例談生物教學(xué)中的“探究”

一、探究意識基于問題意識

在具體的教學(xué)中，老師向?qū)W生所提的問題，常常是在備課的過程中設(shè)計好的。雖然能有助于教學(xué)進度的完成，但忽略了學(xué)生自己問題的提出。事實上，學(xué)生能提出一個有價值的問題，常常比解決一個問題更重要，因為這是創(chuàng)新的具體表現(xiàn)。因此，在生物教學(xué)中，教師要采取各種教學(xué)措施，充分調(diào)動學(xué)生的主動性與積極性，大膽地提出問題，對那些能大膽提問的學(xué)生，哪怕提出的問題偏離了教學(xué)設(shè)計的方向，都應(yīng)該給予積極的肯定。

在培養(yǎng)學(xué)生問題意識的時候，要注意引導(dǎo)思維的語言，比如:“請問，你對此有什么不同的看法?”“在某種情況下，你發(fā)現(xiàn)了什么?是否想到其中的原因?你覺得怎么處理比較好?”等等。這些問題看上去與課本知識的聯(lián)系不大，但對啟發(fā)學(xué)生的問題意識的作用卻很大。不要提那些“是不是啊?”“對不對啊?”等的問題，以免不利于學(xué)生思維能力的培養(yǎng)。

二、讓學(xué)生熟悉探究活動的一般過程

探究活動的一般過程是:設(shè)置情景、提出假設(shè)(猜想)、實驗驗證、獲得結(jié)論，能引申擴展會更好。

事實上，探究活動的各個環(huán)節(jié)，都有不同的實施方法，不是一成不變的，是靈活的。比如，設(shè)置情景，可以從學(xué)生的生活中尋找情景，也可以從生物的發(fā)展史中提煉。但總體模式大致相同。但教師在生物教學(xué)中，應(yīng)該做個有心人。

教師要盡力將探究的一般模式在學(xué)生的思維模式中不斷強化，努力培養(yǎng)學(xué)生的探究意識，并使探究成為學(xué)生學(xué)習(xí)的主要方式之一。具體可以采用以下方式。

1.在教學(xué)中，要經(jīng)常引入生物科學(xué)發(fā)展史中，研究科學(xué)過程的內(nèi)容，不只是說說結(jié)果。比如，光合作用，它的發(fā)現(xiàn)歷程是:亞里士多德到海爾蒙脫的柳樹實驗—普里斯特利的鐘罩實驗—英格豪斯實驗—薩克斯實驗—恩格爾曼實驗，最后到利用同位素做實驗，這可以作為探究的典范，能引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)探究的一般過程。

2.新課程強調(diào)發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力與實踐能力。因此，教師要盡力為學(xué)生提供各種探究實踐活動。其中，包括對問題的討論、辯解，對特定的課題設(shè)計實驗進行探究學(xué)習(xí)，通過實地考察與觀察發(fā)現(xiàn)新問題，對某個議題進行信息收集、分析、交流。

3.對學(xué)生的探究活動，要采用多元的評價手段，注重對學(xué)生活動過程的評價，既要有量的評價，又要有質(zhì)的評價。特別要重視學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中所表現(xiàn)出來的積極態(tài)度與獨立思考能力的評價。評價的出發(fā)點是有助于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、積極性的提高，有助于激發(fā)學(xué)生積極主動地參與到教學(xué)中去。

三、案例分析

1.低溫誘導(dǎo)染色體加倍的實驗

在教學(xué)之前，教師應(yīng)該先讓學(xué)生知道低溫誘導(dǎo)染色體加倍的原理，也就是較低的溫度能改變細胞內(nèi)酶的結(jié)構(gòu)，就不利于酶促反應(yīng)的進行，從而導(dǎo)致在細胞分裂過程時形成紡錘體所需要的ATP無法供應(yīng)，進而使體細胞分裂時已經(jīng)完成染色體加倍，但細胞不能分裂。在教學(xué)中，我建議學(xué)生用已經(jīng)萌發(fā)的大麥、玉米種子，首先分別在-20℃、-10℃、1℃、常溫等條件下處理，然后進行觀察。

由于本實驗的材料是在不同溫度條件下處理的種子，種子的細胞周期受到了溫度的影響，因此，在具體的實驗過程中，首先要固定好室溫下處理的大麥、玉米的幼根。為了體現(xiàn)實驗的科學(xué)性與嚴謹性，以及讓學(xué)生能體驗到實驗的過程，本實驗最好采用對照設(shè)計，對照實驗的過程，同時要求學(xué)習(xí)小組的學(xué)生共同、認真完成好實驗的每一個步驟。實驗不僅能讓學(xué)生明確染色體加倍的原理，而且能提高學(xué)生的探究能力、實踐能力與相互合作的能力。

在實驗完成后，教師還要引導(dǎo)學(xué)生分析、思考、討論不同溫度條件對細胞染色體加倍的影響，實驗的重點是讓學(xué)生體驗低溫誘導(dǎo)染色體加倍的原理與實驗的過程。因此，對學(xué)生的評價，應(yīng)該看學(xué)生是不是積極主動地參與實驗的探究過程，而不是只看結(jié)果。何況此實驗有一定的難度，欲取得較明顯的效果并不容易。因此，在學(xué)生實驗時，教師應(yīng)要求他們規(guī)范操作，選擇好對實驗材料進行固定的時機。

2.探究細胞表面積與體積的關(guān)系

第一步:用小刀將含酚酞的瓊脂切成邊長分別是1cm、2cm、3cm的三個正方體。

第二步:把這三個正方體瓊脂放入燒杯里，并加入0.1%的氫氧化鈉溶液，將正方體瓊脂塊浸沒，再用塑料小勺翻動瓊脂塊，大約十分鐘。

第三步:翻動十分鐘后，戴好手套，用塑料小勺把瓊脂塊取出，并用面紙將瓊脂塊吸干，假如還沒有干，就不能接觸。然后將每塊瓊脂用小刀將它們切成兩半，觀察橫切面，將觀察的結(jié)果記錄下來。最后測量每一塊瓊脂上的氫氧化鈉擴散的深度，并將數(shù)據(jù)填在表格里。

第四步:將表面積、體積與比值計算好，填寫在事先畫好的表格中。數(shù)據(jù)不要繁雜，小數(shù)點后面的數(shù)字不要很多，比值也是簡單點好，比如3∶1等。

分析討論:

(1)請大家根據(jù)表面積與體積比值的計算，以及瓊脂塊變色的深度的測量，你能預(yù)測到什么?

A.我們知道大多數(shù)細胞與微生物的邊長不足0.01厘米，那么思考一下:擴散速率與細胞大小之間存在著什么關(guān)系呢?

B.能找到說明氫氧化鈉在每一塊瓊脂中擴散的速率大體相同的證據(jù)嗎?

(2)大多數(shù)的高等動物體細胞的直徑在二十到三十微米之間，根據(jù)本實驗細胞模型的探究，你能分析一下細胞如此小的原因嗎?

A.為什么生物體由很多細胞發(fā)展起來的，而不是由較大的細胞發(fā)展來的?用假設(shè)的方式說明一下。

B.一般情況下卵細胞的體積較大，比如，駝鳥卵黃的直徑達到五厘米左右，它是否違背了細胞體積的守恒規(guī)律?

C.細胞生長到一定的程度后，為了保證代謝的需要，你認為解決的最好方法是:不再生長?死亡?還是分裂呢?

總之，學(xué)生通過探究學(xué)習(xí)，能把科學(xué)知識與觀察、實驗、推理和思維等多項技能有機地結(jié)合起來，從而獲得對科學(xué)的理解。學(xué)生參與調(diào)查、小組合作、交流與討論后，能逐步養(yǎng)成獨立、自主的個性。