基于建構(gòu)主義對(duì)生物學(xué)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

王寒

摘 要 將建構(gòu)主義思想運(yùn)用到生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)中，不但能有效提高實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，還能促進(jìn)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)的能力以及科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞 建構(gòu)主義 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) 生物學(xué)實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

文件編號(hào)： 1003 - 7586（2016）11 - 0057 - 02

1 建構(gòu)主義理論概述

“建構(gòu)”原是指在進(jìn)行建筑的過(guò)程中，將一些零件和材料搭建成某種結(jié)構(gòu)。建構(gòu)主義強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)的主動(dòng)探索、主動(dòng)發(fā)現(xiàn)和對(duì)所學(xué)知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)。其主旨是弘揚(yáng)學(xué)生的主體性、主動(dòng)性、發(fā)展性，強(qiáng)調(diào)學(xué)生是真正意義上的學(xué)習(xí)者，是自我發(fā)展的主體。

2 建構(gòu)主義在生物驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)上的改進(jìn)案例

在高中生物教材中，多數(shù)是驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)教學(xué)中，教師會(huì)對(duì)這些實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)方法步驟一一講解，或者要求學(xué)生自學(xué)課本，然后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在這樣的教學(xué)過(guò)程中，大多數(shù)學(xué)生通過(guò)背誦實(shí)驗(yàn)的原理和步驟，死記實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。這樣既不利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，也不利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。其實(shí)，將一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的材料和試劑的選擇改為探究性實(shí)驗(yàn)，將有利于學(xué)生知識(shí)模型的建構(gòu)，也有利于學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。

2.1 通過(guò)不同材料的探究改進(jìn)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)

2.1.1 目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

以“還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)的鑒定”為例，在這一節(jié)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，傳統(tǒng)的教學(xué)方式是由教師講解實(shí)驗(yàn)的原理、實(shí)驗(yàn)的步驟和實(shí)驗(yàn)會(huì)出現(xiàn)的結(jié)果或者是由學(xué)生自行看書自學(xué)，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在這樣的教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生只是被動(dòng)地知道了用蘋果汁和斐林試劑可以出現(xiàn)磚紅色沉淀，不能很好地將這個(gè)鑒定知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中。

2.1.2 對(duì)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

“還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)的鑒定”這一節(jié)實(shí)驗(yàn)課，在還原糖的鑒定中，普遍是用蘋果汁作為實(shí)驗(yàn)材料，使用斐林試劑來(lái)鑒定蘋果汁中的還原糖。改變成探究實(shí)驗(yàn)為探究哪些糖類能夠被斐林試劑檢測(cè)出來(lái)，具體操作見(jiàn)實(shí)驗(yàn)一（表1）。

教師引導(dǎo)學(xué)生觀察結(jié)果，得出結(jié)論：葡萄糖和果糖能夠被斐林試劑檢測(cè)出來(lái)。教師啟發(fā)學(xué)生思考：哪些材料含有還原糖？教師提供實(shí)驗(yàn)材料及具體操作見(jiàn)實(shí)驗(yàn)二（表2）。

在這個(gè)實(shí)驗(yàn)的改動(dòng)中，教師可以根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，將實(shí)驗(yàn)組的材料進(jìn)行調(diào)整。在材料的選擇上，主要給學(xué)生制造問(wèn)題情境：① 火龍果口感上不太甜，但是含還原糖的量卻比西瓜高（西瓜含糖量為6.59%，火龍果含糖量為10.66%）；② 材料本來(lái)就帶有較深顏色時(shí)，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)果觀察。

教師引導(dǎo)學(xué)生思考：① 哪些材料含有還原糖？② 最合適的材料應(yīng)該具有哪些特性？③ 不同的材料可以用什么樣的方法獲取汁液？④ 如果需要檢測(cè)的材料含有顏色，可以怎樣處理？

實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)一，學(xué)生不但能獲得檢測(cè)還原糖的直觀體驗(yàn)，同時(shí)還能主動(dòng)構(gòu)建知識(shí)：糖的種類很多，而斐林試劑只能檢測(cè)出某一些種類的糖。根據(jù)實(shí)驗(yàn)二，學(xué)生能夠主動(dòng)構(gòu)建知識(shí)：① 利用斐林試劑可以檢測(cè)各種材料是否含有還原糖。② 有一些已有較深顏色的材料，不能直接用斐林試劑來(lái)檢測(cè)，需要做出一些處理。關(guān)于處理的方法，教師也可以用來(lái)引導(dǎo)學(xué)生查閱資料或進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)。比如，將西瓜汁放置一段時(shí)間，西瓜汁會(huì)發(fā)生自然澄清的現(xiàn)象；也可以放進(jìn)少量的硅藻泥使西瓜汁變澄清。

2.1.3 改進(jìn)后的意義

基于建構(gòu)主義的理論，將實(shí)驗(yàn)的過(guò)程改成“問(wèn)題串”的形式，有利于學(xué)生在獲得一定成果后，又有新的問(wèn)題激發(fā)學(xué)生的興趣，充分調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)的積極性。同時(shí)不斷基于學(xué)生“最近發(fā)展區(qū)”的促進(jìn)，使學(xué)生在獲得成功后又能積極地向“跳一跳就能摘到的桃子”前進(jìn)，不斷激發(fā)學(xué)生興趣的同時(shí)也培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。這樣的改進(jìn)不但能讓學(xué)生通過(guò)主動(dòng)探索，掌握到實(shí)驗(yàn)中材料選擇的原理、材料的選擇對(duì)于實(shí)驗(yàn)的重要性，同時(shí)又不會(huì)被書上的材料所局限。同時(shí)，在這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生真正地將斐林試劑運(yùn)用到了不同材料是否含有還原糖的鑒定中。斐林試劑對(duì)還原糖的磚紅色反應(yīng)就不再是一個(gè)枯燥的知識(shí)點(diǎn)，而是還原糖檢測(cè)的工具了。

2.2 試劑的探究

2.2.1 目前的教學(xué)現(xiàn)狀

在“洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原”這節(jié)實(shí)驗(yàn)中，教師講解實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)和步驟，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生分析結(jié)果。

2.2.2 實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

將“洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原”這節(jié)課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，改變?yōu)樘骄繉?shí)驗(yàn)“不同狀態(tài)洋蔥鱗片葉的顯微觀察”（表3）。

教師引導(dǎo)學(xué)生觀察兩種不同狀態(tài)的洋蔥鱗片葉，使之對(duì)質(zhì)壁分離的現(xiàn)象有一定的認(rèn)知，并探究不同濃度蔗糖溶液中新鮮洋蔥鱗片葉的狀況（表4）。

將蔗糖溶液濃度進(jìn)行探究性的改進(jìn)后，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中可以主動(dòng)獲得以下相關(guān)知識(shí)：① 多少濃度的蔗糖溶液能讓細(xì)胞質(zhì)壁分離？② 多少濃度的蔗糖溶液可以讓細(xì)胞質(zhì)發(fā)生壁分離最快？③ 多少濃度的蔗糖溶液可以讓細(xì)胞在質(zhì)壁分離后，滴加清水又能快速地發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原？

教師引導(dǎo)學(xué)生觀察洋蔥鱗片葉表皮在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的蔗糖溶液中和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的NaCl溶液中的狀態(tài)。

學(xué)生觀察現(xiàn)象后，主動(dòng)尋求知識(shí)：（1） 3%的NaCl溶液為什么能讓細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離后又自動(dòng)質(zhì)壁分離復(fù)原？（2） 半透膜和原生質(zhì)層在功能上的區(qū)別是什么？

2.2.3 改進(jìn)后的意義

通過(guò)改進(jìn)成探究實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能對(duì)質(zhì)壁分離的原理中濃度差理解得更為透徹。通過(guò)不同溶液的比較實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的思維不再固化在蔗糖溶液上，有利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維。與此同時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)不同溶液質(zhì)壁分離結(jié)果的對(duì)比，創(chuàng)造出問(wèn)題情境，能激發(fā)學(xué)生探究質(zhì)壁分離復(fù)原原理的興趣，加深理解原生質(zhì)層和半透膜在功能上的區(qū)別。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中設(shè)置了不同濃度的蔗糖溶液的探究實(shí)驗(yàn)，將有利于在“不同濃度的生長(zhǎng)素對(duì)生根的探究”的實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行能力的遷移。這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)的能力。

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