在生物实验教学中实施探究性教学的尝试.doc

在生物实验教学中实施探究性教学的尝试所谓实验探究教学是在教师的指导下，学生运用已学过的知识和技能，以新知识的探索者和发现者的身份通过实验亲自发现问题、探索问题和解决问题的一种教学方法。其教学活动的基本程序为：创设问题（课题）理论探究（假说）实验探究（佐证）科学推断（结论）迁移拓展（应用）。生物学是一门实验科学，观察和实验是生物学最基本的研究方法，生物学的每一步发展总是和一系列著名的经典实验联系在一起。有鉴于此，在生物实验教学过程中，教师要充分发挥生物学科以实验证实或证伪假说猜想的特点，以实验为基础开展教学，把实验作为启发兴趣、探索问题、阐述内容、解释原因、归纳总结的重要依据和手段。引导学生根据直观、鲜明的实验现象和实验事实，运用科学方法探索生命活动的本质及其变化规律。这样不仅可以为学生提供更多参与、体验、探究知识发生发展的过程，了解知识来龙去脉的机会，使学生在探索和解决问题的过程中获得成功感，增强自我效能感，培养他们学习生物学的持久兴趣。更重要的是通过严格规范并富有探索性的实验操作，可以培养学生严谨求实的科学态度，使学生掌握科学的研究方法，极大地训练和发展学生的科学探究能力以及创造能力。1 创设问题情境、体验实验的探究性 创造思维基于实验始于问题，学生的积极思维是从迫切需要解决某个问题时开始的。从这个意义上说，问题是思维运行的动力和催化剂。问题的提出通常依赖于问题情境的创设。所谓问题情境是指“当前探讨的学习内容与学习者原有认知水平不和谐、不平衡而又亟需解决的心理状态”。在创设问题情境时，教师要根据教材目标和教学内容，从学生认知水平和社会生活实际出发，将学生已有的知识经验与将要学习的知识联系起来，精心设计可以进行实验探究活动的问题。问题不能过于简单，也不能过于复杂，应“难易适度”，既具有一定的思维容量和思维强度，又含有需要经过分析、探索、比较、综合等思维活动才能得出结论的未知成分。显然，这种落在学生的“最近发展区”内的问题，需要学生经过努力思考才能解决。对于教材的重点难点内容，要尽可能设计一组有层次、有梯度的问题，处理好问题的衔接与过渡，用组合、铺垫或设台阶等方法来提高问题的整体思维价值。在生物实验探究教学过程中，教师要抓住生物知识之间的渗透和迁移，努力创设问题情境，明确提出探究问题，积极引导和鼓励学生自己去发现问题，提出探究课题，充分发挥学生的主观能动性，激发学生的探究兴趣和思维潜能，将学生的注意力吸引到问题情境中来，以调动学生思维的积极性、自觉性，并教给学生思考问题的方式和范围，使学生的学习过程成为一个积极主动探索新事物的过程。例如，在教学“根对矿质离子的吸收”时，实验探索如下：实验（1）：把大蒜根尖放入亚甲基蓝溶液中，观察根的颜色变化，根被染成蓝色（另取与根相同数量的大头针做对照）。实验（2）：把染色的根分为两等份，分别浸入CaCl2溶液和蒸馏水中，观察根的颜色变化，浸入CaCl2 溶液中的根褪色,溶液变蓝,浸入蒸馏水中颜色不变。问:为什么用根尖作实验材料？为什么用亚甲基蓝溶液而不用无色溶液(便于肉眼观察)？根被染成蓝色的原因是什么？为什么要用蒸馏水作为对照？浸入CaCl2溶液中的根为什么变白了？CaCl2溶液为什么呈蓝色？从实验(1)(2)你能得出什么结论？在以上实验教学设计中、教师除了提出问题、做出适当引导外、主要是给学生创设研究问题的情境、使实验现象鲜明、直观、讨论气氛宽松、热烈，为学生的心智和思维潜能的开发创造一种脑力激荡的环境、激发学生的求知欲望、使每个学生在未知领域自由驰骋、主动参与、积极探索、在思维的不断发散和收敛中走向创造、使学生的创造力和科学素养在独立解决问题的氛围中得以提高。2 设置假说佐证、凸显实验的探究性 假说佐证是自然科学研究中广泛应用的一种方法。假说是根据已知的科学原理和科学事实对未知的自然现象及其规律做出的一种假定性说明。在进行新知识情境探索性实验时、教师可以提出多种可能的结论假说以刺激和保持学生对生命现象的自主探究兴趣和注意力、使他们的思维始终处于高度活跃的状态。要鼓励学生通过自己查阅文献资料、收集整理信息数据、亲自去感受、探明问题的关键所在。在科学理论的基础上提出多种可能的假设、进而设计佐证假说的实验方案并进行实验操作。教师要遵循(延迟判断)的原则、留给学生足够的自由思维的空间。过程要展开、不要过早地给结论、使学生对实验结论的判断、产生于经历必要的认识过程之后，推理要激活、不要呆板地找关系、说因果。在生物实验探究教学中让学生初步学会运用假说的方法研究问题、可以使学生的学习接近科学研究的实际过程、使实验探究面向真实科学、从而培养学生的创新精神和探究能力、保证学生认知结构的和谐构建和思维的均衡发展。假说是科学性和假定性的辩证统一、假说的真理性还有待于实验的检验。通常构成假说的命题不能直接用实验证明、研究者要根据假说进行演绎推理、导出新的结论，可检验命题、再设计实验证明之。佐证就是利用科学研究方法和科学实验手段以及严密的逻辑推理、对假说进行验证以揭示事物本质规律的过程。教师要指导学生通过实验证明对假说加以筛选、并进行演绎、推理、判断，得出科学、正确的结论、以训练学生的创造思维能力和获得科学知识的方法。实验程序如下：例如、上述“根对离子的交换吸附”探究实验、由于受离子跨膜运输具有选择性的影响、有些学生认为交换吸附也具有选择性。“离子交换吸附具有选择性”这只是一个推测性的假设、但如何证明交换吸附是否具有选择性呢？学生利用大蒜根尖、亚甲基蓝溶液、蒸馏水以及其他无机盐溶液亲自动手实验来验证上述假设推断，最后得到了满意的实验结果：不管是植物必需元素K+、NH4+、Ca2+、Fe3+还是植物非必需元素如Ag+、Pb2+都可以和根表面的离子发生交换吸附、所以交换吸附无选择性。如此训练一番、既培养了学生的参与意识、又锻炼了学生的创造思维能力。3 引发结论拓展、增强实验的探究性 结论拓展是对知识规律的巩固和活化、是思维生长和发散、能力形成和发展的过程。在生物实验探究教学中、教师要在学生现有的知识经验背景下、及时发现学生知识和能力发展的新“生长点”、提供一些有一定难度、综合程度较高或灵活运用知识点的问题、鼓励学生继续探究、如对知识进行重新认识、对实验装置提出改进方案、设计出新的探究实验方案。这样可以为学生的创造性活动以及思维发展创造一个更加广阔的空间、使得实验探究教学真正具有伸展性和开放性。对于学生设计的新的探究性实验方案、教师要及时给予指导评价、多对他们“引”和“帮”、以防止学生的探究漫无边际、无限发散。在学生思路受阻时、教师应给予评判引导、点拨思路、提示方向、极力把学生的探究活动引向深入、以增加思维的广度和深度、使新知识得以巩固和迁移、从而发展学生的创造性思维。决不可作过多限制、更不应对其学习过程作任何“预置”的“圈套”或超前指路。例如,学生在进行“叶绿体色素提取分离实验”时、配错了层析液的比例、却发现分离效果优于正确配方、从而对课本配方的最优性产生了怀疑、教师鼓励学生反复试验、找出最佳配方。而且学生还依据分离原理、设计出其它实验方案。用汽油做层析液，用毛细玻璃管沾些色素提取液立在圆形滤纸中心，以粉笔取代滤纸条做实验。上述实验方案都取得了很好的分离效果。再如，在做完“蒸腾作用”的定性实验后、让学生解决如何“定量”测定蒸腾作用这一新的实验命题。结果学生提出了“称重法”、“量体积法”等多种方法，而且在方案设计和实施中掌握了不少知识和实验技巧。如“蒸腾强度”的概念，测量，实验仪器安装，对比实验，实验条件控制等。在教学“植物细胞质壁分离和复原”的实验时，学生按课本完成