淺析高中生物探究式實驗教學

任翔

【摘要】 生物實驗不僅是培養學生實踐能力的重要途徑，更是激發學生探索興趣、培養學生科學素養的切入點。本論文闡述實驗操作技能和探究式實驗教學模式的內涵，對高中生物一個重要的驗證性實驗“葉綠體中色素的提取和分離”進行了改進，實施了探究式實驗教學設計并進行了教學實踐以及分析，旨在探討如何培養學生的科學素養。

【關鍵詞】 高中生物 實驗教學設計 探究式實驗 實驗操作技能

【中圖分類號】 G633.91 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1992-7711（2016）08-001-02

在學校開展的高中生物課外活動興趣小組活動——“制作葉脈書簽”的實驗活動中，教師看著學生從學習如何制作葉脈書簽，到自主探究選擇什么樣的葉子最合適制作葉脈書簽，最后到用各種各樣的方法把普通的葉脈書簽加工成了藝術品！這一步一步的成功都凝結著學生自己的智慧，讓教師在欣喜的同時受到了啟發，更進一步地對生物探究式實驗教學進行了思考和研究，并對教材上的重要實驗進行了改進和實踐。

一、實驗操作技能的內涵

探究式學習凸顯學生的自主性，強調自主建構知識，期望通過探究活動， 使學生在基本知識、基本技能（不僅包括動作技能，更重要的是探究的基本過程技能）、基本態度、基本觀念、基本理解、基本經驗這6方面都獲得發展。這就使得生物課將更多的是實驗、討論、交流活動。學生通過實驗進行探究活動，不僅能加深學生對知識的理解，更能使學生產生興趣，自覺探究，不斷實踐，反復訓練并逐漸形成各種實驗操作技能和養成嚴謹的科學實驗態度。可以說，生物學實驗教學在促進學生生物科學素養的培養中， 處于關鍵地位，發揮著重要作用。

在布魯姆教育目標分類學里，把課程目標合理地分成認知、操作、情感3個領域。在操作目標領域中，技能是指“學習者在特定目標指引下，通過對某一特定的操作程序反復訓練，而形成的各種具有專門化、程序化、自動化特征的能力”。技能目標可以分為“生物學基本實驗技能”和實驗過程中的“科學過程技能”。生物學基本實驗技能：是生物學實驗中常見的最基本的技能，它包括器具使用、實驗材料獲取、實驗材料處理、藥品試劑的配置使用和實驗結果記錄5種技能。這5種技能因為高中生物課程有明顯的時間限制，以往大多是由教師代替完成（一般教師只指導學生完成實驗結果記錄和實驗材料處理技能）。而在提倡素質教育的今天，教師要有意識地指導并逐步培養學生這5種技能，使學生逐步具備完成完全探究式學習中的基本實驗能力。

科學的意義并不在于科學知識的本身，而在于獲取科學知識的過程。科學過程技能也可稱為終身學習技能。根據美國科學促進協會的觀點，探究式學習中的科學過程技能可分為兩大部分共13種具體技能：基本過程技能包括觀察技能、測量技能、應用數值技能、分類技能、應用時空技能、表達溝通技能、預測技能和推論技能這8個科學過程技能；而統合技能是建立在8個基本過程技能基礎上的較復雜、具統合性的科學過程技能。統合技能包含下操作型定義技能、形成假說技能、解釋資料技能、控制實驗因子技能及實驗技能。

科學過程技能中，基本過程技能是統和技能的基礎，而統和技能是基本過程技能的發展。在實踐中，教師應該特別重視如下幾個方面的技能培養： 觀察技能、分類技能、表達交流技能、提出假說技能、下操作型定義技能、控制實驗因子技能等。論文的案例設計和實踐中，教師根據實際情況，著重就這6種技能對學生進行培養。

二、 探究式實驗教學模式的內涵

教學模式是教學流程中各個基本要素定型化的特定操作程序。它是某種教學理論簡化的表達形式，在使教學理論具體的同時體現其內在價值。依據學生認知途徑和試驗內容，中學生物實驗可分為兩種基本類型：驗證性實驗和探究性實驗。而探究式實驗教學模式是通過開展探究性學生實驗來實現學生的主體性、創造性的發展和學生的實驗操作技能的培養，它將實驗和主動探究有機結合起來。在教師的鼓勵、啟發和引導下，學生自主選擇問題和發現問題，自主實驗，探索研究，歸納出概念和客觀規律。調動了學生的主動性和積極性，在探究過程中，獲取知識，發展技能，培養能力。

探究式實驗教學模式可以是一節課的全程教學模式，也可以是一個“探究點”的教學模式。這里所說的一個“探究點”，就是一個知識點，亦即一個概念、一條規律、一個具體運用。對“探究點”的探究是教學過程中學生的一個完整的認知過程。這個過程必然要經過一個“探索—研究”過程，最終以學生獲得這個知識點并把它納入自己的認知結構而結束。

三、探究式實驗教學設計及分析

（一）探究性實驗教學設計

1. 教學內容分析。葉綠體中色素的提取和分離實驗在過去一直屬于驗證性實驗，是高中生物實驗中難度較大的實驗。一般說來，該實驗的重點是初步掌握提取和分離葉綠體中色素的方法，探究高等植物葉綠體中有幾種色素及其顏色。難點是葉綠體中色素提取中應注意的問題。通過實驗培養學生實驗操作能力及合作精神，掌握探究實驗的方法。但是，學生很容易從教材中學到高等植物葉綠體中有幾種色素及其顏色，以此做實驗的探究點，容易使實驗留于形式，實驗的本質不自覺中成了驗證性實驗。因此，論文將“是否還有其它比菠菜更合適的材料”做本實驗的探究點，以此引起學生對探究的興趣。

2. 教學目標設計。初步學會用過濾方法提取葉綠體中的色素和用紙層析法分離色素。探究該實驗的最佳實驗材料，培養學生的科學素質和創新意識。如實觀察并記錄實驗現象和結果，提高學生的實驗操作技能。分析實驗過程中出現的問題，培養學生分析問題和解決問題的能力。分析實驗結果，探究最佳實驗材料應滿足什么要求。

3. 教學方法設計。以探究為核心對高中生物學的實驗進行分類，有助于準確制定實驗教學目標，設計出最佳的實驗方案，也為實驗教學評價提供了統一標準。“提取和分離葉綠體中的色素”屬于引導式探究實驗，即教師提出實驗結構或程序，學生參與“干什么”和“發現什么”的探究過程。且該實驗的內容多，時間緊，操作性技能要求高，教師不僅要做好實驗前的準備工作，還要通過啟發式問題引導學生自主探究。對實驗中的關鍵性操作要熟練操作，并要知其所以然，因此， 講解、討論、談話等教學方法要靈活應用，不要死套探究式學習的固定模式。

四、結語

本文通過對探究式學習實驗操作技能和探究式實驗教學模式的理論研究，對高中生物一個驗證性實驗實施探究式實驗教學設計及其案例分析，探討如何培養學生的實驗操作技能。教師通過案例分析和實踐，認為：

對技能性實驗實施探究式實驗教學，既能通過規范的實驗操作，培養學生觀察、儀器的使用、數據處理等基本的實驗操作技能，又能使學生對“探究點”進行探究，達到培養綜合探究的能力和科學的實驗態度的目的。通過教師隨堂進行的他評與課后學生的自評相結合，能促進學生對關鍵步驟的思考和實驗原理的理解，并能自覺規范自己的實驗操作。

總之，對驗證性實驗實施探究式實驗教學，對培養實驗操作技能有重大意義。 但實驗教學中常見的實驗時間不足、實驗結構不優化、教學評價易留于形式等問題還需要進一步進行探討。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 任長松.高中新課程與探究式學習.天津：天津教育出社，

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