探究性实验教学模式初探

赵明明　杜秀菊

【摘要】本文以“绿叶中色素的提取和分离”为例，重点介绍了探究性生物实验的教学程序，通过开放式探究性生物实验，启发学生自主探索、发现与实践，从中获得新知识，培养学生的探究能力与创新能力。

【关键词】高中生物 ； 探究性实验 ； 教学模式

【中图分类号】G633.91 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2017）08-0271-01

一、探究性实验的类型及特点

探究性实验是指学生在不知晓实验结果的前提下，在教师的组织及指导下，通过自己设计、实验、探索、讨论及分析，获得科学结论的过程。它比传统的演示性实验和验证性实验能更好地锻炼学生的分析问题、解决问题的能力，有利于提高学生的实验探究能力以及创新意识。

探究性生物实验的类型有两种，即限定式探究和开放式探究。高中生物开设开放性探究性实验可以引导学生积极参与科学探究的过程。

本文以绿叶中色素的提取和分离为例，采用开放性探究来进行实验。开放性探究实验的关键是教师通过创设情境，引导学生自主提出问题。学生自主选择实验方法，进行实验设计，寻求实验结论。

高中生物探究性实验的特点具有自主性和探究性。

1.自主性

在明确了的实验目的和任务的基础上，学生可以自己设计每一步实验步骤，尽可能的用多种方式，从多个方面去设计实验方案，利用一切可利用的因素去完成实验。

例如在绿叶中色素的提取和分离实验中，在提取色素时，甲同学提出采用两歩研磨法，减少用量，分次加入，使研磨更加充分，省时省力。在画滤液细线时，乙同学提出可以改用毛笔画线法，将线画的细、齐、直，使滤纸条吸收叶绿素会更加均匀集中。

2.探究性

在进行探究性实验中，教师可以将学生应该掌握的知识设计为未知情境，给学生提供隐藏有学习信息的背景资料，为学生创设新知识与原有认知水平联系的学习背景[1]。从而使得学生能够通过观察、做出假设、验证假设，来获取问题的答案。

例如在绿叶中色素的提取和分离实验中，教师拟定几个针对原理及操作步骤的问题，如选择不同实验材料对实验有何影响呢？ 如何充分提取绿叶中的色素呢？ 如何设计装置等问题，提高学生的兴趣，培养他们的创新意识。

二、探究性生物实验的教学程序

探究性生物实验的教学程序由三部分组成，即探究问题，探究过程，探究评价。科学的教学程序能够有效地进行教学。因此，以高中生物“绿叶中色素的提取和分离”为例展示探究性生物实验的教学流程。

1.探究问题

（1）创设情境，提出问题

在探究性实验中，问题情景的创设能够引发学生对生物实验探究的欲望，激发学生主动学习的兴趣，活跃学生的探究思维，从而使学生的问题意识被唤起，使学生进入良好的探究性实验状态。在绿叶中色素的提取和分离实验中，教师通过多媒体展示出绿色植物不同时期的叶片颜色不同的图片，阐明出现这种情况的原因应该是与细胞中的色素有关，接下来向学生提出问题，绿叶中有哪些色素呢？能否把色素提取出来研究呢？应该如何提取色素呢？提取后的色素该如何分离呢？激发了学生强烈的探究兴趣和求知欲。

（2）组织设计方案

为了设计出更好的实验方案，教师要具备一定的知识水平和较强的实验组织技巧，同时在实验前做好准备工作。学生做好实验设计后，教师要筛选出合理的实验方案，并对不合理的实验方案进行指导及改进。

在学生的问题提出以后，教师适当引导分析色素提取与分离的实验原理，向学生说明该实验所需要的材料用具及其用途，熟练掌握相关的实验方法。对于实验过程中可能出现的问题，进行正确的引导，帮助学生的实验设计顺利进行。

2.探究过程

（1）进行分组实验，控制实验流程

通过设置学生分组实验及分组讨论的环节，既能使学生的主观能动性得到良好的发挥，又能体现学生的主体地位，同时有利于加强学生之间的合作精神以及竞争意识。

在这个实验中，先将学生分组，5-6名学生为一个小组。以菠菜的绿叶为实验材料，各小组同学分工合作，最后观察与记录实验现象。为加深学生对实验原理的理解，可以在实验中增设一个对照组，即设立一个层析液浸没色素线的对照组，用使色素被溶解而无法分离的结果，使学生理解教材中“濾液细线不能触及层析液”的含义。

（2）纠错解疑，讨论分析

在实验过程中，教师要时刻关注学生的学习动态，观察学生的操作步骤是否合理，对实验试剂的使用原理是否明确，实验完成后，需要学生对结果进行分析，观察实验结果是否为图1所示，从上到下颜色依次为：橙黄色、黄色、蓝绿色和黄绿色，对应的色素分别为：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）和叶绿素b（黄绿色），如果实验结果出现偏差，则需要进一步分析，找出失误的原因。例如，获取的色素带颜色较浅的原因有可能是研磨不够充分，色素带不平直的原因可能是滤液细线画的不平直等，这些错误的操作都有可能造成实验的失败。选择多种方式引导学生分析实验过程正确是否，有利于培养学生科学客观的实验态度[2]。

3.探究评价

教师需要对学生在探究性实验过程中所表现的情感态度、实验设计能力、观察能力、操作能力等进行评价。可以选择多种评价相结合的方式进行[3]，比如学生自评、小组互评与教师评价相结合的方式等，通过交流互评，展示成果，促进学生与教师的共同进步。

三、结语

探究性生物实验教学实践表明，探究性生物实验教学确实能够提高学生的分析问题和解决问题的能力，体现学生的主体地位，激发和调动学生学习的主观能动性。同时，增加学生思维的广度和深度，对于学生的学习能力和思维能力的提高起到事半功倍的效果。

参考文献

[1]陈建明，高中生物探究性实验教学中教师角色的定位及实施策略[J]，中学生物学，2011，4（27）：19-20.

[2]李玉乐，高中生物探究性实验教学，教学研究[J]，2012，5：20-43.

[3]嵇海岗，高中生物探究性实验教学建模探析，文理导航[J]，2014（1）：74-75.endprint