高中生物探究性實驗教學微探

摘?要：探究性實驗活動本就是以提出問題、解決問題為基本線索，在探究過程中學生解決問題的能力、創新能力以及實踐能力均將得到較大程度的提高。探究性實驗的基本流程大體可分為提出問題，作出假設;分析討論，設計方案;進行實驗，觀察現象;分析數據，得出結果;交流表達，反思評價五個環節。在實驗過程的每一個環節中，教師都要能夠促使學生切實、充分地參與進探究過程中來，從而使學生學習和掌握相關生物知識、實驗技能的同時有效鍛煉探究能力。本文以人教版教材中《探究酵母菌細胞的呼吸方式》為例，依循于探究實驗的基本流程對高中生物探究性實驗教學的有效實施進行較為細致地探討，冀對相關教學工作者有所助益。

關鍵詞：高中生物;探究實驗教學;酵母菌;細胞呼吸;教學微探

在高中生物實驗中，探究性實驗歷來占有重要地位，隨著新一輪基礎課程改革的持續深入推進，近幾年高考命題由知識立意向能力立意轉化的基本趨勢更加明顯，高考試題對學生探究能力的考查愈益突出，這是因為探究性實驗活動本就是以提出問題、解決問題為基本線索，在探究過程中學生解決問題的能力、創新能力以及實踐能力均將得到較大程度的提高。另一方面，高中生物學科核心素養將“科學探究”包含在內，將其作為基本要素之一，則更是凸顯了科學探究在新課改中的重要地位。而這同時為一線教師的探究實驗教學帶來了新的更大的挑戰。本文擬以人教版教材中《探究酵母菌細胞的呼吸方式》為例，依循于探究實驗的基本流程對高中生物探究性實驗教學的有效實施進行較為細致的探討，冀對相關教學工作者有所助益。

一、 提出問題，作出假設

作為探究式實驗教學的第一步，發現問題和提出假設具有非常關鍵的幾乎是提綱挈領的作用。提出問題的同時應能通過合理的引導充分激發學生的探究興趣，進而調動其參與探究活動的主觀能動性。這個前提不具備，學生就不可能全身心投入到探究活動中去，實驗教學也不可能取得最佳效果。部分教師不重視這個前導性的教學環節，而只是簡單揭示主題，照本宣科，導致整個探究沉悶無趣，缺乏應有的活躍積極氣氛，這是應當竭力避免的。就本文所舉案例而言，筆者首先利用多媒體設備播放了一段利用酵母菌釀酒及蒸饅頭的視頻，并與學生的生活經驗相聯系，引發學生對酵母菌的興趣，進而讓學生結合生活經驗和已學的相關知識思考酵母菌細胞是哪種呼吸方式，引出探究主題。有的學生從酵母菌釀酒這一用途上分析認為其細胞采取無氧呼吸方式，有的學生則說香檳打開時噴出的二氧化碳是酵母菌產生的，則由此看來其細胞采取的是有氧呼吸方式。由于疑問的存在，學生就產生了濃厚的探究興趣，同時也就很自然地產生了兩種假設。

二、 分析討論，設計方案

做出假設后就要設計科學的實驗方案去探究和驗證。可以先讓學生獨立思考，結合教師提供的實驗用品提出自己覺得可行的方案，然后在教師引導下通過小組討論、整合、優化，確定最佳實驗方案。這里想要強調的是，在這一環節教師的引導和提示是十分重要的，這往往決定著方案的科學性和探究的高效性。在本文案例中，對照原則和單一變量是設計實驗方案的基礎，筆者是通過問題的形式向學生進行了具體細致的引導，問題如下：

①怎樣設置對照實驗簡便和合適？怎樣控制實驗中的有氧條件和無氧條件？②怎樣檢測實驗結果？即檢驗二氧化碳和酒精的生成以及比較兩種呼吸產物二氧化碳的多少？③怎樣測定實驗進程中釋放了能量？④怎樣保證酵母菌的正常生活？

在學生充分討論后，筆者和學生一起確定了探究實驗方案，并以下表的形式將其主體思路清晰呈現出來：

這一表格清晰體現了實驗設計的對照思想和單一變量思想，便于學生能更好地通過本次探究實驗掌握這兩種重要實驗思想。具體的實驗原理、步驟及注意事項則采取口頭方式加以共同確認。然后各小組領取實驗用品，準備進行實驗。

三、 進行實驗，觀察現象

鑒于高中生已具備一定的實驗操作能力，在教師強調正確的操作步驟及注意事項后，可讓學生按照小組編制動手進行實驗，并引導學生正確觀察實驗現象和記錄實驗信息。比較簡單的實驗采取小組間競爭的方式，比較復雜的實驗則采取小組間相互合作的方式。若是后者，則需要教師合理分配實驗任務，在本文所舉案例中，采用的是前者。實驗進程中，教師要全場巡回進行監督和指導，有問題隨時指出和糾正，本文案例中，實驗的安全性和規范性是需要重點注意的兩個基本方面，具體來說主要有培養液的配置、自變量（制造有氧、無氧環境）的控制、因變量的檢測、無關變量的控制、實驗現象的觀察等。這些問題雖然在實驗方案設計的過程中都加以強調過（注意事項），但事實證明學生在操作過程中還是很容易出現問題，固然有本實驗操作和控制難度較大這些客觀方面的原因存在，但也從一個側面反映出學生基本實驗技能尚有所欠缺，這給了筆者較深的啟發，即在以后的探究性實驗教學中不僅要注重學生探究能力的培養，同時也要重視學生基礎實驗技能的提高。

四、 分析數據，得出結果

在實驗探究活動中，數據信息的收集和分析是很關鍵的一步，教師要在做好指導工作的基礎上有意識地鍛煉學生提煉核心信息作為驗證實驗結論的依據的能力。實驗結果的分析以及最終結論的得出，宜采取每個小組自由討論，然后小組與小組之間討論，最后由教師總結的方式。這樣不但能充分調動學生的思考積極性和探討熱度，也能得到比較全面而準確的結論。學生在討論的時候可隨時詢問教師，或者教師挨次參與每個組討論。教師要注重在引導學生得出結論的過程中突出學生的主體性，以強化其成就感和實現自我價值的愉悅感。在本文案例中，需要重點分析的問題主要有實驗條件與產物的關系、實驗結果與假設是否一致、實驗結果是否符合實際、實驗誤差的原因、實驗過程的科學性和嚴謹性等，通過討論和分析，最終得出結論：不管是在有氧條件還是在無氧條件下，酵母菌均可進行細胞呼吸;兩種呼吸方式都會產生二氧化碳，有氧呼吸比無氧呼吸產生的多;無氧條件下的呼吸作用會產生酒精。

五、 交流表達，反思評價

得出結果后，生生之間、師生之間可進行開放性質的交流溝通，表達自身在探究過程中的體驗和感悟，同時有何疑惑亦可現場提出，共同解決。當然最重要的是對整個探究活動過程及其結果、意義、不足等方面進行適當的反思評價，總結經驗，吸取教訓，以其提升學生的原有認知水平，促進其探究意識和探究能力的發展。在這一環節，教師要善于營造熱烈而又不失理性的交流氛圍，引導學生積極思考，暢所欲言，同時要把控好節奏，鼓勵學生相互接納和贊賞。在本文案例中，筆者這一環節重點讓學生在得出實驗結論的基礎上回顧和總結了關于細胞呼吸的概念：細胞呼吸是指有機物經過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產物，釋放出能量并生成ATP的過程;細胞呼吸有有氧呼吸和無氧呼吸兩種基本方式。這樣，既使學生鞏固了實驗成果，又促進了其對相關知識的理解和強化，從而在一定程度上實現“趁熱打鐵”的效果，取得了理想的實驗教學效果。

六、 結語

綜上所述，本文以《探究酵母菌細胞的呼吸方式》為例，依循于探究實驗的基本流程對高中生物探究性實驗教學的具體實施進行了較為細致的探討。可以看出，在上述過程的每一個環節中，筆者都力求使學生切實、充分地參與進探究過程中來，從而使學生學習和掌握相關生物知識、實驗技能的同時有效鍛煉探究能力。這既是探究性實驗教學的核心指向，也是確保其最終效果的重要條件，對此教師要仔細體會，努力踐行。另外需要指出的是，筆者在教學實踐中發現，在探究性實驗教學中往往會出現課堂容量小、教學進度慢等問題。經過分析后筆者認為，主要原因在于一個真正讓學生參與進來并取得理想效果的探究學習活動，往往是在學生自由探索、反復試錯、不斷優化探究思路和探究過程的基礎上完成的。這就對教學效率提出了較高要求，或者說是對教師的課堂把控能力提出了更高要求，如何進一步提高探究實驗教學的效率，還有待于更進一步的探索和實踐。本文拋磚引玉，尚盼大家不吝指教。

參考文獻：

[1]杜明民.高中生物探究實驗教學有效性的思考[J].新課程學習（中），2016（5）.

[2]許金城.小議高中生物探究實驗教學[J].課程教育研究，2018（16）：155.

[3]王景景.高中生物探究實驗的有效教學策略[J].新課程導學，2015（35）：33.

[4]王進.高中生物探究實驗整合點分析及支撐平臺研究[J].新課程導學，2014（26）：27.

[5]王志紅.高中生物探究實驗教學中學生合作技能形成研究[J].中學生物學，2017，25（12）：33-34.

作者簡介：

賴美英，福建省龍巖市，福建省龍巖上杭一中。