新課程下提高探究性實驗教學有效性的思考

高中生物新課程標準把“倡導探究性學習”作為課程的基本理念，使學生從被動的接受者變為主動的參與者，由過去從學科的概念、規律開始學習的方式變為通過各種事實來發現概念和規律的學習方式。在新課程標準影響下，課堂發生了明顯的變化，呈現出與以往課堂明顯不同的特點，如學生動手機會多了等。然而，課堂上學生的探究情況到底如何？以探究為核心的課堂效果到底如何？事實上，我們的許多探究性實驗課都存在著教學低效的現象，這是值得我們關注的問題。因此，我們必須注重學生的科學探究，切實提高探究性實驗教學的有效性。

一、探究性實驗教學低效的原因及存在的問題

在實施探究性教學的過程中，由于受傳統教學方式的影響，教師往往對這種新型的教學形式、實質理解不夠深入，因而出現了一系列的問題。從眾多的探究性實驗教學案例來看，實驗教學低效的原因很多，主要有以下兩個方面。

1.來自教師方面的原因

一是教學組織不嚴密，缺乏有效的指導。教師要充分利用一堂課40分鐘的時間，就必須周密考慮整節課中的各個環節，合理安排時間。特別是在班級人數多、實驗器材繁多的情況下，沒有對學生的嚴格管理和嚴格要求，教學就無法順利進行，有效探究更無從談起，嚴重影響課堂教學的有效實施。課堂上讓學生親身經歷探究過程，并不是完全放手讓學生自由活動，而忽視教師的指導作用。教師如果采取完全放手的方式，讓學生自己操作，學生往往缺乏思考；學生在對探究目標尚不明確的情況下盲目動手操作，所獲得的只是一些表象的東西，很難達成探究目標。二是探究時間得不到保證。時間是學生進行探究的保證，沒有充足的時間，學生的科學探究就會流于形式，更不要說有效了。由于受課時的影響，教師往往舍不得花大量的時間讓學生進行探究。曾聽過幾節探究性實驗課，在引導學生設計實驗加以驗證時，教師就急于詢問結果，學生只能按照書本給出的結論進行回答，這樣的探究性實驗肯定是低效甚至是無效的。

2.來自學生方面的原因

一方面，學生探究活動多為表面功夫，即“多動手，少用腦”。雖然教師都重視學生的動手操作過程，但是科學探究中“多動手，少用腦”的現象卻普遍存在。我們經常可以看到，課堂上學生經過一番猜想、討論與交流之后就展開轟轟烈烈的探究，而且探究時間比較長，個個忙得不亦樂乎，但若問學生“為什么要這樣做”“開展這樣的實驗要解決什么問題”“觀察到了什么現象”“觀察到的現象說明了什么”“從中發現了什么”等問題時，學生卻說不出來。另一方面，由于學生認識上的差異、性格上的不同和探究能力的高低等原因，在探究活動中真正參與探究的學生僅為少數，個別學生承擔探究活動的全部任務，成了小組探究活動的主角，其他學生只作旁觀者。

二、如何提高生物探究性實驗教學的有效性

1.加強實驗目的的認識，提高探究性實驗的針對性

探究性實驗是模擬科學研究的一般過程，以問題解決為中心，通過提出問題、作出假設、設計實驗、進行實驗、分析結果、得出結論、表達交流等過程，使學生潛移默化地接受科學方法的訓練。教師自己要先認真研讀課程標準，了解各內容中實驗安排的情況，分清哪些實驗需要讓學生分組進行探究，哪些實驗可以由教師進行演示性的操作。在具體操作過程中，如果每節探究性實驗課都將各個環節深入下去，教學時間肯定不夠。因此，教師要思考如何明智地選取不同的探究性實驗完成不同的探究環節。我們要知道，培養學生的探究能力不是單靠一兩個實驗就可以成功的，每個探究性實驗有培養學生某項能力的作用。例如，人教版《分子與細胞》中共有4個探究性實驗，每個探究性實驗的教學時間安排為1課時。因此，教師在教學安排上必須對《分子與細胞》中的探究性實驗做一個整體規劃，根據不同實驗在實施過程中的難易程度，分散教學任務，使每個探究性實驗有側重地訓練學生的某些能力。這樣，既可以高質量地完成每個探究環節，也可以解決教學時間不夠的問題。如“探究影響酶活性的條件”實驗過程中，主要訓練學生設計實驗、分析結果、表達交流的能力；“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗過程中，主要訓練學生提出問題、作出假設、設計實驗的能力；“探究植物細胞的吸水和失水”實驗過程中，主要訓練學生分析結果、得出結論、表達交流的能力……

2.設計有效的教學過程，提高探究性實驗的實效性

認知心理學告訴我們，思維產生于動作，智慧自動作始。因此，教師應盡力為學生親歷探究過程提供最大的幫助，使每一次的探究過程不流于形式。

（1）提出有價值的科學性問題是進行有效探究性實驗的基礎。

“學起于思，思源于疑。”學生有了疑問，才會進一步思考問題，才會有所發展、有所創造。蘇霍姆林斯基曾說過：“在人的心靈深處都有一種根深蒂固的需要，這就是希望自己是一個發現者、研究者、探索者，而在孩子的精神世界中，這種需要特別強烈。”當學生發現令他們迷惑不解或者感到有趣的事物時，好奇心就會被激發起來，接著他們會提出一些問題，并想方設法尋找問題的答案，以積極主動的態度和堅強的意志參與探究活動，進行有效的研究。而我們的科學探究正是圍繞科學性問題展開的，科學性問題最好由學生身邊熟悉的現象或事物所引發，并且是學生自己提出來的。在教學中，教師可針對不同教學內容選取適當的方法，如生動地再現一些生物現象或創設一定的問題情境，使學生獲得充分的感性認識。如探究《植物細胞吸水和失水》時，教師演示日常生活中的現象——泡在糖水和清水中的蘿卜條，讓學生觀察蘿卜條皺縮變軟以及吸水變硬的現象，然后引導學生提出一系列問題：植物細胞與動物細胞的吸水和失水需要的條件相同嗎？這兩類細胞的結構有哪些差異？植物細胞是不是一個滲透系統？哪些結構相當于半透膜？細胞壁對植物的吸水和失水有影響嗎？水分是如何進出細胞的……這些問題都是建立在學生已有的知識和經驗基礎上的，著眼于學生的思維最近發展區，具有挑戰性，能調動學生的積極性，發揮其潛能。

（2）恰當引導作出假設是進行有效探究性實驗的關鍵。

在教學中，教師應通過猜想與假設這一過程來激發學生探尋問題答案的興趣。當然，由于學生的生活經驗和已有知識的不同，猜測可能對也可能錯，但不論對錯，都真實反映了學生現有的知識水平。在很多探究性實驗課中，當探究問題形成后，教師就急于讓學生探究，僅要求學生把假設、設計實驗填入實驗報告單中，直接進行驗證，導致很多猜想、假設是沒有依據的憑空猜想，這樣的探究活動是不能解決任何問題的。因此，教師應注重學生假設意識的培養，適時地啟發、引領和點撥，讓學生充分發表自己的觀點，特別是要讓學生說一說假設的根據。如學習《植物細胞吸水和失水》一課，教師可以讓學生假設一下植物細胞何種結構相當于半透膜。有的學生說是細胞壁，有的學生說是細胞膜，還有的學生說是細胞膜和液泡膜……教師要及時引導學生明白細胞壁是全透性的，而細胞膜和液泡膜都是選擇透過性膜，它們和細胞質合稱原生質層，相當于半透膜。這時學生就能理解成熟的植物細胞符合滲透作用發生的條件，可以進行滲透吸水和失水。教師可追問：“植物細胞滲透吸水和失水后，細胞發生的變化與動物細胞一樣嗎？說說各自的理由，再通過實驗來驗證假設。”這樣可始終維持學生的參與熱情，既能使學生的創新意識和創新能力得到逐步提高，又能推動探究性實驗教學高效進行。

（3）設計實驗和獨立完成實驗的過程是進行有效探究性實驗的根本。

當學生提出一個比較合理的假設后，產生繼續探究的愿望，想弄明白自己猜測的對與錯，這時教師不要急于讓學生動手，必須給學生思考驗證假設方案的時間。這一環節不可忽視，因為科學探究不僅需要時間，更需要計劃。

精心設計好實驗方案是順利進行科學實驗的保證。在實驗開始之前，教師要認真制定好實驗的每個步驟，精心設計每一個活動。當學生對探究方法、探究工具、具體操作方式、操作（程序）步驟以及要驗證的目標都弄清楚明白后，才可以動手實驗，不打無準備之仗。曾聽過一節探究《植物細胞吸水和失水》的公開課，教師在引導學生作出假設后就讓學生自己動手去證明，雖然設想很好，但是學生根本不知道要做什么，結果整個課堂一片混亂，教學效果低下。因此，在學生制訂實驗方案的過程中，教師要盡可能多地引導學生考慮實驗中可能出現的各種情況，明確實驗的先后程序和觀察的重點，盡量把指導工作做到細致扎實，為學生成功進行實驗做好準備。這樣，既可節省課堂上的時間，減少實驗的盲目性，提高實驗的有序性，又可以使學生的操作更到位，實驗的現象更清楚，得出的結論更準確。

（4）實驗證據的收集、探究結果的分析與解釋是進行有效探究性實驗的精髓。

探究性實驗的目的就是讓學生在探究過程中有所發現。應該說，學生的發現越多，探究實驗越成功。課堂上，學生在觀察、測量、記錄、統計的過程中收集了第一手資料，有了不少新發現，該如何處理這些信息呢？這就需要給學生充分的時間進行思維活動，引導學生對實驗結果進行認真的分析、判斷、整理、歸納、概括等，找出事物之間的因果關系，對實驗假設進行驗證，得出科學的結論，并讓學生以擅長的方式（如語言、文字、圖畫、模型等）表述研究過程和結果，從而培養學生分析、綜合的能力以及對實驗中測量的數據進行處理的能力、對問題的分析判斷能力等。如有的學生并沒有觀察到實驗現象，教師要及時引導學生分析失敗的原因：有的學生撕取表皮時把細胞撕破了，有的學生獲取的是死細胞，還有的學生滴加的蔗糖溶液太少……通過分析，加深學生對質壁分離和復原實驗可以用來檢測細胞活性的認識。

總之，探究性實驗教學是生物教學中一個重要的組成部分。學生科學素養的形成、發展、提高，需要教師精心設計每一節課，當學生探究目的明確、方法清楚、活動程序規范、探究科學性強時，才會使探究活動高效。

（責任編輯杜華）