例谈“问题导学”在高中生物教学中的有效应用

方义

本文为课题论文：广东教育学会2017年度教育科研规划小课题：基于“问题导学式”的高中生物课堂教学实践研究（GDXKT9837）

摘要：学生带着探索的问题去学习，思维将会处于活跃、积极的状态，对事物的观察将会更加敏感，想像力更加丰富，有益于排除盲目、被动的学习因素的干扰。在生物实验教学中，教师可以通过“问题导学”，巧妙利用教材实验，引导学生在实验过程中培养发现问题、提出问题和解决问题的能力，形成生物科学素养；还能让学生在自主探究中体验科学探究的方法，培养创新能力和探索精神。教学中如何能巧妙利用教材中的实验通过“问题导学”来培养学生的探究能力呢？

关键词：问题导学；教材实验；培养；探究能力

一、实验前探究——材料巧选择

爱因斯坦说过：“认为用强制和责任感就能增进对观察和探索的兴趣，那是一种严重的错误。”如果学生只会按照教材要求按部就班、循规蹈矩的做实验，就会失去造新意识和造新能力培养的机会。学生在掌握了基本实验操作后，教师启发并鼓励学生去采用与教材不同的实验材料、实验方法来完成实验。教材中的实验都已经告知了实验材料，但是利用这些材料有什么优点，有没有更好的替代材料？在实验前引导学生对这些问题进行探究，有利于学生提高实验的兴趣。比如还原性糖的鉴定中，利用的是苹果或梨的果肉组织，绿叶中也有还原性糖，能不能用绿叶取代？为什么？蛋白质的鉴定可以选用豆浆做实验材料，将豆浆煮沸后过滤，能不能做还原性糖鉴定的原料呢？这些问题既可以让学生思考，也可以让学生通过实验验证来得出答案。再比如，笔者对“DNA 的粗提取与鉴定”实验采用逆推的教学模式，即先告诉学生实验原理和实验结论，再让学生推导出实验所用材料，取得了较好的效果。下面是教学过程片断：

师：本实验第一个目的是得到DNA ，DNA 主要分布在什么地方？

生：细胞核。

师：是选用植物细胞还是动物细胞，为什么？

生：植物细胞有细胞壁，不易破碎，选用动物细胞较好。

师：选择动物的何种细胞相对较好呢？

生：动物的血细胞易分开，可以选用鸡的血细胞。

师：能不能选用家兔的血细胞？为什么？

生：不能，家兔是哺乳动物，红细胞没有细胞核和线粒体，没有DNA。

师：让血细胞破裂使用什么方法？ 原理是什么？

生：加入清水让血细胞吸水涨破，原理是渗透作用。

……

教材中的大部分實验都可以使用这种“问题导学”的教学方式，这样不仅能够让学生彻底了解实验材料的选择，还培养了学生的探究能力。

二、实验中探究——能力重培养

在学生实验操作过程中，教师应该再以下几个方面下工夫：①设法增加探究内容，鼓励学生对原有实验步骤做必要的修改或自行设计实验步骤；还应该尽可能地向学生提出一些富有启发性的问题，让学生通过实验去探究、思考和解决；③启发并引导学生认真分析实验的每一步骤，对异常或不明显的现象要探究其原因。学生就能发现有价值的信息，提炼出很有创意的问题，如《影响酶活性的条件》学生通过思考提出了许多的问题：（1）“能用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响？（2）“高温和低温对酶活性的影响是一样的吗？高温会不会使酶失活？低温呢？”（3）“多高的温度会使酶失活呢？如何确定出这个温度？”，（4）“使酶活性达到最高的最适温度到底是多少？”由此看出，学生对于温度影响酶活性地探究并不是“浅尝则止”，而是“渐入佳境”了，提出的问题探究价值也越来越高。这样处理，不仅增加了实验的深度，同时也激发了学生的探究性学习的兴趣，有效地培养了学生的探究能力。

三、实验内容探究——教材实验巧变化

1.借“题”发挥，起“死”回“生” 如果实验过程全按照书本上的操作要求，由教师先演示一遍，然后要求学生再照着做一遍。这种实验安排对于教学有好的一面，比如：目的明确，实验步骤规范，结果易于预料和控制，使学生容易在短时间内完成，教师在指导做实验时，也比较容易。但它也有不利于教学的一面，主要是束缚了学生的思维，尤其是创造性思维，而且事先知道了结果的实验，会使学生的兴趣全无，对于教师而言，也容易使思想变僵化，使生动有趣的“生”物知识变成乏味无聊的“死”物知识。针对这一问题，在以后的教学中我对此作了改进。例如，书本上的关于“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验，首先，先安排实验后讲植物对水分的吸收和利用；其次，将书本上的这个验证性实验改成了带有探究性的实验，其中增加了蔗糖溶液的种类，准备了三种：0.1g/ml、0.3g/ml、0.5g/ml。让学生做对比实验，并要求学生在实验过程中注意观察和记录选用不同浓度的蔗糖溶液所发生的质壁分离和滴加清水后质壁分离复原所用的时间以及液泡体积和颜色等变化，并让他们分析思考实验过程中观察到的各种现象产生的原因。在实验过程中，给学生提出以下问题：为什么用0.1g/ml的蔗糖溶液比用0.3g/ml、0.5g/ml的蔗糖溶液质壁分离得慢？用0.5g/ml的蔗糖溶液质壁分离复原为什么迟迟不能发生？质壁分离过程中为什么液泡逐变小颜色由浅变深？质壁分离复原过程中为什么液泡逐变大颜色由深变浅？实验后，让学生对提出的问题充分讨论，教师作适当的指导，最终他们认识到：质壁分离和质壁分离复原发生的基本条件是活的、具有大液泡的植物细胞。细胞吸水还是失水取决于细胞内外的浓度差，当外界溶液浓度大于植物细胞液的浓度时，植物细胞就通过渗透作用失水，可发生质壁分离，分离速度和浓度差成正比；在0.5g/ml的蔗糖溶液处理后产生质壁分离的细胞由于失水过多会使细胞死亡，不会发生质壁分离复原。对于失水中的细胞来说，液泡的颜色由浅变深，是由于色素分子不能通过液泡膜，随着液泡体积的变小，色素分子的含量相对增加所致。在上述的基础上，接着再给学生提出问题：能不能测定一个植物组织的平均细胞液浓度？说出你的实验思路。这样一方面使学生更加充分理解课本的知识，又培养了学生处理探究实验的能力。

2.发现问题，改进方法 实验中有很多现象并不象预设的一样，对新生成的实验问题，学生不能根据现象作出结论判断，教师通过交流评价环节，让学生展开激烈的讨论，每一个学生都参与实验分析，通过层层分析，步步推进，学生对问题的认识逐步深入，然后提出新问题，并且自主设计新的实验进一步探究解决，作出合理的解释。如有一组学生在探究用淀粉酶探究PH值对酶活性影响时，观察到淀粉酶在碱性条件下溶液遇碘不变蓝。实验出现的“意外”是否说明“淀粉酶在碱性条件下活性很高”呢？该组同学为了找出原因，积极展开了进一步的探究；首先，从实验结果溶液不变蓝，提出第一个新的设想：“试管中的淀粉被完全分解了吗？”他们改用斐林试剂检测，并没有观察到砖红色沉淀，得出结论：“淀粉没有被分解”。那么是什么原因阻止了淀粉和碘液的显色反应呢？考虑到加HCl与加NaOH实验组之间唯一区别在于pH值不同，该组同学提出第二个设想：“碘液在碱性条件下可以和淀粉反应？”他们先往该试管的溶液中加入1mLHCl溶液用以中和NaOH溶液，再滴加碘液，此时溶液变为深蓝色。于是实验出现“意外”的原因终于大白了，是检测的試剂选择不当，碘液会与NaOH反应，本实验应该选择斐林试剂进行检测比较合适。

有效的质疑和探究活动可以使人的智力不断得到改造、改组，并重构自己的知识结构和认识结构。通过边质疑、边探究、边总结的方法，可以使学生的认知结构更趋合理化和先进化。一堂实验课，有时尽管只解决一个问题，但也是学生通过探究后得到答案，使生物实验在培养学生动手能力的同时更是培养了学生的动脑创新意识。

3.实验结果探究——实验现象细分析 实验现象的分析是实验教学的重要组成部分，也是探究实验的一个重要的组成部分，重视结果而不重视分析结果，重视对成功实验的肯定，而不重视对实验中失败原因的查找，都不利于学生实验探究能力的提高。例如，在观察植物有丝分裂的实验中，在显微镜的某个视野中，要让学生分析看到的细胞多数为处于间期的细胞，这能够说明什么问题？在质壁分离和复原的实验中要让学生了解液泡的体积大小的变化和颜色的变化，分析这些变化能够得出哪些结论？当然正确的实验结果非常容易得出正确的结论，但是学生在实际操作的过程中往往会不经意间出现一些错误，导致实验现象和正常现象有差别，教师应该引导学生分析实验过程，找出异常现象发生的原因。比如在“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”实验中，有的学生得到的实验现象是1号（加入的是淀粉液）和2号（加入的是蔗糖液）试管的液体都出现砖红色现象，学生不理解，认为他的操作都是根据课本的要求做的，实验结果应该是正确的。我们当然不能根据这个现象推断淀粉酶液能够催化蔗糖的水解。老师应指导学生展开讨论分析其中的可能原因，经过激烈的讨论，大家认为可能有以下几方面原因：①实验前试管没有彻底清洗干净，会含有上次实验残留的还原糖；②蔗糖长期储存，表面的部分会被分解成还原糖；③滴加淀粉液后没有换滴管，直接滴加蔗糖液，会使蔗糖液中含有少量淀粉液，被催化分解成还原糖。④没有正确的分组和编号，导致错拿了试管。这样引导学生正确的分析实验现象，能够使学生了解规范实验操作的重要性以及多次重复实验的意义，提高学生的实验探究能力。

综上所述，培养学生创探究能力应该从生物实验训练入手，通过“问题导学”让学生充分感受和体验实验的价值和作用，不断地提高实验方案设计能力，着力地促进实验探究能力的发展，使学生在过程体验中获得研究方法和实验能力的发展，获得情感态度和价值观的提升，从而提高学生的创新探究能力。陶行知曾经说过：“解放孩子的头脑，使之能想；解放孩子的双手，使之能干；解放孩子的眼睛，使之能看；解放孩子的嘴巴，使之能讲；解放孩子的时间，使之能学自己渴望学习的东西。”我想“解放孩子们的学习，就应该使之会学习、会探究”，就要让他们的双手在课堂上动起来，让他们的眼睛在课堂上能够亮起来，让他们的嘴巴在课堂上能够响起来！充分的调动学生的各种感官，在眼观、手做、嘴讲的同时还怕脑子不思考吗？只要脑子思考，我们的目的自然就达到了——通过实验培养了他们的探究能力和发散思维。总之，教师更应该不断更新教学观念，不断让新的思想渗透到课堂教学，不断去尝试新的教学模式，使学生的个性在自主探究的学习过程中得到充分的发展。

作者简介：方 义 ，广东省肇庆市怀集县红旗南路怀集一中

（作者单位：广东省肇庆市怀集县第一中学 526400）