倡导探究式学习 创新生物实验课堂*

◆林允杰

倡导探究式学习 创新生物实验课堂*

◆林允杰

生物学探究性实验课堂的构建，对于创新生物学实验教学，促进学生学习方式的改变具有重要作用。概述生物学探究性实验课堂的特征以及实验课堂构建的过程，并提出关于构建生物学探究性实验课堂的几点建议。

探究性实验；生物学；科学精神

10.3969/j.issn.1671-489X.2014.19.128*福建教育学院2013年度教育科研项目“高中生物实验教学创新研究”（项目编号：JYYB-2013173）。

作者：林允杰，中教一级，主要从事生物实验教学与研究，福建省闽侯第一中学（350100）。

探究性实验教学与新课程标准“倡导探究性学习”的理念相契合，是当前中学生物学实验教学的重要方式之一。探究性实验教学在促进学生形成科学探究能力，培养学生创新性思维和科学精神方面起着至关重要的作用。因此，如何构建生物学探究性实验课堂，有效增强生物学实验教学效果，促进学生学习方式的改变，是教育研究者和中学一线教师亟待解决的问题。

1 生物学探究性实验课堂的特征

目标明确 生物学探究性实验课堂是以生物学知识为依托，以学生的心理水平、学习兴趣和社会生活为基础，其主题范围包括学生与自然、学生与社会生活、学生与自我关系的基本情景和问题，教学目标针对性强，主要是引导学生更好地融入社会生活，学会应用生物学知识，获得主体意识、行为能力和情感态度各方面综合发展。

资源丰富 生物学探究性实验不仅仅局限于课堂，还必须引导学生走出校园，走进社会，走向自然，因此校外的资源成为开展探究性实验活动的重要来源和实施条件，那些丰富而广博有形的物质资源和无形的人文资源，构成开放性的课程资源系统。由于学生所处的社区背景、自然环境、家庭条件及学生的现实需要等都有所不同，而使得教学资源呈现出多元化的趋势。

学习自主 生物学探究性实验课堂重视学生在活动过程中的亲身经历和与众不同的自我表现，学生的自主性得到充分的尊重。学生通过不断发现问题，提出假设，设计各种实验方案来解决问题，通过实际操作获得直接经验，完善学习策略，扩大视野，拓宽知识，掌握技能，增长才干。教师则主要起着引导者、观察者和组织者的作用。

方式多样 生物学探究性实验课堂在倡导探究性学习的同时，也十分重视多种学习方式及活动类型的并用。教师可以根据不同的实验教学内容采用多样化的教学方式，如讲解、演示、专题讨论、课题研究、图表分析等；也可选择与实验内容相适应的活动类型，如观测记述型、实验探究型、采访调查型、采访访问型、饲养栽培型、考察调研型、设计制作型和作品展示型等。学生也可根据探索的任务设计独特的活动类型，或是因地制宜、因人而异，在活动形式上做到课内外实践相结合、强制与自愿参加相结合、小组合作与个人活动相结合、学校与社会及家庭协作相结合。

评价方式 生物学探究性实验课堂要求与之相适应的新的评价理念与新的评价方式。生物学探究性实验课堂强调多元化的价值取向，效果的评定着眼点应放在学生个体认知、情感发展和能力提高的活动过程上，教师也应捕捉学生在整个活动过程中的表现和情感态度的变化。

2 生物学探究性实验课堂的构建过程

确定合理的探究点 探究点主要包括实验设计、操作方法、实验材料等。选取合理的探究点是实施探究性实验的前提，要考虑探究点的可操作性、主次顺序、实验方案的可行性和操作的简便性等。好的探究点一定是学生自己感兴趣的，如探究“环境因素对光合作用强度的影响”，就可以引导学生选择其他因素检验对光合作用强度的影响，培养学生从不同的视角，运用不同的方法，通过各种尝试，大胆求证，逐渐提高创新能力。

确定科学的教学思路 教师要结合教材实验内容，对学校已有的教学资源进行分析和整合，选择出有当地特色的或与学生生活经验密切相关的生物学研究课题，或者是适当地将教材中的部分验证性实验转变成探究性实验，帮助学生明确研究任务，理清思路，设计实验方案进行探究。教师要做好充分的课前准备，思考探究过程学生可能遇到的问题，设计多种教学程序，预想应如何应对学生各式各样的实验方案和可能出现的问题，这对教师自身的教学指导能力、课堂组织能力、探究能力、教学机智等都是一个巨大的挑战。

探究性实验课堂实施阶段的指导 教师要尊重学生的自主性，尽量引导学生发挥出最大的创新潜力，让学生参与实验活动的每一个步骤，把学生自主设计、自我组织、自我体验、自我探究、自觉操作和自我管理落到实处；要及时给予技术性指导，帮助学生学会利用工具书、视听媒体或互联网络搜集并甄别有价值的资料，介绍一些实验仪器设备的正确使用方法，指导学生采用最合适的探究方案；还要注意学习时空的开放，既要有时间的规定，又要保证活动空间的安全性，同时要给学生思维自由发挥的空间。

探究性实验课堂结束阶段的指导 首先，教师应督促学生对搜集到的资料进行归类和加工处理，注意资料的可靠性、有效性、充分性和典型性，通过推理论证，得出结论；其次，教师要做出公正的评价和归纳总结，引导学生建构或完善知识体系；最后，教师应指导撰写实验报告、调查报告或小论文，并且创造条件，协助学生课后进行成果展示交流，汇报心得体会。

3 生物学探究性实验课堂实施的建议

集中精力搞好具有代表性的探究性实验 在实验教学任务繁重、探究性实验比较耗时的现况下，教师可重点选择一些比较有特色的实验，其余的实验可以简化。纵观教材中的高中生物实验教学项目，可选为代表性的探究实验有“探究植物细胞的吸水和失水”“探究酵母菌细胞呼吸的方式”“探究环境对光合作用强度的影响”“自然选择对种群基因频率变化的影响”“用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度”“土壤中小生物类群丰富度的研究”[1]。如“探究植物细胞的吸水和失水”实验可以通过以下步骤进行。

1）提供问题情境：对于农作物施肥过多，讨论造成“烧苗”现象的原因。

2）引导学生根据生活经验分析“烧苗”现象原因，提出比较合理的假设和预测。

3）为了验证假设和预测是否合理，须设计相应实验。可让学生在课前搜集、分析资料，小组交流探讨，选出最具有可行性的实验方案。

4）学生分小组开展探究实验。

5）小组之间交流实验结果，得出结论。

6）可将课堂教学拓展延伸到课外：你能否通过查阅资料，了解植物细胞的吸水和失水的现象以及原因？能否设计相应的实验加以验证?

7）师生共同概括出探究实验步骤。通过这个实验，学生既获得有关植物细胞的吸水和失水的知识及探究实验的概念，又体验了科学探究的过程，较好地体现了新课标的要求。

选择具体环节让学生充分活动 在进行不同的探究性实验教学时，教师可根据实验教学目标的侧重点不同，选择其中某一步骤让学生重点实施，其余步骤由师生共同探讨或教师讲解。每一次的探究实验教学只专注于解决某一个探究性实验步骤，既解决了探究实验费时费力的问题，又能充分发挥学生参与实验的积极性。

如实验“探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度”，可在给出学生相应信息的情况下，让学生自己尝试设计、完成实验；实验“土壤中小动物类群丰富度的研究”可以引导学生在和实验“用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度”对比基础上，提出假设和预测，设计实验装置，并完成实验；实验“土壤微生物的分解作用”可引导学生探究土壤是否在微生物作用下腐烂，提出假设与预测，设计、完成实验等。

对教材的实验进行改进与创新 教材是最重要的课程资源，教师可以引导学生在教材已有的实验方案基础上，对教材上的一些实验进行改进和创新，从“教实验”转变为“用实验教”，充分发挥实验的创新教育功能。

1）实验材料的改进。实验材料的适当选择对于实验的成功至关重要，教师在教学中要指导学生遵循实验材料的选择原则，发现更适合的实验材料。如“色素的提取和分离”实验，教材提供的实验材料是菠菜，有的学生就提出能不能用空心菜叶加水萝卜叶替代。教师要及时抓住这个良好的启发契机，鼓励学生自己设计试验并检验设想，会“质疑”，更要学会“释疑”。

2）实验药品的改进。“观察植物细胞质壁分离与复原”实验是常规验证性实验，教材中所使用的质壁分离试剂为0.3 g/mL的蔗糖溶液。在实验操作过程中，学生就发现存在这样的问题：细胞发生质壁分离后，滴清水复原速度较慢，需要较长的观察时间；因操作不规范易将蔗糖溶液漫溢在载物台甚至是物镜上，会影响高倍镜观察效果甚至使用寿命。如何克服以上不足呢？教师就可针对这些问题引导学生思考讨论，探究如何选择出更为简便合理的实验试剂。学生通过小组合作交流并实验探讨，最后确定更为合理的以配置系列浓度梯度的NaCl溶液替代蔗糖溶液。

3）实验操作方法的创新。教师可以引导学生对一些实验操作方法进行改进。如检测生物组织中的脂肪的实验，就可以采用探究性实验和验证性实验相结合的教学方法，探讨相同实验材料以不同处理方法来改进实验的措施，提高学生利用科学研究方法来解决实际问题的能力。学生在实践操作中，针对花生子叶不容易切薄且有些显微镜显像性能较差的问题，查询资料和共同探讨，选择并验证一种新的方法：用解剖刀刀背压榨花生种子，拨去压碎的种子，拿起纸对着光线观察，再用鉴定试剂滴于透明发亮处与纸上另一处，观察并比较两处颜色来验证花生种子是否含有脂肪[2]。这种方法简便易行，节省时间，又不需要用显微镜。

总之，探究性实验课堂的构建，从一定程度上改变了传统课堂教师讲实验原理和注意事项、学生照搬教材实验步骤简单操作的弊端，变单纯的实验操作验证、巩固理论知识为发展智力、培养创新能力和科学精神的协调发展，也使得学生的主体地位得到充分体现，更有利于培养学生良好的科学素养，极大地增强了实验课堂教学效果。

[1]程晴华.高中生物教科书中技能目标的比较和研究[D].南京:南京师范大学,2007.

[2]李琪.对“生物组织中脂肪的鉴定”实验的改进[J].生物学通报,2003,38(4):40.

G633.91

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1671-489X(2014)19-0128-02