探究性學(xué)習(xí)在高中生物實(shí)驗(yàn)中的研究與實(shí)踐

孫旗 趙卓

摘要：隨著課程改革的實(shí)施，探究學(xué)習(xí)逐漸走進(jìn)教育者的視野。生物學(xué)科中，實(shí)驗(yàn)是鍛煉學(xué)生能力、開闊思維的重要部分。為了幫助教師更好地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)科學(xué)型人才，本文研究了探究性學(xué)習(xí)的相關(guān)理論和高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的類型，具體分析了高中生物教學(xué)過(guò)程中融入探究學(xué)習(xí)方式的策略和方法。

關(guān)鍵詞：探究學(xué)習(xí) 高中生物實(shí)驗(yàn) 教學(xué)策略

中圖分類號(hào)：G633? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：1009-5349（2019）04-0207-02

新時(shí)代的人才，是不僅只懂理論知識(shí)，還需要有探究能力的、創(chuàng)新操作型人才。探究學(xué)習(xí)這一教學(xué)策略，不僅使學(xué)生積累了知識(shí)，而且鍛煉了能力，開拓了思維，獲得了科學(xué)素養(yǎng)。探究學(xué)習(xí)幫助學(xué)生具備基本的素質(zhì)，能夠參與到設(shè)計(jì)解決具體問題的實(shí)踐中。

在應(yīng)試教育的背景下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)更能鍛煉能力，卻往往被忽視。許多科學(xué)家倡導(dǎo)自然學(xué)科的教師在教學(xué)中應(yīng)注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)，來(lái)推動(dòng)學(xué)科的發(fā)展。在生物學(xué)中，了解生物實(shí)驗(yàn)的類型可以方便尋找恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法。而生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是有計(jì)劃地探究的過(guò)程。[1]因此本文將二者融合，對(duì)高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的類型進(jìn)行分析，應(yīng)用探究性學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生探究意識(shí)，鍛煉其科學(xué)探究能力。

一、探究性學(xué)習(xí)的特征

科學(xué)探究是指學(xué)生通過(guò)發(fā)現(xiàn)問題或現(xiàn)象去獲得知識(shí)、領(lǐng)略科學(xué)探究方法的實(shí)踐活動(dòng)。[2]應(yīng)通過(guò)探究性學(xué)習(xí)幫助學(xué)生成為知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu)者。

1.主體性

探究活動(dòng)要以學(xué)生為主體，思維不僅僅局限在課本上的固定知識(shí)，要自主探究，整合自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，無(wú)論是課題和探究方式方法的選擇，還是設(shè)計(jì)探究過(guò)程，學(xué)習(xí)者都要親自參與并解決問題。在發(fā)現(xiàn)疑惑確定題目階段，每個(gè)學(xué)習(xí)者都有自己的想法，這個(gè)時(shí)候完全體現(xiàn)了學(xué)生的主體性，最終的題目由組內(nèi)成員彼此討論確定，依據(jù)研究問題，成員們確定實(shí)驗(yàn)所應(yīng)用的材料并參與設(shè)計(jì)過(guò)程。

2.探究性

探究學(xué)習(xí)的過(guò)程要求學(xué)習(xí)者有一定的探索精神和探究意識(shí)，要根據(jù)課題提出自己的見解。教師可以在最后的檢驗(yàn)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)中適當(dāng)為學(xué)生提供幫助，切忌為學(xué)生提供整個(gè)探究過(guò)程，讓學(xué)生被灌輸知識(shí)，而是要輔助學(xué)生去“探究”。如在研究“影響酶活性的條件”中，實(shí)驗(yàn)材料的確定、實(shí)驗(yàn)遵循的原則、用什么方法控制變量以及實(shí)驗(yàn)中條件如何設(shè)置等均應(yīng)該由學(xué)生來(lái)探究。

3.實(shí)踐性

實(shí)踐是讓研究者真實(shí)獲得知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的方式。探究者不能僅學(xué)理論知識(shí)，整個(gè)探究過(guò)程都需要去實(shí)踐操作。這要求探究主體要有一定的實(shí)踐精神和動(dòng)手實(shí)踐的能力。如在“酵母菌的呼吸方式”中，教學(xué)對(duì)象必須動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，調(diào)配培養(yǎng)液，檢驗(yàn)酒精是否產(chǎn)生等環(huán)節(jié)都需要操作觀察，并總結(jié)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，沒有學(xué)生的親自實(shí)踐，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是沒有任何意義的，只有通過(guò)實(shí)踐，讓學(xué)生真正參與進(jìn)來(lái)，他們才會(huì)真正得到收獲。

4.合作性

探究學(xué)習(xí)活動(dòng)是一個(gè)積累知識(shí)、鍛煉能力的學(xué)習(xí)交流過(guò)程。學(xué)習(xí)者應(yīng)具備合作探究精神。例如在 “用樣方法調(diào)查某種植物的種群密度的實(shí)驗(yàn)”中，首先分若干個(gè)探究小組，在勘察地形之后小組之間討論確定該地區(qū)中所含物種種類，確定合適的調(diào)查對(duì)象，再分工合作，由幾個(gè)人負(fù)責(zé)一個(gè)樣方計(jì)數(shù)，注意要做到隨機(jī)取樣，小組合作計(jì)算種群密度。分工合作節(jié)省了時(shí)間，又讓所有人參與了探究過(guò)程，而探究者在這個(gè)過(guò)程中得到了鍛煉，收獲了新知識(shí)。

二、高中生物實(shí)驗(yàn)的分類

1.觀察描述型生物實(shí)驗(yàn)

以觀察為主的實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)是：使用實(shí)驗(yàn)藥品和操作部分較少、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)較簡(jiǎn)單、多數(shù)會(huì)用到顯微鏡等觀察儀器，重點(diǎn)在“觀察”，通過(guò)觀察來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。以觀察為主的實(shí)驗(yàn)，在進(jìn)行完實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)之后，要留心觀察儀器的使用問題。通過(guò)直觀觀察或借助實(shí)驗(yàn)儀器觀察處理后的實(shí)驗(yàn)對(duì)象，描述實(shí)驗(yàn)對(duì)象，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。涉及借助高倍顯微鏡觀察細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)就是典型的以觀察為主的實(shí)驗(yàn)，教師要先介紹觀察儀器構(gòu)造，再演示使用方法，在教學(xué)中教師要引導(dǎo)學(xué)生自主觀察，來(lái)辨認(rèn)對(duì)象。

2.動(dòng)手操作型生物實(shí)驗(yàn)

以操作為主的生物實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)是：明確完實(shí)驗(yàn)原理和目的、確定完材料之后，對(duì)過(guò)程的操作要求極高，對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的使用、實(shí)驗(yàn)藥品的配置、實(shí)驗(yàn)方法步驟都要把握得準(zhǔn)確無(wú)誤。此類型實(shí)驗(yàn)可以鍛煉學(xué)生的操作能力。如在“色素提取分離”的實(shí)驗(yàn)中就是典型的以操作為主，在濾紙條的制備等環(huán)節(jié)對(duì)動(dòng)手操作能力要求極高。大部分高中學(xué)生的分析和操作能力不太強(qiáng)。因此，老師可以利用此類實(shí)驗(yàn)鍛煉這個(gè)年齡段學(xué)生的操作能力。

3.數(shù)據(jù)分析型生物實(shí)驗(yàn)

以數(shù)據(jù)分析為主的實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)主要是設(shè)計(jì)過(guò)程后，最終的結(jié)果離不開數(shù)據(jù)的分析，對(duì)觀察、操作的要求沒有前兩類高。但是要求數(shù)據(jù)是真實(shí)的。如“用樣方法調(diào)查某些植物種群密度實(shí)驗(yàn)”中，最終是要以數(shù)據(jù)來(lái)得出結(jié)論，而獲得數(shù)據(jù)的關(guān)鍵在于“隨機(jī)取樣”，要求計(jì)數(shù)原則，要求真實(shí)，才能保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確率，對(duì)數(shù)據(jù)的分析也涉及統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)。

三、探究學(xué)習(xí)在高中生物實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

（一）教學(xué)步驟

探究性學(xué)習(xí)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中由學(xué)生發(fā)現(xiàn)確定問題、假設(shè)結(jié)論、設(shè)計(jì)過(guò)程、得出結(jié)論并進(jìn)行交流。在植物細(xì)胞吸水失水實(shí)驗(yàn)中：上課前學(xué)生分成若干學(xué)習(xí)小組，在教師創(chuàng)設(shè)情境比如“腌咸菜、燒苗等”現(xiàn)象之后，由各個(gè)學(xué)生思考自己提出想探究的問題，然后小組討論定下合適的題目，之后再進(jìn)行假設(shè)，根據(jù)所得結(jié)果驗(yàn)證假設(shè)是否正確，最后總結(jié)交流。

（二）教學(xué)策略

（1）聯(lián)系生活，創(chuàng)設(shè)情境從學(xué)生常見的日常生活或自然現(xiàn)象出發(fā)，激發(fā)求知欲，引導(dǎo)其提出問題。[3]比如在“植物細(xì)胞吸水和失水”中，教師可以與腌制菜的過(guò)程相結(jié)合，或者問學(xué)生是否吃過(guò)糖拌柿子，為什么糖拌柿子會(huì)有汁水出來(lái)，或者詢問學(xué)生是否清楚燒苗現(xiàn)象。而這些實(shí)例屬于在日常生活中與本節(jié)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相關(guān)的常識(shí)。在試驗(yàn)開始前，教師聯(lián)系生活實(shí)際詢問，激發(fā)學(xué)生共鳴，讓學(xué)生想認(rèn)識(shí)并解決自己的困惑，設(shè)計(jì)解決過(guò)程。

（2）鼓勵(lì)學(xué)生提問，開闊思維。在探究過(guò)程中，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生勇敢提問，不能抹殺學(xué)生的探究積極性，教師要有一定耐心和知識(shí)功底。如在“影響酶活性的條件”中，讓學(xué)生大膽猜想可能影響酶活性的條件。

（3）利用多媒體技術(shù)優(yōu)化探究實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)代多媒體技術(shù)為教學(xué)提供了許多教學(xué)資源。為了規(guī)范學(xué)生操作，教師可借助多媒體向?qū)W生播放此節(jié)的視頻。如在“探索生長(zhǎng)素類似物促進(jìn)插條生根的最適合濃度”中，在實(shí)驗(yàn)實(shí)施條件有限時(shí)，教師可以用多媒體技術(shù)，借助圖片展示材料用具，在學(xué)生設(shè)計(jì)完實(shí)驗(yàn)后，教師也可以利用動(dòng)畫或者視頻展示實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)或者實(shí)驗(yàn)方法，比如“沾蘸法，浸泡法”等，讓實(shí)驗(yàn)處理方法更直觀。

本文介紹了探究學(xué)習(xí)的理論知識(shí)并分析了生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的類型，將探究學(xué)習(xí)理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊密結(jié)合，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加符合素質(zhì)教育要求，使學(xué)生成為知識(shí)的主動(dòng)探索者，利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)鍛煉學(xué)生能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，進(jìn)一步推動(dòng)素質(zhì)教育的實(shí)施。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐建華.淺述生物實(shí)驗(yàn)與探究性學(xué)習(xí)的關(guān)系[C].//教育探索與實(shí)踐學(xué)術(shù)，2014.

[2]（美）國(guó)家研究理事會(huì).美國(guó)國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)[Z].戢守志等譯.北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)社，1999.

[3]梁曉敏.以問題引導(dǎo)高中生物探究性學(xué)習(xí)的開展[J].生命世界，2010（4）：84-85.

責(zé)任編輯：孫瑤