浅谈高中生物探究性实验教学的问题与对策

朱慧（   江苏省江阴市第一中学   214400）

摘要  在探究性实验教学日益关注的背景下，结合该教学模式在日常高中生物教学中存在的常见问题提出一些看法。笔者主要结合《探究植物细胞的吸水和失水》、《探究酵母菌细胞的呼吸方式》的教学，浅谈探究性实验教学中的具体做法。

关键词 高中生物  探究性实验教学  探究植物细胞的吸水和失水  探究酵母菌细胞的呼吸方式

探究性实验是指实验者在不知晓实验结果的前提下，通过自己实验、探索、分析、研究得出结论，激发学生的好奇心,培养科学探究能力从而形成科学概念的一种认知活动。中学生物课堂的探究性实验，还是要借助于教师创设情境，引导学生提出假设、设计实验、进行实验、得出结论、引发新的探究。

一、  探究性实验教学中常见的问题

在目前的教学形势下，理论中的探究性实验学习往往是理想化的。尽管它代表了一种努力的方向，一个奋斗的目标，但在实践中常常遭遇来自惯性和传统的阻力以及来自现实的诸多压力，常常与过去的许多理念发生冲突。结果，在实践中产生了种种新旧观念交织、不同理念相互渗透于混合的变形。最常见的误区和问题是：

1、将探究性实验与验证性实验混淆

例如，人教版必修一第四章第一节《物质跨膜运输的实例》中有个探究性实验——“探究植物细胞的吸水和失水”。有教师将该内容处理成这样的教学步骤：首先介绍成熟植物细胞的结构，然后介绍质壁分离及复原现象及原理，最后让学生走进实验室进行质壁分离及复原的实验操作和现象观察。这是典型的将探究性实验与验证性实验的混淆，错误解读了教材的用意，错失了学生利用探究过程提升思维品质的机会。

2、教师他主性过强

为了顺利完成教学任务，一些探究性实验教学的他主性、控制性较强，各个环节都被教师严格控制，学生按照教师告知的原理和设计，机械地实施一些操作和记录，教师对数据的整理、分析方法做了详细的规定，学生只要按照这些死的程序就可以得出结论。课堂中这样的知识霸权、话语霸权^[1]剥夺了学生的自主权，自主的空间很小，自主的思维非常少，学生从中取得的收获极为有限。

二、      对于探究性实验教学中常见问题的对策

1、充分利用好教材中的发展史，为探究性实验教学奠基铺路

日常教学中，充分开展探究性实验教学的基本前提是：学生认同探究学习的真实可靠，并且不断品尝探究带来的快感。

教材中不是每个知识点都可以用探究性实验的教学方法来完成，但是这不代表与探究性实验没有关系。笔者认为，教材中每个重要的历史发现，其实都是一个或是一系列探究性实验的真实案例。教师将这些经典实验和结论介绍给学生，不如让学生模拟科学家的发现过程：模拟当时的科技水平和结论，尝试提出有价值的问题，进行实验设计的初探……即便没有条件进行实验的操作，但是体验的过程可以让学生真切的领悟到科学家们应用探究性实验获得了成功，学生在潜意识中认同这种学习的方式，从而激发学生应用探究性实验这种方法的欲望。

同时，教材上这些经典的实验或实验系列，实验设计精巧严谨，凝结了人类的优秀智慧和伟大的科学精神。学生通过情境体验，不仅加深对相关概念的理解，情感态度价值观发面也得到发展，为课堂中的探究性实验奠定基础。

2、教师巧妙设计探究的情境，确保课堂探究的有效性

在学生自主的探究之前，教师的一个重要任务是创造特殊的学习环境，给学生以一种能发现和能胜任的感觉。

利用生活场景引发学生对于科学知识的探究，让学生没有距离感的同时，无形中让学生感知科学的无所不在。在《探究酵母菌细胞的呼吸方式》教学中，笔者利用生活中的材料——自发粉（含有酵母菌）进行发面。将三个等大的面团处理如下：1、2号面团直接暴露在空气中，最终体积变大，将2号面团掰开出现拉丝现象；3号面团用保鲜膜包紧，（模拟无氧条件），最终体积也变大了。由于这一情景的设计贴近学生的生活经验，学生不自觉的就被引入到了探究的过程中。学生思考、讨论并提出了许多的疑问：面团为什么会变大？面团怎么会出现拉丝的现象？面团中的气孔是不是就是CO2？两个面团体积都变大，是不是都产生了CO2？在老师展示的照片中，无氧条件的面团更大一些，是不是无氧条件下产生的CO2更多呢？酵母在无氧条件下产生了酒精吗？有氧条件下能产生酒精吗？

学生从生活出发提出值得探究的问题，并做出相应的假设，从而达到引导学生从生活走进生物科学。引导学生从生活走进生物，激发学生学习生物科学的热情，体现了高中生物新课程“注重与现实生活的联系”的课程理念。

3、把握好准备实验材料的艺术

与科学家们探究性实验研究不同的是，中学生设计实验的能力有限、实验技术有限。教师要利用有限的实验材料，使学生完成较为严谨的实验设计及过程。

在探究的初期，教师可以将实验所用的材料展示在学生面前，要求他们用选用所给的材料完成实验的设计和操作。实验器材的提供，实则教师的暗示。学生通过教师的暗示引导，积极讨论，完成实验的设计，实现从探究走进科学实验。这样做让学生避免无序的猜测，有的放矢，更容易让学生体会到探究性实验的成功感觉。

当学生在探究性实验能力有了一定的提升后，教师可以尝试提供部分实验材料，或者是在提供的材料中学生自主选择的方式。

4、正确对待学生的生成

探究的过程，本质上是不断修正从而进步的过程。学生已有的知识体验很有可能在探究过程中出现冲撞，造成疑惑或是错误。这些动态的课堂生成是建构过程的最佳资源，抓住教育的契机进行科学的引导，学生才能更有效的完成知识的构建，完成实验探究经验的积累的历程。因此，教师应充分留心课堂生成，正确对待生成这一宝贵的教学资源。

如实验过程中，教师要观察学生：他们能否明确各种仪器和材料的作用？各种仪器如何组装？组装时的注意事项？操作是否规范？是否注意到各组之间的变量控制？能否达到实验的目的？组内成员的交流是否顺畅？总之，学生探究时教师要全面系统、认真细致地观察学生，或者阅读学生的探究记录。

在“探究酵母菌细胞的呼吸方式”的动手操作环节，学生出现了试剂瓶顺序混乱、导管连接长出短进的错误。试剂瓶顺序混乱说明学生对实验原理依然不清晰，导管连接错误可见学生化学基础操作的生疏。借此，笔者在课堂上强化了实验设计，指导学生科学研究中细节的重要性。

5、设置错误，为严谨求实铺路

学生是精明的评判者，多年的课堂让他们养成了盲目遵从教师的错误习惯和思维——教师安排的永远是对的。在《探究酵母菌细胞的呼吸方式》教学中，笔者刻意使用了错误的测量方式，让学生最初误以为无氧条件下酵母细胞产生的二氧化碳更多，并做出了错误的假设。最终的事实证明他们最初的假设是错误的，这对于学生而言是一个“打击”，击破了所有假设都是正确的谎言，让学生的探究在不断的摸索和纠错中前进。这才是真实的探究、真正的严谨求实。学生在这样的教学流程中体会到了思维的严谨，逐步摆脱盲从和依赖，才能实现独立的思维，真正走上探究之路。

6、对学生的探究，教师要提出质疑

在探究过程中，教师在仔细观察学生表现的基础上，要对探究过程中的各个环节进行质疑。教师诊断学生的思维，指出实验设计的漏洞，发现学生逻辑上的问题，揭示矛盾，从而激起学生头脑中的认知冲突。这常常能够促使学生放弃过于简单幼稚的概念，并逐渐走向更成熟的理解。教师的批判性质促使学生发生改变，他们重新搜集或设计实验，甚至构建新的理解设计出更好的实验方法。这可能是一个不悦的过程，但是一个有意义的过程。

7、教师收放自如的指导，利于再探究的形成

收放自如的前提是教师对于探究性实验教学要有更科学更理性的认识，摆脱灌输教育的陈腐思想，明确仅仅抓住探究式学习的形式与躯壳是伪探究。在这样的认识下，教师设计出一个好的探究方案：它预设了在学生构建的进程中会遇到多少复杂的问题，多少障碍物，要兜多少圈子^[2]。其次，在实施时，教师要充分的放，不要告诉学生怎么做，而是要帮助他们去发现，由学生自己去摸索，去探路，去挫折，去失败，去反思，去总结，设计一个充满适度竞争与阻碍的动态系统，从而为学生自主构建个人知识以及依照自己的思维方式去认识世界提供机会。

利用学生积极的思维，乘势而上，激发出他们对实验步骤、实验装置改良、实验结论的思考。在得出结论的基础上，学生能对上述内容进行初步的改良，让学生在思索、质疑、探究、实践中领悟科学研究的方法，发展这种可贵的科学探究能力。可以说，这是在教师引导下学生自主探究后的一个飞跃。不满足教材，提升学生钻研生物学的兴趣和信心，体验这种成功是对学生的终身发展有帮助的。

探究性实验教学是高中生物学科不可或缺的重要教学形式，实践中呈现出各种表现、变形，教师根据个人的具体情况和理念，无论进行什么样的组织形式，都应该遵循科学发展的自然规律和学生认知的规律，这样才有助于学生头脑中实验结论的理解，构建更科学、更完整的网络！

【参考文献】

[1] [美]Shirley R. Steinberg，Joe L. Kincheloe 主编，易进译：《学生作为研究者——创建有意义的课堂》，第360-364页，中国轻工业出版社，2002

[2]任长松 著，《探究式学习：学生知识的自主构建》，第15页，北京：教育科学出版社，2005.2