利用生物實(shí)驗(yàn)提高探究性學(xué)習(xí)的有效性

徐建華

由于生物學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的一門科學(xué)，發(fā)掘生物學(xué)實(shí)驗(yàn)在探究性學(xué)習(xí)中的功能，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力具有重要作用。因此在有效性學(xué)習(xí)中的一個(gè)重要途徑，通過(guò)有效的生物實(shí)驗(yàn)提高教學(xué)效率。

1.生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是提高學(xué)習(xí)有效性的一種重要途徑

生物學(xué)的學(xué)科特征決定了生物學(xué)是“以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)”的科學(xué)。生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是生物學(xué)發(fā)展的最現(xiàn)實(shí)、最生動(dòng)、最有效的載體。在實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)生物學(xué)無(wú)疑是最有效和最重要的學(xué)習(xí)方法之一。在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)和研究生物學(xué)，掌握生物學(xué)基本原理和基本技能，初步學(xué)會(huì)生物學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)方法。例如：在“光對(duì)鼠婦生活的影響”實(shí)驗(yàn)中，筆者讓學(xué)生通過(guò)親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)光確實(shí)對(duì)鼠婦的生活有影響：喜歡生活在黑暗處。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅牢固地掌握了新知識(shí)，而且還懂得了實(shí)驗(yàn)的基本操作。由于生物學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程本身就是一個(gè)創(chuàng)造性地探究的過(guò)程。所以在生物教學(xué)過(guò)程中，教師完全可以利用實(shí)驗(yàn)這個(gè)手段進(jìn)行有效性學(xué)習(xí)。

2.生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是促進(jìn)有效性學(xué)習(xí)的教學(xué)策略

2.1引導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)

過(guò)去教科書(shū)上的演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)基本上都是驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，只需模仿，不需研究。現(xiàn)在，教師可以有意暴露教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的不足，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。書(shū)上的教學(xué)實(shí)驗(yàn)不都能在較短時(shí)間內(nèi)順利完成，常常需要教師在課前作些改進(jìn)。若將這些問(wèn)題暴露在學(xué)生面前，可以促使他們?nèi)ニ伎己桶l(fā)現(xiàn)問(wèn)題，從而引導(dǎo)學(xué)生去改進(jìn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)，去研究教學(xué)實(shí)驗(yàn)。例如“葉綠體中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)，存在著實(shí)驗(yàn)材料菠菜易受地域、季節(jié)等因素限制，實(shí)驗(yàn)步驟繁瑣，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯等問(wèn)題，可引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)方法等方面進(jìn)行改進(jìn)和研究。

2.2變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探究性實(shí)驗(yàn)

相比探究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過(guò)程，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)在對(duì)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)、易于教師講授等方面具備優(yōu)勢(shì)；其不足在于如果學(xué)生只是按部就班地通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證教師講授的科學(xué)知識(shí)是否正確，這樣的學(xué)習(xí)沒(méi)有基于學(xué)生原有經(jīng)驗(yàn)，沒(méi)有引發(fā)學(xué)生的高層次探究思考，沒(méi)有學(xué)生主動(dòng)地建構(gòu)知識(shí)，學(xué)生獲得的只是表面的、膚淺的知識(shí)，教學(xué)效果往往是低效的甚至無(wú)效的。以生物學(xué)實(shí)驗(yàn)作為探究性學(xué)習(xí)的途徑，教師要盡量變“驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)”為“探究性實(shí)驗(yàn)”，挖掘教材中的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，探求其中可轉(zhuǎn)化為探究性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，將其設(shè)計(jì)為探究性實(shí)驗(yàn)。如“生物組織中可溶性還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)的鑒定”是一個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，教師可以多提供一些實(shí)驗(yàn)材料，讓學(xué)生進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)，探究可溶性還原糖和蛋白質(zhì)的鑒定所需溫度條件（室溫、體溫、隔水加熱、酒精燈直接加熱）對(duì)反應(yīng)速度和顏色的影響；讓學(xué)生探究雙縮脲試劑和斐林試劑是否可以相互替代，等等。

在實(shí)際教學(xué)中，教師能否選擇性地將教材中的一部分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性呢？下面筆者以“綠葉在光下制造淀粉”實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)實(shí)錄來(lái)探討這一問(wèn)題。

教師：如果綠葉在光下制造了淀粉，我們可以用什么辦法把淀粉檢驗(yàn)出來(lái)？

學(xué)生：可以用碘液。

教師：是否可以直接把碘液滴到葉子上進(jìn)行檢驗(yàn)？覺(jué)得可以的同學(xué)親自試一下。

學(xué)生（經(jīng)過(guò)嘗試）：不行，葉片是綠色的，會(huì)遮蓋藍(lán)色的現(xiàn)象。而且葉子表面的結(jié)構(gòu)也會(huì)阻礙碘液的滲透。

教師：那怎么辦呢？

學(xué)生；可以去除葉片中的葉綠素和破壞葉表面的結(jié)構(gòu)。

教師：如果想辦法去除掉葉片中的葉綠素，排除了色素對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾，將碘液滴在去除掉葉綠素的葉片上，出現(xiàn)藍(lán)色現(xiàn)象。這樣是否就說(shuō)明了綠葉可以在光下制造淀粉？（學(xué)生討論……）

學(xué)生：不可以。因?yàn)闊o(wú)法證明葉片中的淀粉是葉片制造的，還是本來(lái)葉片中就有的淀粉；而且，也無(wú)法證明葉片中的淀粉一定是在光下制造的。

教師：請(qǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，想出方法解決這兩個(gè)問(wèn)題。

學(xué)生：將植物在黑暗中放置，這樣將葉片中原來(lái)的淀粉消耗掉，通過(guò)對(duì)照實(shí)驗(yàn)加以證明。可以選取植物的一片葉子，讓它一部分遮光，一部分見(jiàn)光，光照后檢驗(yàn)葉片中的這兩部分是否都有淀粉產(chǎn)生。

教師：非常好！現(xiàn)在證明“綠葉在光下制造淀粉”的實(shí)驗(yàn)方案已經(jīng)出來(lái)了。

此例中筆者改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方法，采用探究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)設(shè)計(jì)，并有選擇地將課程的重心放在如何引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)探究上。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生可以積極地參與到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中去，體會(huì)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備、操作、結(jié)論推導(dǎo)的整個(gè)過(guò)程，學(xué)生的探究能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力都得到了提高。實(shí)踐證明，學(xué)生完全可以在教師的指導(dǎo)下自己設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，理解性地掌握所學(xué)的知識(shí)。教師變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探究性實(shí)驗(yàn)這一教學(xué)策略極大地提高了教學(xué)的效率。

因此，在今后的教學(xué)實(shí)踐中，教師應(yīng)更多地利用和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，為有效教學(xué)和提高教學(xué)效率服務(wù)，爭(zhēng)取獲得更好的教學(xué)成績(jī)。