提高高中生物學科探究實操作能力的措施

伍樹生

[摘要]生物學科中的探究性實驗比驗證性實驗的難度大，驗證性實驗只要嚴格按照已知的實驗步驟，進行規范化操作，基本上可以得到相應的實驗結果。而探究性實驗，在實驗步驟和結果都是未知的情況下，實驗過程中存在很大的盲目性，具體的實驗操作更是難于下手，只有學生有了興趣，學生的主動性才會提高，這樣一來實驗效果才會更好。那么怎樣提高學生對探究實驗的興趣，生物老師需要思考的問題是如何提高學生對探究實驗的興趣，從而提高探究實驗的操作能力。

[關鍵詞]探究；培養興趣；操作能力

生物學科中的探究性實驗的最大特點是培養學生的動手能力，在實際的教學實踐中淡化實驗結果，通過探究讓學生體驗實驗的過程，培養學生的動手能力，有利于學生親身體驗生物學科實驗的操作過程，從體驗的過程中獲得學習的樂趣，從而更好地促進生物實驗教學。那么怎樣才能較好地提高學生對探究實驗的興趣從而提高操作能力。以下主要是筆者結合教學實際在培養學生探究實驗操作能力方面的一些思考。

一、調動學生的探究興趣

教育實踐告訴我們，興趣是最好的老師，學生對某門學科感興趣，關鍵很大程度上取決于該老師。老師的言行舉止會影響學生，學生會模仿老師的行為。要想讓學生喜歡生物甚至喜歡生物學科中的探究實驗，首先老師必須熱愛生物學科，要具備一定的生物學素養，尤其要熱愛生物學科中的探究實驗。老師在平時要積累一些素材，如整合一些生物資料，包括教學資料、知識的歸納、試卷分析、標本、圖片等，適時給學生展現一下，讓學生明白“臺上一分鐘，臺下十年功”的道理。其次對探究實驗，要求學生做之前，老師事先一定要做一下，從做實驗的過程中發現一些問題，或該實驗本身易出現的一些客觀問題。在學生做實驗時適當設置一些情境，有目的性地將這些情況進行轉化，但是切忌將這些注意的問題直接告訴給學生，因為這樣一來不能更好地進行引導，同時作為老師要熟練實驗操作。然后作為老師對專業水平要有較高的要求，對探究實驗中的每個環節要有細致的斟酌，對學生提出的一些甚至很微小或與本實驗的關系不是很大的問題能做詳細而易懂的回答。

二、挖掘學生對實驗探究的動力

傳統的教育只重視知識與技能的培養，新課標要求的教學目標多元化，能從知識與技能、過程與方法、情感態度和價值觀三維目標來培養學生的學科素養。

在平時的教學過程中要特別重視“探究式學習”。比如“制作DNA雙螺旋結構模型”實驗，之前在講授《DNA分子結構》內容時，要將這堂課講授成一堂趨向于探究式的課堂，如根據脫氧核糖、磷酸、含氮堿基的結構組裝成脫氧核苷酸，相鄰的脫氧核苷酸怎樣才能連接在一起？從四種堿基腺嘌呤、胸腺嘧啶、鳥嘌呤、胞嘧啶的結構引導怎樣進行配對，通過一系列的引導在課堂教學中逐步培養學生的探究意識，根據需要探究的問題進行思考，以便逐步培養學生對問題的思考具有針對性。然后在進行實驗操作時給予相關的曲別針、泡沫塑料、紙片、牙簽、橡皮泥等材料，根據提供的實驗材料，通過對知識的回憶，學生可以對實驗材料的結構和性質的區分，從而有利于學生根據所學的知識內容制作DNA的雙螺旋結構模型。緊接著后面的探究實驗“脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性”，可以結合蛋白質分子結構多樣性的原因，該實驗過程中采用各種音符可以組成各種美妙的旋律，26個英文字母可以組成許多詞匯和句子，形成傳遞和交流信息的語言等事例引入。

實驗過程中通過提出相關問題的基礎之上，然后組織探究活動，用學生課前制作的DNA分子結構模型做對比，找出DNA分子結構的不同，即骨架內側的四種堿基對的排列順序不同，進而推出DNA由四種堿基排列而成的脫氧核苷酸序列，進而用數學方法推算堿基排列的多種組合方式，從而推理出DNA分子的多樣性和特異性。通過學生親自制作的DNA雙螺旋結構模型的對比，可以找出自身的不足之處和問題所在，通過與其他同學制作的模型的比較，更好地比較異同點，找出其中的亮點，從中找到自信，從而更好地促進學習，激發對探究實驗的探究動力。

其次要重視問題的設計，通過問題來學習，問題成為探究實驗的主線，所設的問題要有啟發性和思維性，要有利于學生思維的養成，并且問題要有一定的梯度性。學生要回答問題，答案可以是開放的，目的是引導學生進行思考。如《探究：植物細胞的吸水和失水》中提出以下問題：選用哪種材料？植物細胞在什么情況下會吸（失）水？選用那種溶液作為外界溶液？植物細胞壁的作用？若無細胞壁時，細胞吸水（失水）后的結果？植物細胞的哪些結構相當于半透膜？怎樣營造外界溶液的濃度小于（大于）細胞內液的濃度？圍繞相關問題進行實驗，通過一系列的設問，可以更好地引導學生去進行探究實驗。然后做好表格記錄相關實驗過程中發現的問題，如吸水和失水時中央液泡的大小變化？原生質層的位置的變化？整個細胞的大小？通過這些問題的比較和分析可以比較準確地得出實驗的相關結論。另外要記錄實驗過程中的一些突發問題，作為老師對探究實驗要有一些突發問題的預案，一旦突發問題發生后要有較好的補救措施。另一方面在教學過程中重視強化這些突發問題的意識，這些突發問題可能會導致實驗結果不準確，通過教學過程的引導，在一定程度上可以減少突發問題的發生率。

然后探究實驗重視的是實驗的過程而不是結果。探究性實驗的思想是著重培養學生的探究性思維過程，讓學生要清楚實驗的思路，從而進行實驗的設計。如《探究：環境因素對光合作用強度的影響》，該實驗耗時較長，實驗現象不是很明顯。像這類實驗，要求學生參照案例中的思路，通過小組討論確定可行的實驗方案，然后按照方案實施相關的實驗，如果未得出相關的結論，要進行分析和反思。

三、培養學生對探究實驗的欲望

學科整合是一個新的教學體系，在教育教學的實踐中沒有現成的模式和經驗可循。在教學過程中加強其他學科的滲透，培養學生的探究欲望。

如《探究：土壤微生物的分解作用》，以“落紅不是無情物，化作春泥更護花”為導入，以“落紅的美麗為線索”從而為該實驗的前期準備而提出相關的問題串。通過什么途徑可化作春泥？為什么更護花？不是無情物體現在哪？要求學生在探究實驗的過程中圍繞這些問題串，將這些問題貫穿于該實驗的過程。另如《探究酵母菌細胞呼吸方式》，首先要清楚酵母菌的細胞呼吸方式，為了探究在有氧和無氧條件下的酵母菌的呼吸類型，要進行相關的實驗操作引導學生聯系化學學科的化學反應的有關實驗裝置，有氧呼吸和無氧呼吸的實驗裝置的比較，怎樣控制有氧和無氧的環境，產生氣體的裝置中的導管遵循“長進短出”的原則，產物的鑒定也根據相應的化合物的化學性質方面入手。再如《探究：酵母菌在培養液中的數量變化》，有關數據的分析，一方面從數學表達式入手，另一方面要繪制有關的曲線圖，結合數學方面的相關知識。《制作DNA雙螺旋結構模型》中從物理知識入手，從考慮結構的穩定性方面，怎樣安排磷酸，脫氧核糖，堿基的位置，通過討論得出哪種結構更合理，從而確定DNA的初步結構。這樣可以更好地激發學生的求知欲望，大幅度提高學生的自信。

以上是筆者從教高中生物十幾年來，在組織探究性實驗方面的一些思考和心得，筆者很清楚自己在教學過程中存在很多的不足之處。筆者在此后的教學過程中進一步進行反思，不斷地提高學生對探究實驗的興趣，充分調動學生對實驗探究的積極性，提高學生對探究實驗的探究能力。