在生物實驗課中滲入研究性學習

吳慶丹

摘 要： 在生物教學中開展研究性學習是可能的，也是必要的。而生物實驗課教學，無疑是最好的切入點。從在生物實驗課堂中采用研究式教學的效果看，它改變了學生傳統接受式的學習方式，使學生在研究性學習中激發學習興趣，增強學習效果，提高學習能力，促進師生關系的改善。

關鍵詞： 生物教學 生物實驗教學 研究性教學

新一輪課程改革的核心是建立能充分調動學生主體性的學習方式，研究性學習就是這樣的一種學習方式。在普通中學課程中，基礎型課程是核心和重點，是全體中學生都必須學習和掌握的。

生物學是一門以實驗為基礎的研究生命現象活動規律的科學，按照現代認知心理學，可以把生物學知識分為發陳述性知識和程序性知識兩大類。陳述性知識是有關“是什么”的知識，如名稱、概念、事實等，這類知識通過教師的講解就可能掌握，不適合學生探究或發現，直接告訴學生即可。程序性知識是有關“為什么”和“怎么辦”的知識，主要涉及對概念、規律、原理的理解和應用，以及解決問題的技能、方法、策略的形成，單靠講解的方式很難為學生所掌握，只能通過學習親身參與、探究或實踐才能被體驗或內化。因此，這類知識更適合通過研究性學習方式掌握。由此可見，研究性學習方式在生物學科課程中是有其特定的對象或內容的。因此，在生物教學中開展研究性學習是可能的，也是必要的。而生物實驗課教學，無疑是最好的切入點。

觀察和實驗是生物科學基本的研究方法，應千方百計地創造條件，開足分組實驗，做好演示實驗。重視實驗不僅要重視驗證性實驗，更要重視探索性實驗；不僅要重視實驗結果，更要重視實驗過程的分析。生物學作為一門實驗學科，在實驗教學中滲入研究性學習是必要的。

例如，實驗《植物的向性運動的實驗設計和觀察》是生物教材中的一個探究性實驗，課本上沒有現成的實驗方法和步驟可以參與，所有的實驗方案都要學生自己設計完成，這種開放性、靈活性、探究性的實驗更有利于開展研究性學習。上課時，我發給學生每人一張實驗設計的表格，內容包括實驗題目、目的要求、材料用具、實驗假設、實驗預期、方法步驟、實驗記錄、結果和結論等。并向學生說明一個比較完整的實驗方案應該包括哪些內容，使學生在設計實驗時有據可依，然后在大屏幕打出以前所學過的某個實驗過程的示意圖，提出啟發問題：請你結合從已做過的某個實驗中受到的啟發，總結實驗設計應遵循哪些原則？

學生要設計實驗必須明確實驗設計所要遵循的原則，雖然在以前的教學過程中有所滲透，但并不全面。在教學中教師不要直接告訴學生這些原則是什么，而是提出上述啟發性問題，目的是使學生運用創造性思維中的類比思考策略，通過已知實驗與當前所要解決的問題之間的相似關系受到啟發，自己分析類推出實驗設計所要遵循的原則。學生通過分析對比懂得對照的原則、單一變量的原則，懂得如何選擇適宜的實驗材料，做到可操作和可觀測。學生通過這種方法所掌握的實驗設計原則不僅容易理解，而且運用起來得心應手。隨后采用小組合作學習和研究性學習的方式，按照尊重學生個性發展的需要，給予學生適當的選擇的權利，允許學生自由結合并選擇此實驗的某一個子課題，每個小組用大約十分鐘的時間共同完成初步的實驗設計方案，并將草圖畫在實驗設計的表格中。接著采取答辯的方式，請若干個小組的代表匯報自己的實驗設計方案，由全班同學提問、評價，使方案不斷完善。例如，第一組設計的是利用海棠證明根的向肥性，答辯的內容包括：所用材料生長的快慢、所施肥料的種類和濃度、如何記錄和觀測等。第二組設計的是利用種子的幼苗證明莖的向光性，討論的內容包話：如何排除其他因素的影響、有無對照組等。在這個過程中教師不能表現自己的權威，做出硬性要求和評價，不能把自己的觀點強加給學生，以達到控制課堂的目的，對各組提出的各種方案暫不作任何評價，鼓勵自由思考，標新立異，語出驚人，既重視實驗設計的質量又重視實驗設計的數量，鼓勵“錦上添花”，改進或整合他人的設計思路。

又如《葉綠體中色素的提取和分離》這個實驗是用丙酮提取葉綠體中的色素，因為葉綠體中的色素能夠溶解在有機溶劑中，并且在提取色素時要加入少許碳酸鈣，是為了防止在研磨時葉綠體中的色素受到破壞，因為在研磨過程細胞中的膜結構破壞，原來彼此不相接觸的各種物質相混合，一些有機酸會破壞葉綠體中色素的結構和顏色，影響實驗結果。為了加深學生對這些相關知識的理解，我引導學生設計了以下實驗：

分別在A、B、C三個研缽中加三克剪碎的新鮮菠菜綠葉，并按下表所示添加試劑：

學生經過研磨、過濾得到三種不同顏色的溶液：A是黃綠色（或褐色），B幾乎無色，C是深綠色。然后我進一步組織學生討論出現上述現象的原因是什么。

其實在生物教學中，有很多教學內容適合拓展為研究性學習的內容，在不破壞學科知識邏輯性和系統性的同時，可在學科教學中適當穿插一些與學科教學內容有關的專題實驗探究活動，鼓勵學生從現實生活中選擇與學科內容有關的問題進行研究，培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。

例如有關部門從環保角度提出減少一次性筷子的生產和使用，那么一次性筷子的衛生狀況又如何呢？能不能從人體健康的角度研究，為有關政策提供某些支持呢？在教師的引導下，《關于一次性筷子衛生狀況的調查研究》這一研究性課題很快確立起來。學生從市場攤販那里取來一次性筷子，又從家里帶來筷子和勺，把這些餐具分為不洗、冷水洗、開水燙幾個對照組，在無菌培養基上培養，定期觀察菌落的數目和生長情況，根據菌落的特征對它們進行初步的鑒定，有一些沒有把握的還專門請教這方面的專家。最后通過對實驗結果的分析，證明一次性筷子存在嚴重的衛生隱患。像這個貼近學生生活實際而又簡便易行的研究性課題，有助于培養學生能力。

通過多年來的生物實驗教學的實踐與研究，從在生物實驗課堂中采用研究式教學的效果看，它改變了學生傳統的接受式的學習方式，使學生在研究性學習中激發學習興趣，增強學習效果，提高學習能力，促進師生關系的改善。在今后的時間里，我會根據實際發現的問題，進一步評價反思，改進和修正教學工作，設計下一次的行動方案，逐步深入探討在實驗課中開展研究性學習的有效途徑，以及研究性學習對改變學生的學習方式所產生的深刻影響。

當然不得不提的是，探究性學習能夠在開放的環境中培養學生的創新精神和實踐能力，但是由于要費大量時間和精力，因此在現有條件下，只能在教學中少而精地設計一些研究課題，通常一個學期安排一到兩個就可以。

參考文獻：

[1]文新華.關于研究性學習的研究.

[2]張大鈞主編.教學心理學.西南師范大學出版社.

[3]鄧志偉.研究性學習的適用性分析.

[4]霍益萍.研究性學習：實驗與探索.