基于建构主义对生物学验证性实验的改进

王寒

摘 要 将建构主义思想运用到生物实验教学的改进中，不但能有效提高实验的教学，还能促进学生探究实验的能力以及科学素养的培养。

关键词 建构主义 验证性实验 生物学实验

中图分类号 G633.91 文献标志码 B

文件编号： 1003 - 7586（2016）11 - 0057 - 02

1 建构主义理论概述

“建构”原是指在进行建筑的过程中，将一些零件和材料搭建成某种结构。建构主义强调以学生为中心，强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构。其主旨是弘扬学生的主体性、主动性、发展性，强调学生是真正意义上的学习者，是自我发展的主体。

2 建构主义在生物验证性实验上的改进案例

在高中生物教材中，多数是验证性的实验。传统教学中，教师会对这些实验原理、实验目的和实验方法步骤一一讲解，或者要求学生自学课本，然后再进行实验。在这样的教学过程中，大多数学生通过背诵实验的原理和步骤，死记实验的结果。这样既不利于学生对知识的理解，也不利于学生实验能力的培养。其实，将一些验证性实验的材料和试剂的选择改为探究性实验，将有利于学生知识模型的建构，也有利于学生探究实验能力的培养。

2.1 通过不同材料的探究改进验证性实验

2.1.1 目前实验教学的现状

以“还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定”为例，在这一节的实验教学中，传统的教学方式是由教师讲解实验的原理、实验的步骤和实验会出现的结果或者是由学生自行看书自学，然后进行实验。在这样的教学过程中，学生只是被动地知道了用苹果汁和斐林试剂可以出现砖红色沉淀，不能很好地将这个鉴定知识运用到实际中。

2.1.2 对实验的改进

“还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定”这一节实验课，在还原糖的鉴定中，普遍是用苹果汁作为实验材料，使用斐林试剂来鉴定苹果汁中的还原糖。改变成探究实验为探究哪些糖类能够被斐林试剂检测出来，具体操作见实验一（表1）。

教师引导学生观察结果，得出结论：葡萄糖和果糖能够被斐林试剂检测出来。教师启发学生思考：哪些材料含有还原糖？教师提供实验材料及具体操作见实验二（表2）。

在这个实验的改动中，教师可以根据当地实际情况，将实验组的材料进行调整。在材料的选择上，主要给学生制造问题情境：① 火龙果口感上不太甜，但是含还原糖的量却比西瓜高（西瓜含糖量为6.59%，火龙果含糖量为10.66%）；② 材料本来就带有较深颜色时，会影响实验的结果观察。

教师引导学生思考：① 哪些材料含有还原糖？② 最合适的材料应该具有哪些特性？③ 不同的材料可以用什么样的方法获取汁液？④ 如果需要检测的材料含有颜色，可以怎样处理？

实验改进后，根据实验一，学生不但能获得检测还原糖的直观体验，同时还能主动构建知识：糖的种类很多，而斐林试剂只能检测出某一些种类的糖。根据实验二，学生能够主动构建知识：① 利用斐林试剂可以检测各种材料是否含有还原糖。② 有一些已有较深颜色的材料，不能直接用斐林试剂来检测，需要做出一些处理。关于处理的方法，教师也可以用来引导学生查阅资料或进行探究实验。比如，将西瓜汁放置一段时间，西瓜汁会发生自然澄清的现象；也可以放进少量的硅藻泥使西瓜汁变澄清。

2.1.3 改进后的意义

基于建构主义的理论，将实验的过程改成“问题串”的形式，有利于学生在获得一定成果后，又有新的问题激发学生的兴趣，充分调动其学习的积极性。同时不断基于学生“最近发展区”的促进，使学生在获得成功后又能积极地向“跳一跳就能摘到的桃子”前进，不断激发学生兴趣的同时也培养学生的思维能力。这样的改进不但能让学生通过主动探索，掌握到实验中材料选择的原理、材料的选择对于实验的重要性，同时又不会被书上的材料所局限。同时，在这个探究实验中，学生真正地将斐林试剂运用到了不同材料是否含有还原糖的鉴定中。斐林试剂对还原糖的砖红色反应就不再是一个枯燥的知识点，而是还原糖检测的工具了。

2.2 试剂的探究

2.2.1 目前的教学现状

在“洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离和质壁分离复原”这节实验中，教师讲解实验要点和步骤，指导学生进行实验，要求学生分析结果。

2.2.2 实验的改进

将“洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离和质壁分离复原”这节课的实验教学，改变为探究实验“不同状态洋葱鳞片叶的显微观察”（表3）。

教师引导学生观察两种不同状态的洋葱鳞片叶，使之对质壁分离的现象有一定的认知，并探究不同浓度蔗糖溶液中新鲜洋葱鳞片叶的状况（表4）。

将蔗糖溶液浓度进行探究性的改进后，学生在实验中可以主动获得以下相关知识：① 多少浓度的蔗糖溶液能让细胞质壁分离？② 多少浓度的蔗糖溶液可以让细胞质发生壁分离最快？③ 多少浓度的蔗糖溶液可以让细胞在质壁分离后，滴加清水又能快速地发生质壁分离复原？

教师引导学生观察洋葱鳞片叶表皮在质量分数为30%的蔗糖溶液中和质量分数为3%的NaCl溶液中的状态。

学生观察现象后，主动寻求知识：（1） 3%的NaCl溶液为什么能让细胞发生质壁分离后又自动质壁分离复原？（2） 半透膜和原生质层在功能上的区别是什么？

2.2.3 改进后的意义

通过改进成探究实验，学生能对质壁分离的原理中浓度差理解得更为透彻。通过不同溶液的比较实验，学生的思维不再固化在蔗糖溶液上，有利于培养学生的发散思维。与此同时，教师引导学生对不同溶液质壁分离结果的对比，创造出问题情境，能激发学生探究质壁分离复原原理的兴趣，加深理解原生质层和半透膜在功能上的区别。在这个实验中设置了不同浓度的蔗糖溶液的探究实验，将有利于在“不同浓度的生长素对生根的探究”的实验中进行能力的迁移。这样有利于培养学生探究实验的能力。

参考文献：

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