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摘要 探究式学习要用探索未知的方法去构建知识。“实验——探究”教学的基本过程包括：提出问题，收集资料和事实，提出猜想或假设，对假设进行实验验证，发现规律得出结论，构建知识。生物学实施探究式教学的开展，以教师教学观念的改变为前提。由于受学科教学的影响，“实验——探究”教学还存在一定的局限性。
关键词 “实验——探究”教学 生物学教学 教学模式
中图分类号 G633.91
文献标识码 B
《普通高中生物课程标准》指出：生物学科作为由众多生物学事实和理论组成的知识体系，是在人们不断探究的过程中逐步发展起来的。学生学习和认识生物学新知识，最基本的途径是通过实验事实去发现和归纳。而引导学生主动参与探究的过程是逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力有效途径。因此，我们大力提倡“实验——探究”的教学模式。
1 实验——探究教学模式的基本教学程序
教师在生物课堂教学中运用“实验一探究”模式，可以参照以下操作程序去实施：问题一实验一讨论，即问一做一议。
“问”即提出问题。教师根据观察、实验、案例分析等提出科学性的问题。问题是探究的起点，也是探究的归宿，探究的成效如何取决于问题的设计。
“做”即根据问题和假设实施实验过程。在实验过程中教师必须要求学生对现象进行仔细观察，对相关
探究式教学模式起源于萨其曼(RichardSuchman)对于“独立学习者发展”的信念。他认为科学家用来分析解决问题，探究未知世界的理性智慧可以传授给学生。该模式是教师在教学过程中，试图模拟科学家分析解决问题的方法，在学生积极参与科学探索的实践过程中，让学生体会科学家如何面对疑难，学会搜集和加工需要的新资料，从而获得在真实生活情境中发现问题、解决问题的方法。从而培养自己的创新能力和实践能力。探究式教学的基本过程如下图1所示。
数据进行详细的记录。在问题与实验2个环节之间往往还增加2个附属环节：一是“实验设计”，即用怎样的实验去解决问题的思考；二是“作出假设”，即按照探究问题的要求，根据已有的知识和经验。作出假设或猜想。
“议”是学生通过实验后得出结论和做出科学解释的过程，也是学生间交流观点、意见的关键步骤。结论可以是个人的见解，教师不应要求学生的结论完整、科学，但要独到。
依学习内容的不同，实验——探究教学模式还可按2个思路形成2种模式的亚型：(1)问题(探究的方向)——实验(发现)——结论；(2)问题(理论假设)——实验(验证假设)——结论。结论在实验之后是这种模式与传统实验教学模式在外在形态(教学程序)上的突出区别，更本质的区别在内涵。在“实验——探究”模式中，“实验”是手段，“探究”才是模式的核心，显然，这种对实验教学功能全面开发的教学模式，是一种以学生发展为目标的，探索性、发现性学习的实验教学模式。根据不同的学习内容，这两种“亚模式”可以灵活地运用。
2 实验——探究式教学的实践过程
2．1 “问题(探究的方向)一实验(发现)——结论”模式的应用分析
食醋中的醋酸分子是活细胞不能选择吸收的物质，蔗糖是不能透过膜的大分子物质。可是用食醋和蔗糖可将鲜蒜腌制成又甜又酸的糖醋大蒜，为什么?既然食醋和蔗糖都不是被细胞选择吸收的物质，为什么鲜蒜可以被腌制成又酸又甜的糖醋大蒜?需要我们做出一种判断，在没有得到事实的检验以前，这种判断只能是一种假设。为了使提出假设的可靠程度大一些，思考的时候，教师应当力求学生有科学的根据，也就是要寻找某些已知的知识，并把问题情境中的事实搞清楚，以作为解决问题的出发点，然后进行科学的推理，即运用逻辑的方法得出预想的结论。学生讨论后，提出如下假设：
假设1：食醋和蔗糖只在细胞间隙，没有进入细胞内部，细胞仍保持完好。
假设2：食醋和蔗糖可能被选择吸收，进入细胞内部。
假设3：食醋和蔗糖是通过胞饮形式进入细胞的，即细胞仍保持生活状态。
假设4：细胞已经被破坏，细胞膜失去选择透过性，食醋和蔗糖进入细胞内部。
教师分析学生假说，引导归结为2种探究方向：
(1)以蒜的细胞为生活着细胞为前提的，只要证明糖醋大蒜的细胞是活细胞就能证明上述假说1、2、3是成立的;
(2)细胞膜已被破坏，蒜的细胞已经死亡，只要通过探究能证明细胞已经死亡即可证明假说4。
怎样用探究方法证明这两种情况呢?学生讨论后提出以下实验方案：
实验1：将糖蒜切成薄片，放在显微镜下观察糖蒜的细胞是否完整。
实验2：将糖蒜切成薄片，做质壁分离实验，观察糖蒜是否具有质壁分离现象。
实验3：将糖蒜栽在花盆里看其能否生长。
结论：(1)看不到完整的细胞，无细胞壁、细胞膜、细胞核等结构，无质壁分离现象；
(2)腌制的糖蒜细胞已经被破坏，细胞膜失去了选择透过性。
问题(探究方向)——实验(发现)——结论是选定1个问题，通过实验发现，验证理论假设，其主要特点是能够调动学生积极思考，培养学生实验设计能力、动手和合作能力，对学生批判性思维的养成具有重要作用。
2．2 “问题(理论假设)——实验(验证假设)——结论”模式的应用分析。
在黑藻细胞质流动实验中，发现有的学生在实验中能观察到细胞质在流动，也有部分学生看不到细胞质流动。在排除了实验操作、实验仪器造成误差外，教师提出怎样加快细胞质的流动的问题6学生提出如下理论假设，并做出相应理论推测。
假设1：适当提高环境温度能促进细胞质的流动。因为适当提高温度能促进细胞的代谢活动，代谢活跃的细胞自然细胞质流动得快。
假设2：阳光照射能促进细胞质的流动。因为光照充足有利于植物的光合作用，而细胞质的流动常以叶绿体运动作为标志的。
假设3：滴加蔗糖溶液可以促进细胞质的流动。因为糖类是生物生命活动的主要能源物质，增加了糖能为细胞生命活动提供更多的能量，能量充足，细胞质流动的快。
假设4：滴加ATP可以促进细胞质的流动。因为ATP是生命活动的直接能源物质，能量充足，代谢旺盛，细胞质流动的快。
从学生的假设看，都是有理论依据的，但要验证假设却不是简单的事情。学生须经过深思熟虑，符合实验设计的原则，特别是设计实验对照问题，还有操作造成的误差，必须使实验无懈可击。不然实验结果将不能令人信服。例如假设1和2。温度应当调到多少?调温时会不会对原已流动的细胞造成伤害?是酒精灯加热还是用热水等。假设3和4滴加蔗糖溶液和ATP试剂会不会使细胞发生质壁分离?滴加的浓度是多少等，学生可以通过思考、交流甚至派生出新的实 验来获得。
本实验中假设1、2、4成立，而假设3不成立。不成立的原因在哪里呢?这就需要教师做出批判性的思考，考虑做出判断的前提有没有错，考虑推理的过程和方法有没有错。实际上，在学生的思考中，糖类是生物生命活动的主要能源物质，但植物是否能够利用外界的蔗糖作为能源物质是值得怀疑的。
“问题(理论假设)——实验(验证假设)——结论”模式是在学生观察过程中发现问题，并与自己头脑中已有的观点相佐，作出理论假设，通过实验验证，得出科学结论的过程。
3 关于实验——探究式教学的若干思考
3．1 “实验——探究”教学应注意解决的问题
3．1．1 自觉无知
自觉无知是接受过程开始的前提。当一个人感到无知、困惑时，也就意味着学习的开始。相反，生活在已知世界里，使人感到惬意和满足，以致不思进取。正所谓“我见即我知，我知即我见”。因此开展探究时，教师要特别注意唤起学生的无知意识，养成自觉无知的习惯，这就对习惯的传统教学及其背后的教育观念提出巨大的挑战。因为通常情况下教师组织课堂教学的方式十分不利于学生形成求知精神，这体现在所制定的从无知到有知的教学目标上，然后根据从无知到已知的转变的程度评价其学习成功与否。探究教学要求学生向反向移动：教学应从学生的已知开始，教学结束时学生仍沉浸在多角度看问题的兴奋之中，并把所得结论运用到新情况的过程中发现新问题，产生新的探究兴趣。
3．1．2 鼓励学生发表不同意见
探究教学的倡导者和实验者萨其曼指出，课堂上学生感到自由和小压力是开展探究教学的2个重要条件。教师必须认识到并非所有学生的知识基础都相同，都能以相同的速度学习，因而教师要允许和鼓励学生大胆提出和验证自己的想法，用自己的方式解决观察结果，无论多么幼稚可笑。此时，教师不要轻易作出否定或肯定性的结论，对学生进行压服，而要让学生通过多种途径收集证据来验证，从而促使学生在理解或领悟的基础上主动转变观念。如此，学生才有可能养成尊重事实，敢于批判和实事求是的科学态度。
3．1．3 引导行动
实践是检验真理的惟一标准。有了好的课题和想法，立即行动起来，搜索有关信息，扎扎实实地进行课题探究活动。否则，非常有价值的想法若不经过实践的锤炼，也只能沦为即逝的肥皂泡。因此，教师要带领学生构建起“灵动”的生物课堂，不轻易放过某个看似荒诞、离奇的想法，引导学生总在探索并积极行动。
3．1．4 模拟精度要适当
探究教学是对科学研究的一种模拟，二者相似但非等同。学生并非科学家，一般来说，精度越高，也就越有可能偏离科学教育的目标；精度越低，就越有背离科学探究精神实质的危险。因此，教师要注意根据教学实际和学生认知、心理发展的水平来调节模拟精度。
3．2 “实验——探究”教学在生物教学中的局限性
任何一种教学方式、方法都有其局限性、研究性学习也不例外。探究式教学更注重知识的形成过程，难以使学生获得比较系统的学科基础知识，况且并非所有的学科知识都适合探究式教学这种方式，那种体现事物名称、概念、事实等方面的陈述性知识就不需要学生花时间去探究，仅靠听讲、阅读等方式就能掌握；在传统的教学任务还没有相应的改革的情况下，课时不足是开展探究性教学的一个突出矛盾，而在教学内容和教学条件变化不大的情况下，而实现教师教学方式的重大转变，还需有一较长的过程；探究式教学还要求比较充足的教学设备和课外教育资源，这种方式更适合于小班授课和开展小组讨论。目前的班级教学规模难以使每个学生都参与到同一个教学内容的全部探究过程。因此，这些资源还有待进一步开发，一个学期开设2～3节该课型为宜。因此，探究式教学虽有许多优点，但由于受学科教学目标、教学时间、教学内容的局限，其优点难以在学科教学中得以充分发挥。
我们相信，随着课程改革的不断深入，教学资源的不断改革，“实验——探究”式教学必将结出丰硕的果实。
关键词 “实验——探究”教学 生物学教学 教学模式
中图分类号 G633.91
文献标识码 B
《普通高中生物课程标准》指出：生物学科作为由众多生物学事实和理论组成的知识体系，是在人们不断探究的过程中逐步发展起来的。学生学习和认识生物学新知识，最基本的途径是通过实验事实去发现和归纳。而引导学生主动参与探究的过程是逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力有效途径。因此，我们大力提倡“实验——探究”的教学模式。
1 实验——探究教学模式的基本教学程序
教师在生物课堂教学中运用“实验一探究”模式，可以参照以下操作程序去实施：问题一实验一讨论，即问一做一议。
“问”即提出问题。教师根据观察、实验、案例分析等提出科学性的问题。问题是探究的起点，也是探究的归宿，探究的成效如何取决于问题的设计。
“做”即根据问题和假设实施实验过程。在实验过程中教师必须要求学生对现象进行仔细观察，对相关
探究式教学模式起源于萨其曼(RichardSuchman)对于“独立学习者发展”的信念。他认为科学家用来分析解决问题，探究未知世界的理性智慧可以传授给学生。该模式是教师在教学过程中，试图模拟科学家分析解决问题的方法，在学生积极参与科学探索的实践过程中，让学生体会科学家如何面对疑难，学会搜集和加工需要的新资料，从而获得在真实生活情境中发现问题、解决问题的方法。从而培养自己的创新能力和实践能力。探究式教学的基本过程如下图1所示。
数据进行详细的记录。在问题与实验2个环节之间往往还增加2个附属环节：一是“实验设计”，即用怎样的实验去解决问题的思考；二是“作出假设”，即按照探究问题的要求，根据已有的知识和经验。作出假设或猜想。
“议”是学生通过实验后得出结论和做出科学解释的过程，也是学生间交流观点、意见的关键步骤。结论可以是个人的见解，教师不应要求学生的结论完整、科学，但要独到。
依学习内容的不同，实验——探究教学模式还可按2个思路形成2种模式的亚型：(1)问题(探究的方向)——实验(发现)——结论；(2)问题(理论假设)——实验(验证假设)——结论。结论在实验之后是这种模式与传统实验教学模式在外在形态(教学程序)上的突出区别，更本质的区别在内涵。在“实验——探究”模式中，“实验”是手段，“探究”才是模式的核心，显然，这种对实验教学功能全面开发的教学模式，是一种以学生发展为目标的，探索性、发现性学习的实验教学模式。根据不同的学习内容，这两种“亚模式”可以灵活地运用。
2 实验——探究式教学的实践过程
2．1 “问题(探究的方向)一实验(发现)——结论”模式的应用分析
食醋中的醋酸分子是活细胞不能选择吸收的物质，蔗糖是不能透过膜的大分子物质。可是用食醋和蔗糖可将鲜蒜腌制成又甜又酸的糖醋大蒜，为什么?既然食醋和蔗糖都不是被细胞选择吸收的物质，为什么鲜蒜可以被腌制成又酸又甜的糖醋大蒜?需要我们做出一种判断，在没有得到事实的检验以前，这种判断只能是一种假设。为了使提出假设的可靠程度大一些，思考的时候，教师应当力求学生有科学的根据，也就是要寻找某些已知的知识，并把问题情境中的事实搞清楚，以作为解决问题的出发点，然后进行科学的推理，即运用逻辑的方法得出预想的结论。学生讨论后，提出如下假设：
假设1：食醋和蔗糖只在细胞间隙，没有进入细胞内部，细胞仍保持完好。
假设2：食醋和蔗糖可能被选择吸收，进入细胞内部。
假设3：食醋和蔗糖是通过胞饮形式进入细胞的，即细胞仍保持生活状态。
假设4：细胞已经被破坏，细胞膜失去选择透过性，食醋和蔗糖进入细胞内部。
教师分析学生假说，引导归结为2种探究方向：
(1)以蒜的细胞为生活着细胞为前提的，只要证明糖醋大蒜的细胞是活细胞就能证明上述假说1、2、3是成立的;
(2)细胞膜已被破坏，蒜的细胞已经死亡，只要通过探究能证明细胞已经死亡即可证明假说4。
怎样用探究方法证明这两种情况呢?学生讨论后提出以下实验方案：
实验1：将糖蒜切成薄片，放在显微镜下观察糖蒜的细胞是否完整。
实验2：将糖蒜切成薄片，做质壁分离实验，观察糖蒜是否具有质壁分离现象。
实验3：将糖蒜栽在花盆里看其能否生长。
结论：(1)看不到完整的细胞，无细胞壁、细胞膜、细胞核等结构，无质壁分离现象；
(2)腌制的糖蒜细胞已经被破坏，细胞膜失去了选择透过性。
问题(探究方向)——实验(发现)——结论是选定1个问题，通过实验发现，验证理论假设，其主要特点是能够调动学生积极思考，培养学生实验设计能力、动手和合作能力，对学生批判性思维的养成具有重要作用。
2．2 “问题(理论假设)——实验(验证假设)——结论”模式的应用分析。
在黑藻细胞质流动实验中，发现有的学生在实验中能观察到细胞质在流动，也有部分学生看不到细胞质流动。在排除了实验操作、实验仪器造成误差外，教师提出怎样加快细胞质的流动的问题6学生提出如下理论假设，并做出相应理论推测。
假设1：适当提高环境温度能促进细胞质的流动。因为适当提高温度能促进细胞的代谢活动，代谢活跃的细胞自然细胞质流动得快。
假设2：阳光照射能促进细胞质的流动。因为光照充足有利于植物的光合作用，而细胞质的流动常以叶绿体运动作为标志的。
假设3：滴加蔗糖溶液可以促进细胞质的流动。因为糖类是生物生命活动的主要能源物质，增加了糖能为细胞生命活动提供更多的能量，能量充足，细胞质流动的快。
假设4：滴加ATP可以促进细胞质的流动。因为ATP是生命活动的直接能源物质，能量充足，代谢旺盛，细胞质流动的快。
从学生的假设看，都是有理论依据的，但要验证假设却不是简单的事情。学生须经过深思熟虑，符合实验设计的原则，特别是设计实验对照问题，还有操作造成的误差，必须使实验无懈可击。不然实验结果将不能令人信服。例如假设1和2。温度应当调到多少?调温时会不会对原已流动的细胞造成伤害?是酒精灯加热还是用热水等。假设3和4滴加蔗糖溶液和ATP试剂会不会使细胞发生质壁分离?滴加的浓度是多少等，学生可以通过思考、交流甚至派生出新的实 验来获得。
本实验中假设1、2、4成立，而假设3不成立。不成立的原因在哪里呢?这就需要教师做出批判性的思考，考虑做出判断的前提有没有错，考虑推理的过程和方法有没有错。实际上，在学生的思考中，糖类是生物生命活动的主要能源物质，但植物是否能够利用外界的蔗糖作为能源物质是值得怀疑的。
“问题(理论假设)——实验(验证假设)——结论”模式是在学生观察过程中发现问题，并与自己头脑中已有的观点相佐，作出理论假设，通过实验验证，得出科学结论的过程。
3 关于实验——探究式教学的若干思考
3．1 “实验——探究”教学应注意解决的问题
3．1．1 自觉无知
自觉无知是接受过程开始的前提。当一个人感到无知、困惑时，也就意味着学习的开始。相反，生活在已知世界里，使人感到惬意和满足，以致不思进取。正所谓“我见即我知，我知即我见”。因此开展探究时，教师要特别注意唤起学生的无知意识，养成自觉无知的习惯，这就对习惯的传统教学及其背后的教育观念提出巨大的挑战。因为通常情况下教师组织课堂教学的方式十分不利于学生形成求知精神，这体现在所制定的从无知到有知的教学目标上，然后根据从无知到已知的转变的程度评价其学习成功与否。探究教学要求学生向反向移动：教学应从学生的已知开始，教学结束时学生仍沉浸在多角度看问题的兴奋之中，并把所得结论运用到新情况的过程中发现新问题，产生新的探究兴趣。
3．1．2 鼓励学生发表不同意见
探究教学的倡导者和实验者萨其曼指出，课堂上学生感到自由和小压力是开展探究教学的2个重要条件。教师必须认识到并非所有学生的知识基础都相同，都能以相同的速度学习，因而教师要允许和鼓励学生大胆提出和验证自己的想法，用自己的方式解决观察结果，无论多么幼稚可笑。此时，教师不要轻易作出否定或肯定性的结论，对学生进行压服，而要让学生通过多种途径收集证据来验证，从而促使学生在理解或领悟的基础上主动转变观念。如此，学生才有可能养成尊重事实，敢于批判和实事求是的科学态度。
3．1．3 引导行动
实践是检验真理的惟一标准。有了好的课题和想法，立即行动起来，搜索有关信息，扎扎实实地进行课题探究活动。否则，非常有价值的想法若不经过实践的锤炼，也只能沦为即逝的肥皂泡。因此，教师要带领学生构建起“灵动”的生物课堂，不轻易放过某个看似荒诞、离奇的想法，引导学生总在探索并积极行动。
3．1．4 模拟精度要适当
探究教学是对科学研究的一种模拟，二者相似但非等同。学生并非科学家，一般来说，精度越高，也就越有可能偏离科学教育的目标；精度越低，就越有背离科学探究精神实质的危险。因此，教师要注意根据教学实际和学生认知、心理发展的水平来调节模拟精度。
3．2 “实验——探究”教学在生物教学中的局限性
任何一种教学方式、方法都有其局限性、研究性学习也不例外。探究式教学更注重知识的形成过程，难以使学生获得比较系统的学科基础知识，况且并非所有的学科知识都适合探究式教学这种方式，那种体现事物名称、概念、事实等方面的陈述性知识就不需要学生花时间去探究，仅靠听讲、阅读等方式就能掌握；在传统的教学任务还没有相应的改革的情况下，课时不足是开展探究性教学的一个突出矛盾，而在教学内容和教学条件变化不大的情况下，而实现教师教学方式的重大转变，还需有一较长的过程；探究式教学还要求比较充足的教学设备和课外教育资源，这种方式更适合于小班授课和开展小组讨论。目前的班级教学规模难以使每个学生都参与到同一个教学内容的全部探究过程。因此，这些资源还有待进一步开发，一个学期开设2～3节该课型为宜。因此，探究式教学虽有许多优点，但由于受学科教学目标、教学时间、教学内容的局限，其优点难以在学科教学中得以充分发挥。
我们相信，随着课程改革的不断深入，教学资源的不断改革，“实验——探究”式教学必将结出丰硕的果实。