利用“典型探究性实验”培养学生实验探究能力

卢翠芬

生物是一门以实验为基础的学科，失去实验为依托的生物教学，学生将难以学好生物这门学科。由于初、高中生物衔接性很强，若初中生没有打好生物学科基础，必然会直接影响高中生物的教学。因此，从学生的全面发展及长远利益出发，我们应该重视培养学生的实验探究能力，在教学中不断创新，努力提高初中生物实验教学的实效性。下面笔者谈谈几点体会。

一、生物实验教学普遍存在的问题

新人教版初中生物教学大纲要求“重视学生的实验探究能力的培养”。初中生物典型的探究实验有23个，其课时数占实验总课时的45%以上，比重非常大。但由于生物教师师资缺乏，很多学校都是由其他科目的教师来兼任，这样的兼任教师实验技能差，导致实验教学也存在诸多问题：（1）实验的开设率较低，对探究性实验教学无从入手，探究实验一带而过或干脆不做，使做实验沦为讲实验。（2）在探究性实验教学中，没有指导学生去发现问题、提出问题，没有帮助学生根据问题和实验条件去设计实验方案，学生对实验原理知其然但不知其所以然，对已经做过的实验没有留下什么印象。（3）实验结束后，没有指导学生去分析实验成败的原因，使学生不会分析实验中出现的特殊现象，不能对实验数据进行科学处理，仅靠教材中现成的答案填写实验报告。

二、利用“典型探究性实验”培养学生实验探究能力

为了提高生物教学质量，我校生物组进行为期三年的省级教研课题《如何提高农村学生生物实验探究能力》的教研实践活动，利用初中生物典型探究性实验教学，以“研中教，教中研”的实践方式，在实验教学上不断探索，三年来我校生物教学水平得到大幅度提高。下面以几个典型探究性实验教学为例，谈谈我们的几点有效做法。

（一）引学生入探究实验之门，帮助学生形成实验探究的一般思路

【例1】 “探究影响鼠妇生活的非生物因素”实验

这是学生接触的第一个探究实验活动。初中七年级的学生好奇心强，探究兴趣浓，但是由于缺乏探究经验，在刚进行探究性实验的时候，往往会无从入手。因此，在上第一节探究性实验课时，需要教师手把手地引导学生入门：通过巧设问题，按照设疑、质疑、解惑的步骤，让学生带着教师精心设计的问题循序渐进地去体验、感悟科学探究的过程；引导学生去发现问题、提出问题、解决问题，并逐渐形成实验设计方案。在此基础上，去理解实验原理、实验方法和步骤，培养学生的探究意识，提高学生的探究能力。

[探究性实验教学设计]

1.教师引导学生从捕捉鼠妇时所观察到的现象入手，发现问题，提出问题。

教师：同学们在翻开石块或移动花盆时，鼠妇很快爬走了。根据这个现象你们发现什么问题？

学生质疑：为什么鼠妇喜欢在石头或花盆下？翻开石头或花盆的时候鼠妇迅速跑掉，鼠妇是不是怕见光？光会影响鼠妇的分布吗？石头或花盆底下土壤是潮湿的，土壤潮湿情况会影响鼠妇的分布吗？

2.引导学生从可能影响鼠妇的分布因素中选定所要探究的因素，然后根据选定的因素提出问题，假设预计问题的结果。再通过小组思考和讨论完成实验的设计。

（1）哪些因素可能会对鼠妇的生活有影响？你探究的实验因素是什么？

（2）根据你探究的因素可提出什么问题？作出什么假设？

（3）在实验时所用鼠妇的数量大概是多少只？只用1只鼠妇做实验和用20只鼠妇做实验，你认为哪一种方法更能保证结果的准确性？为什么？

（4）在你选定某个因素探究后，对于其他可能影响鼠妇分布的因素，你是怎样处理？如何保证你的实验结果只是因探究的实验因素不同所引起的？

（5）这个实验需要哪些实验设备？怎样有效地使用实验设备？

（6）怎样进行实验才能使实验结果更具科学性？

（7）组内成员如何分工合作才能提高实验效率？

（二）巧设问题情境，激发学生创新思维，让学生感受科学探究的乐趣

【例2】 “种子萌发的环境条件”实验

这个实验的特点是探究活动涉及多个因素。教学中，教师应创设问题情境，有序引导学生进行推理，做到严谨有序、步步深入，不断激发学生的思维，让学生能从众多的因素中，明确实验中需要控制的变量，挑战多个变量的实验设计。让学生从最初的想法慢慢形成完善的实验思路，让后续的探究活动变得水到渠成。通过体验实验探究过程，学生从中领悟探究活动的意义，让学习目标成为一种有力的探究动机。也通过系列的问题导学，让学生在问题讨论、分析中提升思维能力、语言表达能力。同时理清实验思路，使探究活动的思路更清晰、方法更明确、过程更科学，加深学生对控制变量、设计对照实验的原则的理解。

1.引导学生联想农民播种的情形，思考：种子萌发需要哪些环境条件？

学生提出各种因素，如水、空气、阳光、温度、土壤、肥料等。

（小组讨论，让学生结合生活实例证明自己的观点：以上哪些因素是必要的条件？哪些条件是不必要的？）

生1：用黄豆培养豆芽时，要用布盖好遮光。证明种子萌发是不需要阳光的。

生2：发豆芽的时候不需要种在土壤中，证明没有土壤，种子照样可以萌发。

生3：种子的胚乳或子叶中储存有营养，可满足萌发时种子对于营养的需要，所以种子的萌发不需要肥料。

2.通过多个问题引导学生思考讨论，设计科学可行的实验方案：

（1）你最想探究哪一个外界条件对种子萌发的影响？

（2）这个实验需要准备哪些材料、用具？你打算怎么操作？（提醒：实验中要注意的原则）

（3）回顾种子的结构，对实验所选的种子有什么要求？实验组和对照组的种子要求相同吗？除了种子自身条件之外，还需要具备哪些外界条件？

（4）如何控制变量？（温度、水或空气）

（5）除了教材中介绍的控制变量的方法之外，你还有其他做法吗？endprint

（6）需要观察哪些实验现象？什么时候观察实验现象？如何记录观察到的实验现象？

（7）你还有什么新问题？

通过创设问题情境，引导学生用亲身所见所闻的实例证明对“光”和“土壤”的排除，对“肥料”的排除则是用所学的知识来举证的。排除了阳光、土壤和肥料这些不必要的条件，而水、温度和空气是种子萌发的必需条件是大家比较认同的。引导学生用适当的事例证明自己的观点是暗示学生假设需要建立在已有知识和生活经验的基础之上的，让学生意识到“处处留心皆学问”，也有助于提高学生的探究技能，培养学生的科学态度。

（三）引导学生对探究实验进行延伸和拓展，激发学生的创新意识，实现能力的升华

在学生掌握探究实验的一般思路及基本的实验设计方法后，还需要启发学生对生物实验进行延伸和拓展。激发学生独立思考，大胆创新，以实现能力的升华。

【例3】 “唾液淀粉酶对淀粉的消化作用”实验

这个实验的目的是探究唾液淀粉酶对淀粉的消化作用。而引导学生对此实验稍加变化延伸就可变成“探究暴饮暴食引起消化不良的原因”了。把原来注入等量淀粉糊的编号为a、b的2支试管，改为分别各注入1mL和2mL淀粉糊；然后2支试管同时加入2mL唾液。振荡，同样也同时放入约37℃水中恒温保存10秒，再同时取出2支试管冷却；最后向2支试管中各加2滴碘液，观察2支试管内溶液颜色的变化情况。

通过实验我们可以发现，两支试管内溶液颜色的变化有明显的区别：淀粉糊量为2mL的仍然变蓝，而淀粉糊量为1mL的不变蓝。通过上述实验，我们很容易得到结论：唾液能消化淀粉。唾液过少，或与食物没有充分搅拌，都会影响消化，也就证明了暴食暴饮会使食物不能与消化液充分混合，消化液有限，不能消化过多的食物，从而引起消化不良。

又如，在探究“非生物因素对某种动物的影响”这个实验中，由于鼠妇这种小动物外界诸多因素都对它产生影响，不太好控制，因此在教学中我们改用了蚯蚓。蚯蚓对光反应非常敏感，蚯蚓的可控性更强，利用蚯蚓不到1分钟就可以看到明显的效果。因此大大降低了操作难度，缩短了实验时间；而且实验原理、实验装置、操作步骤与教材高度一致，这对于初次接触探究实验的学生是非常重要的。第一次实验的成功体验能够极大地激发学生的探究热情。

总之，农村生物教师要以“典型探究性实验”教学为契机，在帮助学生形成实验思路、掌握设计实验方案方法的基础上，激发学生的思维，让学生善于发现问题、提出问题，并对所涉及的问题和衍生出的问题进行研究，使实验探究具有延展性和增殖性，并在有限的时间和资源下，提高学生的实验探究能力，调动学生思维活动的积极性和自觉性，激发学生的创新意识和创造能力。

参考文献

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[2]黄贞兰.初中生物实验教学的困惑[J].实验探究，2008（12）：127.

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[5]钱维.注重初中生物实验教学提高学生科学素养[J].基础教育论坛，2011（2）：17.

（责任编辑 黄春香）endprint