例談農村高中如何提高學生的實驗探究能力

陳家秀

摘 要：生物學科以實驗為基礎，但是在很多農村學校存在實驗硬件條件差，實驗器材不夠，實驗經費不足等問題。學校基本處在老師講實驗，畫實驗，學生聽實驗，背實驗的狀態，這限制了學生的科學思維、探究能力。本文以《探究酵母菌細胞呼吸的方式》為例，談如何改變學生動腦動手實驗與現實實驗條件之間的矛盾。

關鍵詞：農村高中 實驗探究能力

高中生物通過設置多個探究實驗，以加強學生科學研究方法的訓練，提高學生理性思維等科學素養，而《探究酵母菌細胞呼吸的方式》正是高中生物眾多探究實驗中較典型的一個。

一、《探究酵母菌細胞呼吸的方式》背景分析

1.地位 ：《探究酵母菌細胞呼吸的方式》是細胞呼吸一節內容的一大重點，不僅要求學生掌握探究實驗的具體過程和實驗能力，更力求通過本實驗來理解自然界生物呼吸方式以及呼吸原理在生產生活實踐中的運用，為學生學習選修一“果酒的制作”“泡菜的制作”等實驗奠定基礎。[1]

2.特點：

（1）學科知識交叉現象突出：涉及化學中常見的化學物質鑒定方法，如二氧化碳的鑒定，酒精的鑒定，二氧化碳的吸收等

（2）學科思維性強：本實驗通過對有氧和無氧條件如何控制；無關變量如何控制；怎樣保證酵母菌在整個實驗過程中能正常生活等一系列問題的思考以達到訓練學生實驗設計的科學思維的目的。

二、農村高中學校開展《探究酵母菌細胞呼吸的方式》探究實驗的局限性：

1.根據教材方案需要，本實驗要“8-10小時”才能觀察到實驗現象，實驗時間長。實驗需要大量的錐形瓶和玻璃彎管，實驗器材量大；而且還需要恒溫水浴鍋，或者是恒溫培養箱，充氧器等裝置，實驗室不容易準備。若是在課堂上開展分組實驗，對實驗室的器材準備壓力更大。這也需要學校對實驗室有大量的資金注入，這對農村高中學校來說難以實現。

2.農村高中學校的學生因為長期處于聽實驗，背實驗的狀態，真正動腦去研究實驗的機會很少，所以他們在探究實驗上缺乏主動性和合作性。

三、如何改變學生動腦、動手實驗與現實實驗條件之間的矛盾

我采取的是課前、課中與課后3步走，“學生講解”與“展板模型”2種方法相結合的方式來解決矛盾。

1.課前準備

（1）教師準備

①農村高中學校雖然開展分組實驗很困難，但是教師還是可以想法在學校爭取一套實驗裝置。此時，教師可以先依據教材方案進行預實驗，摸索實驗的條件和方案。并依據相關網絡資料和自己實驗室條件對實驗方案進行改進。

例如我將“新鮮的食用酵母”改為高活性“安琪酵母”，將“橡皮球”改為養魚用的小型“充氧器”，用恒溫水浴鍋30℃培養。實驗改進的結果是二氧化碳的出現提前到20分鐘以內，但酒精的出現還是需要較長時間約50分鐘才能出現。

有了這樣的實驗經驗后就可以帶領班級興趣小組進行進一步的實驗，也可以為學生節約時間。

②準備自制模型教具：自制實驗器材的展板模型，其中每一小組準備6個錐形瓶模型，4個兩頭彎的玻璃彎管模型，3個90度的彎管模型，如圖1。準備充裕的模型，以便學生對方案的改進。

（2）興趣小組準備

在老師的帶領和指導下，進行實驗探索，觀察記錄實驗的結果，并進行錄像，做好上課講解的準備。

2.課上：展板模型模擬探究實驗

（1）教師引導：為了避免學生的盲目探究實驗，所以課上老師的引導很重要。老師可以在介紹完《探究酵母菌細胞呼吸的方式》有關原理后，幫助學生分析有關的自變量和因變量以及無關變量，以便為學生的實驗設計做鋪墊。

（2）小組活動：

①讓學生根據以下問題以小組為單位進行實驗方案的討論。

a、怎樣控制有氧和無氧條件？b、怎樣鑒定有無酒精產生？怎樣鑒定有無CO2產生？c、如何比較CO2的多少？d、怎樣控制無關變量？e、怎樣保證酵母菌在整個實驗過程中能正常生活？

②讓學生根據提供的實驗器材的展板模型拼接實驗裝置。通過展板模型的輔助，學生較直觀的了解實驗裝置，模擬實驗裝置的組裝。這樣既可以提高學生的探究興趣，又解決了相關矛盾，還可以達到訓練學生實驗探究、小組合作的能力。

（3）小組分享 ，學生互評

小組代表進行設計理念闡述，其余小組對分享小組的設計進行評價，說出優點或是不足之處以及改進方法。通過“學生互評”可以讓實驗設計更優化，重要的是讓學生積極思考，同時也訓練了學生的語言表達以及溝通能力。圖片2：學生設計結果

（4）興趣小組講解

請興趣小組來介紹他們的實驗流程，以及實驗看到的現象。這樣通過學生把真實的探究講述出來，從操作到現象的記錄、現象分析和結論的獲得，學生體會實驗探究的科學性和嚴謹性。

3.課后：

（1）開放實驗室：將實驗室開放，鼓勵學生課后開展探究酵母菌細胞呼吸的方式，利用有限的實驗器材，彌補課堂難以完成實驗的不足。

（2）發動學生自制模型教具，培養學生合作探究能力

自制模型教具豐富學生的課外生活的同時，激發學生學習生物的積極性，訓練了學生動手、動腦、探究以及創新能力，還能讓學生對所學的知識印象更深刻。在《探究酵母菌細胞呼吸方式》一節課后，就有學生提出了更好的模型教具，用礦泉水瓶代替錐形瓶，用吸管代替玻璃彎管，如圖3。當然因為氣密性不好，這個只能是模型不能用以實驗。但反映出學生在課后也在不斷的思索關于實驗探究的問題。

總之，農村高中學校的教師可以利用一切可利用的資源，可以采取一切可行的方式進行探究實驗的教學，在幫助學生形成實驗思路、掌握設計實驗方案方法的基礎上，激發學生的思維，讓學生善于發現問題、提出問題，并對所涉及的問題和衍生出的問題進行研究，使實驗探究具有延展性和增殖性，并在有限的時間和資源下，提高學生的實驗探究能力，調動學生思維活動的積極性和自覺性，激發學生的創新意識和創造能力。

參考文獻

[1]漆樹剛.如何提高農村高中學生物理實驗能力G633.7.理科愛好者.2014.