引导学生从生物实验中亲历科学探究的过程

张利

摘 要： 作者结合教学案例，就引导学生从生物实验中亲历科学探究的过程，最终得出结论。这样获得的知识，印象深刻，理解透彻。同时在学生实验设计的过程中，学生的合作意识、思维能力、科学素养都有不同程度的提高。

关键词： 生物教学 实验设计 探究实验 培养能力

科学探究活动是生物科学学习的中心环节，倡导探究性学习是生物课程标准的重要理念之一，设计并组织好科学探究活动，是课改教师贯彻落实这一课程理念的关键所在。在设计和组织科学探究活动中，我们感到“度”的把握更关键和重要。能否把握好科学探究活动中“度”的问题，不仅关系到课程标准的落实，而且影响到学生参与探究活动的主动性和积极性。科学探究活动的开展，有利于学生学习方式的转变，有利于学生主体性的发挥和创新精神的培养，对培养学生的生物科学素养起到至关重要的作用。下面笔者结合教学案例，就引导学生从生物实验中亲历科学探究的过程谈谈做法。

一、案例呈现

在复习初一生物时，遇到一个练习题：（如图所示）天平两端托盘上的盛水烧杯内各插有1根树枝，且两根树枝的树叶一多一少，开始时天平两端平衡。现将此装置移至光下照射一段时间后，发现天平一侧上升。产生此现象的原因主要是由于植物的（？摇？摇？摇？摇）

图1

A.左侧 蒸腾作用 B.右侧 光合作用

C.左侧 呼吸作用 D.右侧 分解作用

经过激烈争论，学生形成了对立双方：

A方认为：叶片是植物进行蒸腾作用的主要器官，左侧叶片比右侧多，蒸腾作用速率快，植物体散失水分多，所以左侧上升。

B方认为：叶片是植物进行光合作用的主要场所，左侧叶片比右侧多，光合作用速率快，制造的有机物多，所以右侧上升。

正当双方争执不下、互不相让时，在一旁倾听的笔者，觉得这是一个特别值得研究的题目，它涉及了光合作用和蒸腾作用两大领域的知识，要想让学生更好地掌握知识，只有通过亲自试验、得出结论，才能理解透彻、记忆深刻。

这时，笔者灵机一动，说：“真理是在争议中产生的。既然谁也说服不了谁，我们可以通过实验验证同学们的猜想。”同学们一听，热情很高，对实验期待。

根据练习题所提供的信息，同学们讨论后，设计出了实验方案，确定了所需的器材和方法步骤。

二、实验材料与仪器

材料：新鲜带叶的健壮枝条。仪器：托盘天平、烧杯、枝剪。

三、实验方法与步骤

1.将学生分组：将选A和选B的学生分成两组，分别给每一小组配一台托盘天平、两套烧杯、一把枝剪，简要地强调要去除无关变量。

2.学生分组设计实验，每组选取两枝两所带叶片大小都大致相同的健壮枝条（把其中的一个枝条的叶片去掉），分别插入盛等量水的烧杯中，烧杯中滴入植物油，将它们分别放在预先调试好的天平上，再调试平衡。

A、B两组同学，设计出如图所示的实验装置。

图2

将装置放在阳光下，观察天平的平衡状态随时间的推移而发生怎样的变化，发生变化的时间需要多长时间？并填写下表：

大约经过二十分钟后，天平左侧上升。A组同学欢呼雀跃，B组此时却鸦雀无声。笔者提出问题：绿色植物的枝条能不能进行光合作用制造有机物？怎样验证？

A、B两组分别讨论，设计了自己的实验方案，确定了所需的实验器材和方法步骤。

四、探究方案和步骤

（一）A组的设计方案和步骤。

1.把绿色植物的枝条放在黑暗处一昼夜。

2.然后移到阳光下，照射3到4小时。

3.将叶片放在盛有酒精的小烧杯里，再放入大烧杯内隔水加热，叶片逐渐由绿色色变成黄白色。

4.取出叶片，用清水漂洗干净。然后放在培养皿里，向叶片滴加碘液。

5.稍停片刻，用清水洗掉碘酒。观察叶片颜色。

（二）B组的设计方案和步骤。

1.把绿色植物的枝条从清水中取出，用干布把枝条擦净，用电子天平称重。

2.然后移到阳光下，照射3到4小时。

3.再把绿色植物的枝条从清水中取出，用干布把枝条擦净，用电子天平称重。

4.第二次重量减去第一次重量，即为光合作用制造的有机物重量。

五、探究结果

A组：叶片变蓝，说明绿色植物的枝条进行光合作用产生有机物。

B组：第二次重量增加，说明绿色植物的枝条进行光合作用产生有机物。

同学们讨论练习题，做出新解释：在阳光下，绿色植物进行蒸腾作用散失的水分重量远远大于光合作用制造的有机物重量。

六、讨论和总结

这种练习题，没有采用传统的讲解手段，而是采用“争议—提出问题—设计实验—动手做实验—观察记录—得出结论”这一基本程序。在解决问题的过程中，学生由于争议，产生了需求，进而提出了探究问题，根据事先预定的假设，分别设计了实验，然后亲自做实验，通过长时间的观察、记录，最终得出了结论。

笔者让学生亲历科学探究的过程，正如蒙台梭利说：“我听到了，但随后就忘记了：我看到了，也就记得了；我做到了也就理解了。”学生通过自己设计实验，做中学，逐渐体验到了“学以致用”，这样获得的知识，印象深刻，理解透彻。为了让学生更好地掌握知识，根据练习题所提供的信息，设计出了实验方案，确定了所需的器材、方法和步骤；亲自做实验，通过长时间的观察、记录，最终得出了结论。这样获得的知识，印象深刻，理解透彻。同时在设计实验的过程中，学生的合作意识、思维能力、科学素养都有不同程度的提高。

参考文献：

[1]黄小燕.探究性学习在生物教学中的应用初探[J].四川教育，2004（09）.

[2]王小波.生物教学实施科学教育的策略[J].新课程（教师版），2007（09）.

[3]梁松涛.浅谈生物教学中探究性实验模式及其实践[J].教学研究，2010.（12）.