淺析如何培養(yǎng)學生生物學探究實驗的學習興趣

摘 要：以“觀察植物細胞的吸水和失水”探究實驗為例，從采用翻轉(zhuǎn)課堂教學法、利用學生在自主學習中發(fā)現(xiàn)的問題，以任務(wù)驅(qū)動推動小組進行合作探究，激發(fā)學習興趣;通過材料和試劑的處理和改進，簡化實驗步驟，提升學習興趣;現(xiàn)代信息技術(shù)的運用，加快課堂節(jié)奏，保持興趣;實驗數(shù)據(jù)的處理，延續(xù)興趣等四個方面闡述如何培養(yǎng)學生生物學探究實驗的學習興趣。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);興趣;探究;質(zhì)壁分離

法國思想家托爾斯泰說過這樣一句話：“成功的教學是激發(fā)學生的興趣，而不是強制地學習?！币粋€學生能不能學好，就看他對學習有沒有產(chǎn)生興趣，生物實驗教學更是如此。常規(guī)的實驗課往往要花十幾分鐘用于實驗的講解以及學生對實驗的設(shè)計和梳理，真正用于實驗操作的時間不多于20分鐘，這就使很多學生只是手忙腳亂，按部就班地走一遍實驗流程，缺少學習的主動性;更有甚者只是看別人做一遍，自己根本無從下手，久而久之也就失去了學習興趣。如何培養(yǎng)學生生物學探究實驗的學習興趣呢？筆者認為教師要從具體實驗課的自身特點中去尋找突破口，結(jié)合適當?shù)慕虒W方法和評價機制，適當融合信息技術(shù)，就很容易將沉悶、無趣的實驗課堂變成生動、驚奇的學習樂園。

“植物細胞的吸水和失水”是學生進入高中階段接觸的第一個探究實驗，是初步培養(yǎng)學生“科學探究和科學思維”的生物學科核心素養(yǎng)的良好素材。文章以這節(jié)實驗課為例，從以下四個方面闡述對生物學探究實驗課興趣的培養(yǎng)。

一、 翻轉(zhuǎn)課堂教學法，激發(fā)興趣

筆者在課前制作了《滲透作用的原理》《質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原》《探究實驗的一般步驟》等三個微課。學生在課前利用微課自學本實驗涉及的相關(guān)知識點，學習能力較弱的學生可以根據(jù)自身的情況合理安排學習時間和學習次數(shù)。不僅可以反復(fù)觀看，多次學習還可以將疑惑的問題在班級的網(wǎng)絡(luò)互動平臺進行交流，通過自學和交流討論，激發(fā)了學生想要一探究竟的學習興趣。

二、 材料和試劑的處理和改進，簡化實驗步驟，提升興趣

曾幾何時，教材變得神秘了，變得讓學生敬畏了，在標準答案的掩映下，學生不敢越雷池半步：教材就是神圣的，不可侵犯。但是初高中階段的少年們，內(nèi)心深處大多隱藏著一顆躁動的想要有所改變的心。蘇霍姆林斯基說過：“成功的喜悅是一種巨大的情感力量，它能促進學生的求學欲望?！北菊n興趣小組的學生在課前進行預(yù)實驗時，發(fā)現(xiàn)洋蔥鱗片葉外表皮細胞緊連葉肉細胞，不易分開，制片時很容易將葉肉細胞一起撕取，或?qū)⑼獗砥ぜ毎浩?，使液泡里的色素流出，從而影響實驗效果。他們?jīng)過大膽思考，反復(fù)探索，發(fā)現(xiàn)將洋蔥的鱗莖一層一層地分開，放置在陰涼處12小時，第二天制片時不僅顏色變深，而且和葉肉細胞的粘連不那么緊密，易于撕取;教材中3g/ml的蔗糖溶液作為外界溶液進行質(zhì)壁分離和復(fù)原的觀察時，耗時比較長，如果提高蔗糖溶液的濃度以縮短質(zhì)壁分離的時間，又會出現(xiàn)高濃度蔗糖過于黏稠，不易引流也不易清洗的新問題，且實驗過程中需進行兩次引流，學生在操作時很容易弄臟載物臺和物鏡。興趣小組的學生們嘗試了很多實驗試劑，最終改用硝酸鉀溶液，同一個裝片中，只需要引流一次，即可在幾分鐘內(nèi)先后看到質(zhì)壁分離和自動復(fù)原現(xiàn)象，一定程度上提高了課堂效率。通過對教材實驗材料和實驗試劑的改進所帶來的巨大成就感，大大提升了學生的學習興趣。

三、 現(xiàn)代信息技術(shù)的融合，提高課堂效率，保持興趣

當前社會飛速發(fā)展過程中一個突出的亮點就是信息技術(shù)和科學技術(shù)的快速發(fā)展。傳統(tǒng)教育教學中，僅利用粉筆、黑板、教材，略顯單調(diào)和灰暗，容易削弱學生的學習興趣。將現(xiàn)代信息技術(shù)融入課堂不僅為課堂注入了新的活力，也符合新時代的要求。

“觀察植物細胞的吸水和失水”這節(jié)課需要借助顯微鏡，教師不方便指導，且改用硝酸鉀溶液后，時間一長，洋蔥外表皮細胞還會發(fā)生自動復(fù)原，不適合學生間的分享和交流。本課添置手機夾固定手機，將手機固定在顯微鏡下后，只需打開手機，就可以看到顯微鏡下的視野，方便指導，還可以拍照、錄像，看質(zhì)壁分離的整個動態(tài)過程。同時利用希沃授課助手，將手機圖像通過大銀幕同步展示，這樣每位學生都可以觀察到其他組的實驗現(xiàn)象，實現(xiàn)資源共享，構(gòu)建“互動課堂”。這種現(xiàn)代技術(shù)的運用，保持了學生對課堂的興趣，實現(xiàn)了翻轉(zhuǎn)課堂的初步嘗試。

四、 實驗結(jié)果分析和數(shù)據(jù)處理，延續(xù)興趣

興趣是最好的老師，但是一時興起容易，想要讓學生對他原本不熟悉甚至不感興趣的知識產(chǎn)生持續(xù)的興趣卻很難，而只有持續(xù)的興趣才能促使學生不斷進步。因此，教師還要不斷地引導學生在探究過程中去發(fā)現(xiàn)一些新的東西，他才能獲得真實的情感體驗和認同感。像科學家一樣通過實驗得出結(jié)論，獲取知識，比教師直接灌輸被動獲取知識更加立體和深刻。由于學生在課前、課中和課后持續(xù)對某個事物進行了思考和分析，在情感上就會“日久生情”，對探究實驗的興趣就會延續(xù)不斷。

在學生對本節(jié)實驗內(nèi)容有了感性認識后，接下來他們做了定量分析。他們對拍攝的視頻進行回看，記錄了各自實驗濃度下植物細胞完全質(zhì)壁分離及復(fù)原所需的時間（表1），并對實驗數(shù)據(jù)進行處理（圖1）。

通過分析，學生很容易發(fā)現(xiàn)洋蔥外表皮細胞的失水速度和外界溶液濃度有關(guān)，從而收獲以下成果：

①學會對實驗數(shù)據(jù)進行記錄，分析和處理;

②體驗合作學習的快樂;

③加深對水分子的運輸方式的理解，有助于后面學習自由擴散的特點;

④能解釋農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的一些問題，比如農(nóng)作物可能因為過度施肥而燒苗。

這種像科學家一樣通過提出疑問、自主探究、結(jié)果分析來解決問題所享受到的成就感，進一步延續(xù)了學生對探究實驗的學習興趣。

本節(jié)課的重點——質(zhì)壁分離的原理，很多學生不是很理解，這就降低了他們進一步學習的興趣。筆者通過指導學生在課后回看視頻，對視頻進行截圖，利用ps軟件給圖片添加網(wǎng)格（圖2），并按需求將圖片進行旋轉(zhuǎn)，使細胞與網(wǎng)格線平行，便于測量。如圖2圈出的細胞，學生可以通過數(shù)刻度對質(zhì)壁分離前后細胞原生質(zhì)體的長度和細胞的長度進行估測，做定量分析。通過測量，學生很容易發(fā)現(xiàn)在質(zhì)壁分離過程中，原生質(zhì)體的長度不斷縮小，而細胞壁的長度幾乎不變，從而突破了對本節(jié)課重點——質(zhì)壁分離原理的理解，延續(xù)了學生的學習興趣。

總之，學生的學習興趣是一種帶有趨向性的心理意向，是在一定的情境中產(chǎn)生的。如果教師能夠在教學中有意識地進行激發(fā)和培養(yǎng)，這種意向活動就會越來越明顯，越來越強烈，甚至達到入迷的地步。此所謂“好之者不如樂之者”。興趣一旦受到點燃，學生就會充滿活力，不僅不會覺得疲憊，還會覺得學習是一種快樂。

本節(jié)課采用翻轉(zhuǎn)課堂教學法，縮小課堂的知識容量，將課堂更多的時間留給學生去操作，讓學生體驗科學探究的一般規(guī)律，有助于激發(fā)學生學習興趣，初步樹立嚴謹?shù)目茖W思維;材料、試劑、設(shè)備的改進以及信息技術(shù)的融合，保持了學生學習的興趣，優(yōu)化了本節(jié)課的實驗效果。全班學生以小組的形式，先分組探究，再數(shù)據(jù)匯總，大大提高了課堂效率，讓學生體驗了合作學習的快樂。最后的定量分析不僅將學生從對植物細胞吸水和失水的感性認識上升到理性認識，有效突破了本節(jié)課的重難點還延續(xù)了學生的學習興趣。因此，在生物探究實驗課的教學中，教師可以適當調(diào)整實驗教學過程，盡可能發(fā)揮學生的主體地位，同時結(jié)合有效的教學方法，并輔以適當現(xiàn)代信息技術(shù)，不斷地激發(fā)和保持學生進行實驗的興趣。

參考文獻：

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作者簡介：

吳佰琰，福建省南平市，福建省南平第一中學。