例談高中生物探究性實驗教學的實施路徑

皋蘭縣第一中學

一、高中生物探究性實驗教學的現狀

隨著新課程改革的深入，實驗在高中生物教學中的地位和作用越來越突出，通過對我縣高中生物實驗教學的調查，發現當前生物探究性實驗教學中存在很多問題，一是由于農村學校資源有限等原因，導致實驗課大多都是教師講述或者視頻實驗；二是教師的確已經認識到探究性實驗的重要性，然而在實驗教學活動中設計不科學、組織不到位；三是學生分不清探究性實驗與驗證性實驗，尤其對實驗的設計思路更是一頭霧水；四是學生的實驗操作技能差，直接影響實驗教學效果。想要改變目前的現狀，教師任重而道遠。在具體的實驗教學中，首先要優化實驗教學目標，其次要優化實驗教學模式，巧妙安排教學過程。這才能有效提高生物實驗教學質量，提高學生科學素養。

二、探究性實驗教學的方法和過程

1.明確是探究性實驗還是驗證性實驗。往往在實驗目的中找出具體的字眼，比如，①探究CO2濃度對光合作用的影響；②探究影響光合作用的因素都是探究性實驗。再如，驗證pH對酶活性的影響是驗證性實驗。

2.明確目的原理。弄清該實驗要求解決什么問題，可能要用到什么原理。

3.確定實驗思路。根據原理對實驗作出假設，并對可能產生的現象作出預測，充分利用實驗材料設計實驗思路。不僅要明確實驗組如何處理（經過自變量處理——加自變量或者減自變量），對照組又如何處理（不經過自變量處理，目的排除無關變量對實驗結果的影響），還要根據指標統計結果或說明的問題。如，探究甲狀腺激素對小鼠生長發育的影響實驗，其中自變量甲狀腺激素，因變量小鼠的生長發育，觀測指標體重。實驗設計方案一：實驗組注射一定量的甲狀腺激素，對照組注射等量的生理鹽水；方案二：實驗組手術切除甲狀腺，對照組為假手術。兩種方案均預測小鼠體重。再如，為探究可可堿影響種子發芽率的可能原因，某同學提出假設：可可堿會降低種子中赤霉素的水平。現欲通過實驗檢驗上述假設，請寫出實驗設計的基本思路：________。我們給出的答案是：以不同濃度的可可堿處理鬼針草種子，一段時間后測定各組種子中赤霉素的含量，分析可可堿濃度與赤霉素含量的關系。這一環節是探究性實驗中的重點和難點，只有明確了如何設計實驗，我們才能解決實驗中的一系列問題。

4.設計實驗步驟并進行實驗。要注意的是實驗中給定的試劑和材料要充分利用，一般不允許自己隨意增加試劑和材料。（1）取材分組編號。①取材應當注意等量原則排除無關變量(常見術語：生長狀況一致、健康、同等質量、體積、潔凈、新鮮等)；②分組應當隨機、均分若干組；③組數的確定研究最適、最佳值：至少為三組，如探究CO2是不是光合作用的原料（分2組）。（2）控制相關變量。實驗組：施加自變量；對照組：做等量的平衡無關變量的處理。（3）遵循單一變量原則，同時要確保實驗的順利進行，且避免對實驗因素的干擾。①生物材料要相同，即所用生物材料的數量、質量、長度、體積、來源和生理狀況等方面要盡量相同或至少大致相同；②實驗器具要相同，即試管、燒杯、水槽、廣口瓶等器具的大小、型號、潔凈度等要完全一樣；③實驗試劑要相同，即試劑的成分、濃度、體積要相同，尤其要注意體積上等量的問題；④處理方法要相同，保溫或冷卻，光照或黑暗；攪拌或振蕩都要一致。有時盡管看起來某種處理對對照實驗來說，似乎是毫無意義的，但還是要作同樣的處理。

5.記錄現象數據檢測、觀察、統計、比較。找出具體的觀察和記錄對象，觀察、記錄、統計、比較實驗數據和現象。如果實驗現象是隱蔽的，必須找出具體的檢測方法，以顯現實驗結果，便于觀察。

6.分析得出結論。 根據觀察到的現象和記錄的數據，歸納出一般性判斷，可用文字、圖表、繪圖等方法作簡單總結。

7.交流評價。實驗中有很多現象并不像預設的一樣，會出現新生成的實驗問題，學生不能根據現象作出結論判斷，此時我們可通過交流評價環節，讓學生展開激烈的討論，每一個學生都參與實驗分析，通過層層分析，步步推進，學生對問題的認識逐步深入，然后提出新問題，并且自主設計新的實驗進一步探究解決，作出合理解釋。

生物實驗教學要想有所突破，學生的生物素養要想有所提高，探究性實驗教學迫在眉睫。實驗中我們一定要明確實驗教學目標，明確目標才能提高實驗教學效率，才可以規范教師的實驗教學行為，清楚實驗教學過程才可以順利地進行實驗課，才可以改進學生的學習方式。為此，讓我們共同努力、共同探索實驗教學的規律和策略。