后再滴加淀粉溶液．對(duì)此，教師沒(méi)有對(duì)其加以引導(dǎo)，而是待學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，請(qǐng)學(xué)生根據(jù)其實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與其他方案的組進(jìn)行對(duì)比，其方案的合理性不言而喻．又如在進(jìn)行葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)時(shí)，只要求葉片自備，而不對(duì)其葉片的選取進(jìn)行指導(dǎo)，只是要求各組必需對(duì)其所使用的葉片及結(jié)果進(jìn)行如實(shí)記錄，最后在交流時(shí)，通過(guò)各組的葉片及結(jié)果的對(duì)比，學(xué)生明白了選取葉片的重要性．

五、實(shí)驗(yàn)探究各組按照自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)施，教師進(jìn)行巡視，主要是收集各種方案設(shè)計(jì)的差異以及實(shí)施過(guò)程中存在的問(wèn)題，并有針對(duì)性地設(shè)計(jì)一些討論題，便于在交流過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵點(diǎn)以及確保實(shí)驗(yàn)成功的重要因素．

六、結(jié)果分析要求學(xué)生如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析，尤其是找出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)材．料、實(shí)驗(yàn)步驟的因果關(guān)系，分析實(shí)驗(yàn)成敗的原因．

七、證實(shí)或修正假設(shè)學(xué)生根據(jù)自己得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，有的假設(shè)得到了證實(shí)，有的假設(shè)得到了修正．最后教師要求學(xué)生根據(jù)自己的修正方案重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)得以圓滿(mǎn)完成．

總之，探究性實(shí)驗(yàn)是一個(gè)全新的課題，怎樣使學(xué)生在短的時(shí)間內(nèi)掌握其方法，是需要生物教師積極探索的問(wèn)題．要把科學(xué)性、合理性、實(shí)用性、嚴(yán)謹(jǐn)性、一致性、可重復(fù)性等有機(jī)結(jié)合起來(lái)；要打破定勢(shì)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)可多樣化，使學(xué)生的思維具有開(kāi)放性，體現(xiàn)出創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，從而促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)展和創(chuàng)新能力的提高．因此在生物教學(xué)中教師必須大膽地去探索和嘗試生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容和新形式，實(shí)施素質(zhì)教育．