在生物实验课中渗入研究性学习

吴庆丹

摘 要： 在生物教学中开展研究性学习是可能的，也是必要的。而生物实验课教学，无疑是最好的切入点。从在生物实验课堂中采用研究式教学的效果看，它改变了学生传统接受式的学习方式，使学生在研究性学习中激发学习兴趣，增强学习效果，提高学习能力，促进师生关系的改善。

关键词： 生物教学 生物实验教学 研究性教学

新一轮课程改革的核心是建立能充分调动学生主体性的学习方式，研究性学习就是这样的一种学习方式。在普通中学课程中，基础型课程是核心和重点，是全体中学生都必须学习和掌握的。

生物学是一门以实验为基础的研究生命现象活动规律的科学，按照现代认知心理学，可以把生物学知识分为发陈述性知识和程序性知识两大类。陈述性知识是有关“是什么”的知识，如名称、概念、事实等，这类知识通过教师的讲解就可能掌握，不适合学生探究或发现，直接告诉学生即可。程序性知识是有关“为什么”和“怎么办”的知识，主要涉及对概念、规律、原理的理解和应用，以及解决问题的技能、方法、策略的形成，单靠讲解的方式很难为学生所掌握，只能通过学习亲身参与、探究或实践才能被体验或内化。因此，这类知识更适合通过研究性学习方式掌握。由此可见，研究性学习方式在生物学科课程中是有其特定的对象或内容的。因此，在生物教学中开展研究性学习是可能的，也是必要的。而生物实验课教学，无疑是最好的切入点。

观察和实验是生物科学基本的研究方法，应千方百计地创造条件，开足分组实验，做好演示实验。重视实验不仅要重视验证性实验，更要重视探索性实验；不仅要重视实验结果，更要重视实验过程的分析。生物学作为一门实验学科，在实验教学中渗入研究性学习是必要的。

例如，实验《植物的向性运动的实验设计和观察》是生物教材中的一个探究性实验，课本上没有现成的实验方法和步骤可以参与，所有的实验方案都要学生自己设计完成，这种开放性、灵活性、探究性的实验更有利于开展研究性学习。上课时，我发给学生每人一张实验设计的表格，内容包括实验题目、目的要求、材料用具、实验假设、实验预期、方法步骤、实验记录、结果和结论等。并向学生说明一个比较完整的实验方案应该包括哪些内容，使学生在设计实验时有据可依，然后在大屏幕打出以前所学过的某个实验过程的示意图，提出启发问题：请你结合从已做过的某个实验中受到的启发，总结实验设计应遵循哪些原则？

学生要设计实验必须明确实验设计所要遵循的原则，虽然在以前的教学过程中有所渗透，但并不全面。在教学中教师不要直接告诉学生这些原则是什么，而是提出上述启发性问题，目的是使学生运用创造性思维中的类比思考策略，通过已知实验与当前所要解决的问题之间的相似关系受到启发，自己分析类推出实验设计所要遵循的原则。学生通过分析对比懂得对照的原则、单一变量的原则，懂得如何选择适宜的实验材料，做到可操作和可观测。学生通过这种方法所掌握的实验设计原则不仅容易理解，而且运用起来得心应手。随后采用小组合作学习和研究性学习的方式，按照尊重学生个性发展的需要，给予学生适当的选择的权利，允许学生自由结合并选择此实验的某一个子课题，每个小组用大约十分钟的时间共同完成初步的实验设计方案，并将草图画在实验设计的表格中。接着采取答辩的方式，请若干个小组的代表汇报自己的实验设计方案，由全班同学提问、评价，使方案不断完善。例如，第一组设计的是利用海棠证明根的向肥性，答辩的内容包括：所用材料生长的快慢、所施肥料的种类和浓度、如何记录和观测等。第二组设计的是利用种子的幼苗证明茎的向光性，讨论的内容包话：如何排除其他因素的影响、有无对照组等。在这个过程中教师不能表现自己的权威，做出硬性要求和评价，不能把自己的观点强加给学生，以达到控制课堂的目的，对各组提出的各种方案暂不作任何评价，鼓励自由思考，标新立异，语出惊人，既重视实验设计的质量又重视实验设计的数量，鼓励“锦上添花”，改进或整合他人的设计思路。

又如《叶绿体中色素的提取和分离》这个实验是用丙酮提取叶绿体中的色素，因为叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂中，并且在提取色素时要加入少许碳酸钙，是为了防止在研磨时叶绿体中的色素受到破坏，因为在研磨过程细胞中的膜结构破坏，原来彼此不相接触的各种物质相混合，一些有机酸会破坏叶绿体中色素的结构和颜色，影响实验结果。为了加深学生对这些相关知识的理解，我引导学生设计了以下实验：

分别在A、B、C三个研钵中加三克剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按下表所示添加试剂：

学生经过研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液：A是黄绿色（或褐色），B几乎无色，C是深绿色。然后我进一步组织学生讨论出现上述现象的原因是什么。

其实在生物教学中，有很多教学内容适合拓展为研究性学习的内容，在不破坏学科知识逻辑性和系统性的同时，可在学科教学中适当穿插一些与学科教学内容有关的专题实验探究活动，鼓励学生从现实生活中选择与学科内容有关的问题进行研究，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

例如有关部门从环保角度提出减少一次性筷子的生产和使用，那么一次性筷子的卫生状况又如何呢？能不能从人体健康的角度研究，为有关政策提供某些支持呢？在教师的引导下，《关于一次性筷子卫生状况的调查研究》这一研究性课题很快确立起来。学生从市场摊贩那里取来一次性筷子，又从家里带来筷子和勺，把这些餐具分为不洗、冷水洗、开水烫几个对照组，在无菌培养基上培养，定期观察菌落的数目和生长情况，根据菌落的特征对它们进行初步的鉴定，有一些没有把握的还专门请教这方面的专家。最后通过对实验结果的分析，证明一次性筷子存在严重的卫生隐患。像这个贴近学生生活实际而又简便易行的研究性课题，有助于培养学生能力。

通过多年来的生物实验教学的实践与研究，从在生物实验课堂中采用研究式教学的效果看，它改变了学生传统的接受式的学习方式，使学生在研究性学习中激发学习兴趣，增强学习效果，提高学习能力，促进师生关系的改善。在今后的时间里，我会根据实际发现的问题，进一步评价反思，改进和修正教学工作，设计下一次的行动方案，逐步深入探讨在实验课中开展研究性学习的有效途径，以及研究性学习对改变学生的学习方式所产生的深刻影响。

当然不得不提的是，探究性学习能够在开放的环境中培养学生的创新精神和实践能力，但是由于要费大量时间和精力，因此在现有条件下，只能在教学中少而精地设计一些研究课题，通常一个学期安排一到两个就可以。

参考文献：

[1]文新华.关于研究性学习的研究.

[2]张大钧主编.教学心理学.西南师范大学出版社.

[3]邓志伟.研究性学习的适用性分析.

[4]霍益萍.研究性学习：实验与探索.