高中生物教材实验与探究性学习的整合研究

盖亚美

摘 要：探究性实验活动可以更加有效地辅助教师培养学生的自主学习能力、提高学生的生物科学素养和创新能力。然而，目前很多教师对高中生物教材中实验的讲解多为传统的“照本宣科”，对教材中实验的内涵挖掘不够，时常停留在实验内容表面。对探究性学习与教材中探究性实验、验证性实验内容进行多角度的探索与整合，力求给予学生更多的学习空间，让学生感受到主动探究、主动发现的魅力，丰富其生物学习的体验。

关键词：高中生物；探究性学习；教材实验

一、前言

生物学是一门以实验为基础的自然科学，人们对生物学科钻研的重要方法就是开展生物实验，离开实验，生物学就如同无源之水、无本之木。但由于面临高考，教师的授课压力较大，传统的“照本宣科”的实验教学方式仍然屡见不鲜，这显然阻碍了学生创新能力的发展，也无法达到应有的教学效果。作为教师，应结合生物学科的特点，积极探索适合新课程改革的学生学习方式，加强对学生学习方式的指导，充分发挥学生的潜能。

建构主义学习理论提出：由教师向学生简单的知识传递过程不能称为学习，被动的接受、吸收信息的人不能称为学习者，而主动建构信息的人才是学习者。《普通高中生物课程标准》关于课程的基本理念中也提到要倡导探究性学习。探究性学习是一种积极的学习过程，是学生围绕一定的问题、文本或材料，在教师的帮助或支持下自主寻求答案、自主建构意义或理解、自主寻求所需信息，自己主动探索问题的一种学习方式，其对培养学生的创新能力至关重要。在近几年的高中生物实验教学中，笔者针对教材中原本的实验内容加以改进，挖掘了一些可以进行进一步探究的知识切入点，为学生创设了更多的探究性学习的情境。让学生在理解实验原理、遵循基本的实验操作程的基础上进行探究性学习，加强对典型实验的理解与掌握。

二、高中生物教材实验与探究性学习的整合研究的建议

为了更好地将探究性学习与高中课堂实验教学有机地进行整合，笔者从教材文本出发，带领学生充分挖掘教材信息，对典型的教材实验进行探究性思考，力求打破传统的教学模式，提高高中生物课堂实验教学的有效性，提升学生的探究能力与创新

能力。

（一）全面而辩证地了解与学习生物科学史中的探究思想

科学家的科学探究离不开实验设计，教师应利用科学发展史中的经典实验，充分地把科学家独到的科学思想和方法渗透到知识传授中，启迪学生领会科学方法，并将其运用到实际的实验设计中。此外，要用探究性学习的思维方式对科学史中涉及的实验进行斟酌、推敲，如在实验“生长素的发现过程”——“温特的琼脂块实验”中，将切下的燕麦胚芽鞘尖端放在琼脂块上，几小时后移去尖端，将琼脂切成小块。再将经过处理的琼脂块放在切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧，结果胚芽鞘会向对侧弯曲生长。此时，启发学生“如果实验只到这里得出结论：胚芽鞘尖端能够产生促进尖端下部生长的物质是否严谨？”由于经过长期的探究性学习的锻炼，很多学生会很容易想到：因为胚芽鞘的下端同时还接触了琼脂块，所以也有可能促进生长是由于琼脂块的作用，所以必须增加一组放置没有接触过胚芽鞘尖端琼脂块的实验作为对照组，从而排除琼脂块的影响。在前人经典实验的基础上加以改进与完善不失为启发学生探究性思维的有效途径。

（二）探究性学习在探究性实验中的应用优化

针对高中生物教材中的探究性实验，作为教师，不妨引导学生在原有实验的基础上挖掘新的实验探究点，训练学生运用科学的思维模式来处理各种问题的能力，使学生有能力去发现和挖掘有价值的信息，提炼出很有意义的问题。如“影响酶活性的条件”实验中学生通过思考提出了“高温和低温是否都会使酶失活？”“多高的温度会使酶失活呢？如何确定这个温度？”由此看出，学生对于温度影响酶活性的探究并不是“浅尝则止”，提出的问题的研究价值和探究价值也越来越高。这样学生在实验中充分发挥了自己的主观能动性，积极思考，培养了学生的动手能力，提高了学生的实践能力。

此外，学生也会通过思考对教材中探究性实验提出更严谨有效的设计思路，如必修一中实验“测定植物生长所必需的矿质元素”中，在完全营养液中，植物生长发育正常，当除去某一矿质元素后，植物的生长发育出现异常，如果此时便得出结论除去的这种元素影响了植物的生长发育，所以它是植物必需的矿质元素，就不够严密。此处可引导学生对实验进行补充，有的学生会说到“因为导致植物生长发育不正常的因素较多，只考虑除去的这一矿质元素不够全面，并不能完全排除其他因素的影响。而当在营养液中补充这种矿质元素后，植物的生长发育又恢复为正常的状态时，再得出以上结论，就严密而科学了。”

（三）探究性学习应用于验证性实验的探索

学生在进行验证性实验前已经知道了实验的结果，这便很难引起学生的学习热情和兴趣。教师不妨改变传统的实验学习方式，合理地选择探究内容切入点。如实验“生物组织中还原糖、脂肪、蛋白質的鉴定”是一个典型的验证性实验。通常教师进行该部分的教学时，总是先讲鉴定生物组织中这三大类营养物质的基本方法以及基本原理，然后让学生再动手进行实验。这样一来，学生只是充当了知识的接受者，形成极其被动的学习方式，缺乏积极思考和主动参与。如果将此实验设计成探究性实验，将大大提高学生的学习兴趣和参与热情。由于该实验中实验材料的选择非常多样，单脂肪的鉴定除了花生子叶，还可以选择洋葱根尖、小麦和大豆种子等，从实验材料出发，通过比较探究，学生可以发现哪种材料效果最优并能通过思考分析其原因。抑或将实验改为“探究常见食物中的化合物成份”，然后，设问：“食物中可能有哪些化合物呢？”“你对食物中的哪些化合物感兴趣？”学生看到这些问题总是纷纷各抒己见，课堂气氛更加活跃。学生的思路打开了，创新思维才能得以有效激发，也为下一步实验操作打下良好的基础。

此外，也可从实验中出现的异常情况出发设计探究性实验，如“绿叶中色素的提取和分离”实验中可能会出现滤纸条上未分离出四条色素带、色素带宽窄与实验预期不同等与实验预期结果存在较大差异的现象。教师只是对出现偏差的原因进行简单的解释，学生的理解必然不深，甚至可能会出现认知的错误。这时不妨把这一问题反交给学生自主探究，这样能够更好地锻炼学生的实验技能和分析、探究能力。

三、结语

探究性实验活动是培养学生学习能力、提高学生生物科学素养重要而有效的活动，教师应该为学生提供充分的进行探究性实验的机会，使他们在自主探究的过程中真正理解和掌握生物学知识，同时使他们的思维水平、科学探究能力得到提高。诚然，不是所有高中生物实验的教学内容都适合进行探究性学习，教师并不需要探究高中生物实验中的全部知识点，教师可以根据学生的特征，找到可进行探究性学习的切入点，挑选适合学生进行探究的部分实验内容，开展不同类型的探究活动进行合理的教学。将探究性学习与实验教学相结合的教学方式，给予学生更多的学习空间，使学生明确感到自己在课堂教学中地位的改变，从以前单纯的知识接受者变为实际教学的参与者，甚至主导者，这将大大激发学生的学习动力，有利于我们培养出具有自主创新意识的顺应时代发展的高素质人才。

参考文献：

[1]王桔红，马瑞君.新课程背景下粤东地区高中生物实验教学现状调查与思考[J].教育与教学研究，2014，28（5）：110.

[2]狄瑞环.关于高中生物教学中的实验教学[J].教育科学，2013（2）：179.

编辑 高 琼