高中生物探究性實驗實施環節中幾個問題的探討

姚西寧

國際教育界有這樣一句話：告訴我，我會忘記；分析給我聽，我可能會記住；讓我參與，我就能理解．生物學是一門以實驗為基礎的自然科學．生物學的每一個理論、每一項發現、每一項技術和成果，莫不是無數科學家經過艱苦的不懈努力，反復實驗所取得的．在生物學實驗課堂開展研究性學習有著得天獨厚的條件，是中學開展研究性學習的重要陣地．本文就高中生物探究性實驗實施環節中的幾個問題進行初步的探討．

不同類型的研究性實驗的實施步驟有一定程度的差異，但其基本模式相同：創設情境一提出問題一進行假設一方案設計一實驗探究一結果分析一證實或修正假設

一、創設情境，進入角色引導學生回顧已有知識經驗，導入新知識，引發認知沖突，激發學習動機．比如在學習酶的概念、特性后，通過引導學生思考日常生活中的一些常見現象，例如高燒病人不思飲食、渾身乏力、胃酸不足消化不良等，把學生引入一種探索新知的情境之中．

二、提出問題根據前置情境順勢提出所要研究的問題．提出問題時，應注意引導學生盡量從多角度、多層次進行質疑，以便培養學生的發散性思維．

1．從不同角度提出問題．如在酶活性的研究實驗中，酶活性的發揮是否受溫度的影響?酶活性的發揮是否受pH的影響?酶活性的發揮是否受化學物質的影響(如酒精)?

2．從不同層次提出問題．如在酶活性的研究性實驗中，酶的最適溫度是多少?溫度從不同方向變化對酶活性有怎樣的影響?pH的變化對酶活性造成的影響是否可以得以恢復?多大的偏離范圍才能使酶活性得以恢復?低溫對酶活性的影響與高溫所造成的影響是否相同?

三、進行假設假設就是根據一些基本原理對所研究的問題進行合理推理，對實驗結果進行一個合乎邏輯的假設．

1．假設的合理性．不能因為假設是尚未證實的結論而胡亂進行假設，假設必須具備一定的合理性．例如用淀粉、蔗糖、淀粉酶研究酶的專一性時，我們研究的起點應該為已知淀粉酶能夠催化淀粉水解為麥芽糖和葡萄糖，但不知淀粉酶是否能夠催化蔗糖水解為葡萄糖和果糖．因此在假設時就只有兩種假設，即：(1)淀粉酶既能催化淀粉水解，也能催化蔗糖水解；(2)淀粉酶只能催化淀粉水解而不能催化蔗糖水解，而不能有第(3)假設：淀粉酶既不能催化淀粉水解也不能催化蔗糖水解．因為如果出現第(3)假設的情況，則說明實驗的最初出發點就是錯誤的．

2．假設的多角度和多層次性能．假設時應該盡可能地考慮到各種情況．在用蝌蚪研究高溫對甲狀腺素活性的影響實驗時，由于不知道高溫是否會對甲狀腺素活性造成影響，因此在假設時就有多種可能：(1)高溫使甲狀腺素失去活性；(2)高溫對甲狀腺素活性沒有影響；(3)高溫可以增強甲狀腺素的活性；(4)高溫使甲狀腺素的活性有所降低．

四、方案設計在指導學生進行方案設計時，首先不要對學生進行過多的程序指導，應該讓學生充分自主進行設計，以便在研究中顯現各種各樣的設計方案，包括不合理的方案．我們在進行探究pH對淀粉酶活性的影響時，學生的設計方案中就有兩種比較典型的方案：在檢驗原理上，一種是用碘液檢驗實驗后淀粉是否存在；一種是用斐林試劑檢驗實驗后是否有還原性糖的生成．在實驗步驟的安排上，一種是先在試管中滴加淀粉溶液，調節pH后再滴加淀粉酶溶液；一種是先在試管中滴加淀粉酶溶液，調節pH后再滴加淀粉溶液．對此，教師沒有對其加以引導，而是待學生實驗結束時，請學生根據其實驗現象與其他方案的組進行對比，其方案的合理性不言而喻．又如在進行葉綠體中色素的提取和分離實驗時，只要求葉片自備，而不對其葉片的選取進行指導，只是要求各組必需對其所使用的葉片及結果進行如實記錄，最后在交流時，通過各組的葉片及結果的對比，學生明白了選取葉片的重要性．

五、實驗探究各組按照自己的實驗設計方案進行實施，教師進行巡視，主要是收集各種方案設計的差異以及實施過程中存在的問題，并有針對性地設計一些討論題，便于在交流過程中引導學生思考實驗中的關鍵點以及確保實驗成功的重要因素．

六、結果分析要求學生如實記錄實驗現象，并對實驗現象進行分析，尤其是找出實驗現象與實驗材．料、實驗步驟的因果關系，分析實驗成敗的原因．

七、證實或修正假設學生根據自己得出的實驗結果，有的假設得到了證實，有的假設得到了修正．最后教師要求學生根據自己的修正方案重新進行實驗，使實驗得以圓滿完成．

總之，探究性實驗是一個全新的課題，怎樣使學生在短的時間內掌握其方法，是需要生物教師積極探索的問題．要把科學性、合理性、實用性、嚴謹性、一致性、可重復性等有機結合起來；要打破定勢，設計實驗可多樣化，使學生的思維具有開放性，體現出創新意識和創新能力，從而促進學生思維的發展和創新能力的提高．因此在生物教學中教師必須大膽地去探索和嘗試生物探究性實驗教學的內容和新形式，實施素質教育．