探究在生物实验教学中的作用

韩淑仪

实验，无论是验证性实验或者是探究性实验，都是生物教学过程中不可缺少的一个重要组成部分，实验也是生物教学过程中的一个突出特点，它不仅是生物学教学的重要内容，更是生物学教学的重要方法和手段。因此，在教学过程中，教师不仅要进行理论课的教学，还必须进行实验教学。下面以几个实验案例，谈谈探究在生物实验教学中的作用。

1 发挥探究实验教学 培养学生的动手能力

实验除了具有直观、形象、生动和易于激发学生兴趣之外，还具有一种实践操作的特点，让学生在已学的理论知识的基础上，动手进行实验操作。随着新课程实施的推进，对实验教学提出了更高的要求。特别是探究性实验，它研究的对象是未知的，即是利用所学的知识为前提，去推理和探索一些未知结果的过程，主要目的是考查学生实验设计的能力。

利用实验的特点，培养学生思考的能力。例如，观察洋葱根尖细胞的有丝分裂，除了按实验步骤完成实验过程之外，教师还让学生带着问题引入实验探究。①能认出哪些细胞可能是根中正在分裂的细胞吗？这些细胞和其他部分的细胞有什么区别？②在根细胞核中出现的线状和棒状物是染色体。在几个细胞中观察这种结构。在有丝分裂中染色体发生了什么变化？③有丝分裂是一个连续的过程，根据你画出的彼此不同的细胞简图，尝试按有丝分裂顺序排列各个细胞。这样，学生通过显微镜观察洋葱根尖细胞有丝分裂的过程，根据自己观察的结果作进一步的探究。

利用实验的特点，强化学生的动手能力。例如讲到“有丝分裂过程中染色体形态和数目的规律性变化”时，这一部分知识较为抽象，学生不易理解。为了让学生更易掌握这一部分的知识，教师应充分利用挂图、自制的染色体模型，将教材中染色体抽象的静态过程变为直观的动态过程，让学生在掌握知识的同时，注重以问题带动学生积极思考，教师可简单说明自制教具过程，让学生根据已学的知识，学生自己选材。如：用什么材料代表染色质，用什么材料代表染色体，位置怎么样放才是正确等。学生根据这些问题亲自制作染色质及其教具。不但能让学生掌握了理论知识，还可以强化学生的动手能力。

2 发挥探究模式作用 提升学生自主学习的能力

对于高中生物来说，传统的教学模式，即单纯的讲授，满堂灌的教学模式，虽然可以完成某一部分的知识点的教学工作，但对于学生自主学习能力的培养，还是比较欠缺的。

2.1 尝试引导学生完成课本探究实验

现行高中生物必修1有9个验证性实验，其中有4个探究实验，1个模型建构，这些实验中将探究的各个环节渗透到不同的章节中，让学生在探究的过程中，不仅学习了生物理论知识的操作技能，还能让学生亲身体验科学探究的方法和过程。例如，光合作用的过程是高中生物课程最核心、最重要的学习内容之一，学生在初中已经学习了光合作用的基础知识，到了高中，应让学生更深入地了解光合作用的过程及其探究的历史进程，进一步探究提高光合效率的途径，引导学生讨论，拓展探究。“当光合作用的光反应过程被人为阻断，你认为暗反应会停止吗？反过来，当暗反应过程被人为阻断，你认为光反应会怎么样？”通过分析可以看出，光合作用的光反应与暗反应是相互联系的。而他们之间的联系纽带是ATP和还原性氢。当光反应停止时，暗反应的ATP和还原性氢的来源被阻断，暗反应会停止；反过来，暗反应停止，光反应也会随之停止。因此得出：从光合作用发生的生化反应可以看出，光合作用是一个氧化还原过程。通过学生自主讨论，总结，学生已经具备相应的知识，这时让学生继续探究：光反应与暗反应作为光合作用的不同阶段，它们有什么区别和联系呢？这类问题可由学生自己设计表格并进行分析、讨论，从而培养学生自主学习的能力。

2.2 拓展探究实验提高学生设计能力

在生物实验教学中，教师可以给出实验课题，让学生自己设计实验方案，自己选择实验材料、仪器、试剂等，鼓励学生用不同的方法设计同一个实验课题。例如，酶作为生物催化剂，具有催化剂的特点，在化学反应前后，酶本身不发生变化，那么它和无机催化剂相比，具有哪些不同的特点呢？下面通过表1中的实验来探究。

把实验过程用表格的形式表达出来，学生根据表格中的步骤进行实验探究。实验证明，过氧化氢酶的催化效率比Fe³⁺的催化效率要高很多。事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的107～1013倍。上述实验说明了酶的一个特性——高效性。

另一方面，淀粉可在酶的作用下水解成麦芽糖；蔗糖在酶的作用下水解成葡萄糖和果糖，下面通过表2中的实验来探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的催化水解作用是否相同。

学生根据表格中的步骤实施探究实验的操作。通过观察实验现象、讨论实验结果，得出实验结论。实验证明，淀粉酶只能催化淀粉的水解，不能催化蔗糖的水解，酶的催化作用具有专一性。

这两个实验有一定的难度，所以将实验过程以表格的形式总结出来，让学生根据自己设计的表格当中的步骤来操作，使实验步骤简单明了，达到一定的实验效果，从而提高学生设计实验的能力。

3 以师生互动为前提 展开师生互动式探究

在教学实践过程中，培养学生自主学习，让学生在探究中学，在合作中学，让学生学会探究，乐于探究。新课标强调合作学习，在能力要求中提出学生要分享信息，听取他人的意见，因此要注重培养学生的合作精神、动手能力和创新能力。如讲到“观察各细胞器的形态、结构”时，教师可利用挂图或课件展示细胞质内各种细胞器的图片，指导学生观察各种细胞器的形态、结构，讨论各种细胞器的功能，明确各细胞的功能，帮助学生确定细胞膜、细胞质、细胞核的位置和比例，要求学生根据各细胞器的形态、结构和功能，制作真核细胞三维结构模型。

（1）学生自行组织小组；

（2）讨论构建模型（理论模型或实物模型）；

（3）确定使用的材料用具；

（4）讨论技术难点：

①根据各细胞器的功能，它在细胞质内的分布如何？比例多大？数量怎样？理由是什么？②细胞器结构如何制作？③细胞结构之间如何连接？

（5）确定制作模型的具体方案，小组分工；

（6）模型制作；

（7）检查核对；

（8）表达、交流和评价；

（9）总结。

这个实验要求学生根据观察和推导结果，建立细胞器在细胞中的空间模型，学生需要考虑如何表现各细胞器的形态结构特点，它们在细胞中的数量、大小、比例，以及在细胞中的分布等情况，培养学生的动手能力、空间思维能力、解决问题的能力，加强学生间的交流与合作，帮助学生初步了解生物模型的构建，体会模型搭建的探究过程。

总之，生物实验在生物教学中处于重要地位，实验是检验和考核学生理解和掌握生物学知识的一种有效方法，也是考核学生实验操作技能的最好方法。同时，对强化理解和巩固生物学知识以及提高生物学实验技能都有积极作用。实验培养了学生动手操作的能力，特别是探究性实验，能引发学生学习的兴趣，激发学生的学习潜力，培养学生主动学习、主动探索的能力。endprint