浅谈探究式教学在高中生物实验教学中的运用

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  当前,科技的迅速发展推动着高中教学改革的进程,高中生物实验教学方面尤为明显,在生物教学方面,生物实验的作用和地位显著增强。从近年的高考生物试题来看,实验部分所占的份额越来越多,实验的题型也变得更加多样化,经历了从原来的实验的目的、原理、实验步骤到如今的自行进行实验设计的转变。为了激发学生积极参与实验探讨的兴趣,就要进行探究性实验,培养学生自己提出问题、设计实验、得出结论的思维习惯。探究性教学模式着重对问题的探讨,先提出问题,然后进行探讨。现在,如何利用探究性教学模式成为生物教师们遇到的新问题。
  一、探究性教学模式
  探究是一个多方面的东西,需要人们通过观察提出问题;需要查阅资料;需要进行实验设计;需要进行实验预测,总结出实验结果并解释原因;需要运用逻辑思维来探究等等。在探究性教学模式下,学生们能够培养自行探究活动的能力。
  1.探究性实验教学的类型、方法、程序。因为探究性活动的水平高低不同,高中生物教材上的探究性实验可以分为几个不同的类型,其中观察或鉴别实验最初级,模拟性试验最高级,全程性探究实验次之,还包括部分性探究实验、验证试验。
  实验类型的多样性确保了实验拥有不同的探究方法,常用的几个方法是显微观察法、示踪原子法、模拟实验法等等。
  实验探究主要是进行实验的探索与发现,它的程序依次为发现问题、提出假说、整理资料、对实验进行探索、得出结论。推理过程中应该进行归纳与概括、分析与综合。
  2.探究性实验教学的原则。实验探究指导过程中,一般应遵循以下原则:面向全体尊重个性,有助于发挥学生的积极性,促进学生的全面发展;注重过程角度多样,给学生提供自由探究的机会,关注学生的参与、解决问题的过程。
  在进行实验操作时,应该遵循以下几个原则:科学性原则、实践性原则、对照性原则、单因子变量原则等。
  二、探究式教学的实验案例
  在课堂上进行教学演示实验,不但能带动学生的情绪,而且能够激发学生的兴趣、求知的欲望。尽管教材上的演示实验不多,但教师们应该认真做好每个演示实验,尽量让学生看到最好的演示指导。下面就介绍两个实验案例解析探究式教学模式。
  1.根对水分的吸收。本实验的目的是为了使学生通过分析溶液溶度的大小对细胞吸水、失水的影响来了解细胞失水、吸水的原理。
  首先,老师提出实验目标,让学生在日常生活中体验植物根系吸水、失水的现象。然后,分小组进行试验,各小组自行选择实验材料和工具。一些学生测量尺寸、绘制表格,一些学生配制溶液,一些专门记录数据。当一切准备完后,把处理好的材料分为相同的两份,一份放入清水中浸泡,另一份放入浓盐水中浸泡。然后,在等待结果的过程中,学生对可能出现的几种结果进行预测。通过最终现象,学生进行了激烈的讨论,得出了这样的结论:当细胞液浓度大于细胞外液浓度时,细胞就会失水;当细胞外液浓度大于细胞液浓度时,细胞就会失水。最后,老师进行点评,小组间交流经验。
  这个实验过程从头到尾都是学生进行探究,老师只是对相关问题进行引导、解释,从而有利于培养学生对未知事物进行探究的思维习惯,还有利于培养学生的想象力。例如,在这个实验中,学生还提出了以下几个问题:(1)在质壁分离的过程中,紫色液泡内的溶液溶度、颜色如何变化?(2)使植物细胞发生质壁分离现象的溶液溶度是不是高溶度的?(3)怎样使处于质壁分离状态的细胞复原?
  在此案例中,学生对实验进行探索,相互合作、讨论,确定实验方案,各组方案各不相同,但殊途同归。因此,根据本例可以看出,若要培养学生的探究能力,需要创造条件,积极引导学生参与,努力探索,使学生逐渐养成批判性的思维方式以及分析解决问题、人际交流的能力。
  2.不同温度对加酶洗衣粉的洗涤效果的影响。这个实验与实际生活贴近,同学们选择不同的水温进行实验。学生们对实验进行探究后,提出了两个问题。其一,进行实验最合适的水温是多少?其二,实验中怎样控制水量、水质和洗衣粉的用量?学生单独进行实验方案设计,方案中应该包含实验材料、方法步骤等几方面。根据自己的实验方案,学生们进行实验操作,从观察到的现象得出了结论:当水温为25℃和35℃时,对有加酶洗衣粉的去渍效果最好。
  在本案例中,教师首先依据学生的实际情况,让学生自己提出问题,自己进行实验设计,分析得出结论。以学生的实际生活经验为基础,教师再讲明探究问题的一般程序,指导学生解决问题,使学生学会有层次地进行生物实验。从此例可以看出,探究性教学模式其实也能实现师生互动、优化教学进程。应该运用科学的研究方法,使问题不断深入,最终解决,达到对教学课堂优化的效果。
  结语
  总之,在生物实验教学中,实验探究是很常见的探究活动,有助于培养学生的科学素养。探究性教学模式是以学生为主体,教师只是起引导的作用,利用教材上的知识进行实验探究。这种模式使学生具有较大的自主权:自己提问、自己解决、自己探究,学生可以完全融入到实验中去,从而极大地提高了课堂教学的效率。因此,应该巧用探究式教学模式,深化高中生物实验教学。
  (作者单位:江西省赣县中学)
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