基于生物實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)科學(xué)探究能力

周林聰

生物實(shí)驗(yàn)的教學(xué)不同于其他學(xué)科的教學(xué)，更需要學(xué)生以開放的思維思考、探索，在探究生物科學(xué)真理的過程中，逐漸培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力。實(shí)際教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生深度分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，也應(yīng)當(dāng)給予學(xué)生一定的自主設(shè)計(jì)的空間，引導(dǎo)學(xué)生在不斷改進(jìn)和反思的過程中，探索科學(xué)奧秘，形成探究意識(shí)。接下來，筆者將從以下三個(gè)個(gè)方面入手，探討一下如何在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

一、深度分析，提出假說

需要注意的是，生物實(shí)驗(yàn)的過程不只是按照教材一步一步完成操作的過程，而是引導(dǎo)學(xué)生以教材為參考，針對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象做出有所根據(jù)的假說，并再一次研讀教材中的內(nèi)容，進(jìn)一步的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，深度分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探究的興趣，逐漸培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力。

在教學(xué)《質(zhì)壁分離和復(fù)原》時(shí)，就運(yùn)用到了做出假說，深度分析實(shí)驗(yàn)原理的教學(xué)方法。我們可以在教材中得出質(zhì)壁分離與復(fù)原的原因：那就是細(xì)胞液的濃度與外界溶液的濃度時(shí)的差值的不同，細(xì)胞通過滲透作用失水或者積水，出現(xiàn)質(zhì)壁分離與復(fù)原的現(xiàn)象。雖然教材中的概念寫的很直觀，但是由于學(xué)生們沒有直觀的體驗(yàn)，所以也有一部分學(xué)生不能夠理解。這時(shí)，基于學(xué)生們了解了教材中的相關(guān)概念，我引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步的分析造成這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更深層次的原因。當(dāng)我們更換蔗糖溶液的濃度時(shí)，如達(dá)到50%的濃度時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)只能發(fā)生質(zhì)壁分離，卻無法復(fù)原。這時(shí)，我讓學(xué)生根據(jù)這一現(xiàn)象大膽的做出假說，鼓勵(lì)學(xué)生們做出自己的假說。在此基礎(chǔ)上，我再鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)自己做出的假說，設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用不同濃度的蔗糖溶液來完成這一實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)完成后最終得出結(jié)論，進(jìn)一步的加深學(xué)生們對(duì)于這部分內(nèi)容的理解。

通過引導(dǎo)學(xué)生在完成生物實(shí)驗(yàn)時(shí)，嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)變量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，可以讓學(xué)生看到不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，還能夠使得學(xué)生認(rèn)識(shí)到生物實(shí)驗(yàn)不是一層不變的，再讓學(xué)生根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象做出假說，激發(fā)學(xué)生們探究生物實(shí)驗(yàn)的興趣，促進(jìn)對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解和記憶。

二、給予空間，自主設(shè)計(jì)

教師在教學(xué)的過程中，也應(yīng)當(dāng)改變自身作為課堂主導(dǎo)的地位，而是讓學(xué)生成為課堂的主導(dǎo)者，給予學(xué)生一定的科學(xué)探究空間，讓學(xué)生敢于發(fā)散思維、發(fā)表意見、提出疑問，并自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，才能使得學(xué)生更快速、更深入的理解生物實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生科學(xué)探究能力的形成提供合適的機(jī)會(huì)。

在教學(xué)《酶的活性》時(shí)，我先帶領(lǐng)學(xué)生了解了酶的特異性，讓學(xué)生們?cè)诹私饣A(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的選擇自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，從而更深層次的探討酶的活性。通過教材中的內(nèi)容，我們知道溫度是對(duì)酶的活性有影響的一個(gè)重要因素，在給學(xué)生們講解了溫度對(duì)酶的活性影響的生物實(shí)驗(yàn)之后，我們也共同的探討了PH值對(duì)酶的活性的影響。學(xué)生們?cè)诼犞v和完成實(shí)驗(yàn)后，也能夠選出酶作用的最適溫度和最適PH值。這時(shí)我引導(dǎo)學(xué)生們這群大膽的猜想，影響酶活性的因素還有哪些呢？學(xué)生們的猜想五花八門，幾乎考慮到了生活環(huán)境中的一切因素。有的同學(xué)認(rèn)為，生活中的空氣濕度對(duì)酶的活性有一定的影響；也有的學(xué)生認(rèn)為生活中會(huì)有某種物質(zhì)對(duì)酶的活性產(chǎn)生特定的影響。我鼓勵(lì)學(xué)生們做出各種假設(shè)，并要求學(xué)生們對(duì)于自己做出的假設(shè)進(jìn)行記錄。記錄之后，再結(jié)合以往自己所學(xué)的自主設(shè)計(jì)生物實(shí)驗(yàn)的知識(shí)，來設(shè)計(jì)生物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。

教材中給出的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容十分明朗，但對(duì)于激發(fā)學(xué)生的探究欲望也具有一定的難度。這時(shí)，生物教師可以基于教材中給出的內(nèi)容，來引導(dǎo)學(xué)生們做出假設(shè)，并給學(xué)生們一定的空間結(jié)合自己的假說，讓學(xué)生們自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，有效提升學(xué)生們自主設(shè)計(jì)、探究生物實(shí)驗(yàn)的能力

三、不斷改進(jìn)，引導(dǎo)反思

高中生物實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，學(xué)會(huì)操作實(shí)驗(yàn)儀器也為主要教學(xué)目的，還要求學(xué)生在完成生物實(shí)驗(yàn)的過程中，學(xué)會(huì)質(zhì)疑，并對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過程和實(shí)驗(yàn)原材料選擇提出改進(jìn)意見。在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)反思，并在不斷的反思中，提升學(xué)生科學(xué)探究的綜合能力。

在教學(xué)《觀察細(xì)胞的有絲分裂》時(shí)，我首先要求學(xué)生明確這一實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，并在了解這一實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡幕A(chǔ)上，嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)流程開始實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)的過程中，學(xué)生先后完成了前期培養(yǎng)、解離、漂洗、染色、壓片和觀察這一系列的實(shí)驗(yàn)步驟。實(shí)驗(yàn)完成以后，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果都有不同。于是，我要求學(xué)生針對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，考慮自身在完成實(shí)驗(yàn)室具體的實(shí)驗(yàn)過程，去思考本實(shí)驗(yàn)過程中是否仍有需要改進(jìn)的地方。我也為學(xué)生改進(jìn)實(shí)驗(yàn)提出了一些建議。第一，就是要求學(xué)生在培養(yǎng)根尖的時(shí)候，做到經(jīng)常的換水；第二，最初選用洋蔥細(xì)胞時(shí)，選用舊的洋蔥。與此同時(shí)，我也要求學(xué)生結(jié)合自身具體操作實(shí)驗(yàn)的過程進(jìn)行反思：為什么要進(jìn)行以上改進(jìn)？學(xué)生經(jīng)過反思后總結(jié)到：經(jīng)常換水，是為了防止根進(jìn)行無氧呼吸而導(dǎo)致根的腐爛；選用舊的洋蔥是因?yàn)樾碌难笫[仍在休眠狀態(tài)，不利于生根。在此基礎(chǔ)上，我也要求學(xué)生進(jìn)行思考：為什么要用每條根的根尖呢？學(xué)生再一次結(jié)合實(shí)驗(yàn)過程和教材知識(shí)開展了反思。

通過引導(dǎo)學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行改進(jìn)，并不斷的反思，不僅能夠有效的提升學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的興趣，還能使得學(xué)生在完成生物實(shí)驗(yàn)的過程中，增強(qiáng)自身的科學(xué)探究能力，從而提升學(xué)生自身的生物核心素養(yǎng)。

總之，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程就是科學(xué)探究的過程，需要教師和學(xué)生的共同努力，只有充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生的探究積極性，讓學(xué)生在完成生物實(shí)驗(yàn)的過程中，主動(dòng)參與、發(fā)散思維、敢想敢試，才能逐漸形成科學(xué)探究的意識(shí)，才能夠成為優(yōu)秀人才。因此，教師應(yīng)當(dāng)致力于提升學(xué)生的科學(xué)探究能力，為學(xué)生成為社會(huì)有用的人才貢獻(xiàn)出自己的力量。

（作者單位：江蘇省南通市通州區(qū)金沙中學(xué)）