利用生物实验提高探究性学习的有效性

徐建华

由于生物学是以实验为基础的一门科学，发掘生物学实验在探究性学习中的功能，对培养学生创新精神和实践能力具有重要作用。因此在有效性学习中的一个重要途径，通过有效的生物实验提高教学效率。

1.生物学实验是提高学习有效性的一种重要途径

生物学的学科特征决定了生物学是“以实验为基础”的科学。生物学实验是生物学发展的最现实、最生动、最有效的载体。在实验中学习生物学无疑是最有效和最重要的学习方法之一。在生物学实验中，学生通过实验认识和研究生物学，掌握生物学基本原理和基本技能，初步学会生物学研究的实验方法。例如：在“光对鼠妇生活的影响”实验中，笔者让学生通过亲自动手实验，发现光确实对鼠妇的生活有影响：喜欢生活在黑暗处。通过实验，学生不仅牢固地掌握了新知识，而且还懂得了实验的基本操作。由于生物学实验过程本身就是一个创造性地探究的过程。所以在生物教学过程中，教师完全可以利用实验这个手段进行有效性学习。

2.生物学实验是促进有效性学习的教学策略

2.1引导学生改进教学实验

过去教科书上的演示实验和学生实验基本上都是验证实验，只需模仿，不需研究。现在，教师可以有意暴露教学实验中的不足，引导学生发现问题。书上的教学实验不都能在较短时间内顺利完成，常常需要教师在课前作些改进。若将这些问题暴露在学生面前，可以促使他们去思考和发现问题，从而引导学生去改进教学实验，去研究教学实验。例如“叶绿体中色素的提取和分离”实验，存在着实验材料菠菜易受地域、季节等因素限制，实验步骤繁琐，实验现象不明显等问题，可引导学生从实验材料、实验步骤、实验方法等方面进行改进和研究。

2.2变验证性实验为探究性实验

相比探究性实验的教学过程，验证性实验在对学生基本实验技能的培养、易于教师讲授等方面具备优势；其不足在于如果学生只是按部就班地通过实验来验证教师讲授的科学知识是否正确，这样的学习没有基于学生原有经验，没有引发学生的高层次探究思考，没有学生主动地建构知识，学生获得的只是表面的、肤浅的知识，教学效果往往是低效的甚至无效的。以生物学实验作为探究性学习的途径，教师要尽量变“验证性实验”为“探究性实验”，挖掘教材中的验证性实验，探求其中可转化为探究性实验的内容，将其设计为探究性实验。如“生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定”是一个验证性实验，教师可以多提供一些实验材料，让学生进行对照实验，探究可溶性还原糖和蛋白质的鉴定所需温度条件（室温、体温、隔水加热、酒精灯直接加热）对反应速度和颜色的影响；让学生探究双缩脲试剂和斐林试剂是否可以相互替代，等等。

在实际教学中，教师能否选择性地将教材中的一部分验证性实验改为探究性实验，提高实验教学的有效性呢？下面笔者以“绿叶在光下制造淀粉”实验课的教学实录来探讨这一问题。

教师：如果绿叶在光下制造了淀粉，我们可以用什么办法把淀粉检验出来？

学生：可以用碘液。

教师：是否可以直接把碘液滴到叶子上进行检验？觉得可以的同学亲自试一下。

学生（经过尝试）：不行，叶片是绿色的，会遮盖蓝色的现象。而且叶子表面的结构也会阻碍碘液的渗透。

教师：那怎么办呢？

学生；可以去除叶片中的叶绿素和破坏叶表面的结构。

教师：如果想办法去除掉叶片中的叶绿素，排除了色素对实验的干扰，将碘液滴在去除掉叶绿素的叶片上，出现蓝色现象。这样是否就说明了绿叶可以在光下制造淀粉？（学生讨论……）

学生：不可以。因为无法证明叶片中的淀粉是叶片制造的，还是本来叶片中就有的淀粉；而且，也无法证明叶片中的淀粉一定是在光下制造的。

教师：请同学们设计实验，想出方法解决这两个问题。

学生：将植物在黑暗中放置，这样将叶片中原来的淀粉消耗掉，通过对照实验加以证明。可以选取植物的一片叶子，让它一部分遮光，一部分见光，光照后检验叶片中的这两部分是否都有淀粉产生。

教师：非常好！现在证明“绿叶在光下制造淀粉”的实验方案已经出来了。

此例中笔者改变了传统的教学方法，采用探究性实验的教学设计，并有选择地将课程的重心放在如何引导学生进行实验的设计探究上。在教师的引导下，学生可以积极地参与到实验设计中去，体会实验的准备、操作、结论推导的整个过程，学生的探究能力、实验设计能力、分析问题解决问题的能力都得到了提高。实践证明，学生完全可以在教师的指导下自己设计出实验方案，理解性地掌握所学的知识。教师变验证性实验为探究性实验这一教学策略极大地提高了教学的效率。

因此，在今后的教学实践中，教师应更多地利用和改进实验，为有效教学和提高教学效率服务，争取获得更好的教学成绩。