质壁分离探究教学的思考

陶言伟

摘要：探究教学理论的代表人物有美国教育学家萨其曼、施瓦布和加涅等人。他们从不同角度论证了教学过程中“探究教学"的重要性。萨其曼（美国伊利诺大学探究训练研究所所长J.R.Suchman）注重实践，主张“探究方法的训练"模式，重点是帮助学生认清事实，建立正确的科学概念，并形成假设以解释新接触到的现象或事物。施瓦布则试图以“科学的结构"和“科学的结构是不断变化的"为前提，从理论方面揭示探究过程的本质及其特性；并力图在教学中引进现代科学的成果，使学生把握学科的结构，体验作为探究的学习。加涅（美国教育心理学家）在“探究理论"的基础上，研究了构成学习的前提条件。

此外，布鲁纳倡导的“发现学习"（discovery learn-ing）与探究教学几乎同时产生，有许多相近之处。美国教育家兰.本达女士教学法 “探究—研讨”在对感知材料的认识上与探究教学有异曲同工之处。

关键词：探究教学；细胞的吸水和失水；探究能力

笔者认为探究教学是指在教师引导下，学生主动参与到发现问题，寻找答案的过程中，以培养学生解决问题能力为主体的教学活动。植物细胞的失水和吸水是高中学生遇到的一个探究教学课题，为了进一步培养学生的探究能力，本人在教学中尝试了几种方法，现举一例和同仁商榷，并小结如下：

1.探究教学的结构：

观察现象——发现问题——收集资料——处理与解释资料——问题解决

关于细胞的吸水和失水，教材首先根据已有知识，观察、分析水分进出哺乳动物红细胞的现象，认识到细胞膜相当于半透膜，吸水或失水取决于细胞内外的浓度差。植物细胞因为外有细胞壁，内有液泡，其吸水和失水的情况复杂的多。为此，教材安排了一项探究活动“探究——植物细胞的吸水和失水”。这项“探究”与以往教材中的实验“观察植物细胞的质壁分离和复原”内容相近，却又有着重要区别。以往教材中这项实验，重在知识的验证和实验的操作，因此在“实验原理”中将原生质层和细胞壁的特性，植物细胞在什么条件下吸水，什么条件下失水讲的清清楚楚。本节的这项探究，则是让学生通过探究活动自主发现原生质层是否相当于一层半透膜，细胞壁对水分进出细胞有没有影响等问题的答案。由于这是必修课中的第一个“探究”，学生在如何提出问题，作出假设和设计实验等环节都还缺乏训练，因此对这一节的教学每位教师都想尽办法试图要学生初步学会探究，为以后的探究教学打下坚实的基础。

2.了解实验探究背景，论证探究可行性

“研究植物细胞吸水的原理”的实验目的是为了验证细胞吸水和失水的原理：当外界溶液的浓度比细胞液浓度大时，水就会从液泡中渗出到细胞外引起细胞失水；相反，当外界溶液的浓度比细胞液的浓度小時，水就能从外界溶液进入液泡中，引起细胞吸水。教材在讲述这一原理时，如果按以下实验进行的：用两只烧杯，一杯装入清水，一杯装入浓盐水，各放入质量相等的白菜叶柄切块。大约20min后，取出叶柄，分别称量它们的质量，结果发现，放在清水中的一份质量增加，放在盐水中的一份质量减少。从而得出结论：植物吸水和外界溶液浓度有关，外界溶液浓度大时，植物失水。外界溶液浓度小时，植物吸水。这个实验是属于典型的验证性实验，而验证性实验不利于学生科学思维和创新能力的培养。学生很容易得出错误的结论：从以上实验可得出叶柄质量的增减是与清水中是否含盐有关，有盐的叶柄质量肯定减少，无盐的叶柄质量肯定增加。不能将"质量的增减"与"浓度"联系起来，这点恰恰暴露出教材的不足，不利于学生获取知识及科学探究能力的培养。

课本把这一节课作为生物实验探究教学来上，更有利于学生综合素质的提高。但没有提出具体的方法，笔者通过实践检验，下列方法比较可行：

3.对学生的探究能力充满信心，有助于探究意识的培养

相信学生，使其树立自信心，保持好奇心，饶有兴趣地去探索，学生会快乐地学习，你的教学过程也会更有乐趣。我尝试让学生自己选取感兴趣、可操作性强的知识点，哪怕是非常简单的。自己确定实验目的，设计实验过程，评价实验结果。如有一课外兴趣小组同学选取了“植物的营养繁殖”这一内容，对实验过程中植物的选材（菊、月季、玉树、牡丹等）、茎叶的剪取方法、水分的控制、温度的调节、实验时间、观察周期等写得科学严谨，详尽有致。还设计了一份实验观察记录单。学生告诉我，整个实验计划书，是几位同学根据自身的经验和书本的理论共同讨论，反复实践的才逐步完善的。还说，越是失败了，越想重新再来，我们相信自己总会成功。看来挫折也能激发学生的探究意识，培养了学生自尊自信、团结协作，勇于开拓，乐于思考的创新人格。

还有的学生自主地对同一知识点设计不同的实验方案，如有一位学生对光合作用吸收二氧化碳，放出氧气设计了四套实验方法，最后殊途同归。这种发散性活动，呈点放射状，拓宽了学生的学习思路、空间，打开了智慧之门，养成大胆追求，主动探究的精神。老师的信任，让学生更有自信，在探究性的活动中，愉快地完成了从感性认识到理性认识的飞跃。通过探究性活动，使学生的探究意识得以表达，激励学生追求探究、推崇探究、乐于探究。

又如在学习了细胞的吸水和放水后，有学生问为什么生活在海洋中的生物，它们的味道是淡的，而且它们不会发生因为海水浓度比细胞浓度大而细胞放水；生活在淡水中的生物不会发生细胞吸水。学生的这一问题具有一定的研究性、创造性，学生敢于质疑，敢于跳出有限的知识范围 ，这说明学生的探究精神和探究能力。我没有把问题解决在当时，而是鼓励说，你能提这样的问题，老师更相信你能找到问题的答案。从学生微笑的神情中，我知道他有了自信。果然，第二节课，学生对我说，是否海洋生物体内有一中特殊的泌盐结构，我不禁对他大加夸奖，你真了不起。然后详细讲解海洋鱼类、海边鸟类体内排泄系统的特殊性。

构成学生学习的障碍是已知的东西，而不是未知的东西，未知是学习的动力。这好比看悬念电影，片中自始至终都有一个扣人心悬的问号牵动着观众的心，是悬念使观众边看、边想、边讨论，甚至争论。同样，让学生带着问题离开教室，变终结性教育为持续发展教育，变学生的维持性学习为创造性学习，把悬念、把思考留给学生，相信他们的独立性，自主性，创造性。教师的适度期望加强了学生的学习动机，让学生的被动思考为愉快而主动的思考，充满探究热情，更添探究能力。

探究能力是探究意识、潜能的表达，探究能力也是素质的基础、内涵。它如同深埋在地下的矿藏一样，只有被挖掘到地面，才会闪闪发光。而这个挖掘者，不仅是老师，更是学生。我们不仅要做一个开矿者，更要让学生学会自己开矿。也只有自己主动开矿，才能充满激情，才能满载而归。