谈高中生物实验教学探究性思维的培养
山东省平邑实验中学 付业昌
摘要:生物学是一门以实验为基础的自然学科,在高中生物学实验教学过程中,探究性实验的内容不仅培养学生动手能力,还要学生多动脑,提高学生的兴趣爱好。从生物实验的探究点出发,提出问题,进行探究,学生的探究验证,得出实验结论。最后提出教师要学会探究性思考。
关键词:探究性实验;思维;培养
生物学作为一门以实验为基础的自然科学,实验是获取生物学知识的重要手段,是科学研究过程的重要环节。探究实验是一种最基本的科学研究方法。学生参与实验的过程就是学生探究的过程,在实验探究的过程中,学生积极地参与实验,可以激发他们的学习兴趣,掌握科学地学习方法并增进对所学知识的理解,进而提高其与创设的各种新情境相结合的能力。而探究性学习已经成为一门必修课进入到高中教学计划,探究性学习是培养同学们能力的有效手段,目前的高考命题亦朝这方面引导,可以说同学们不探究课题实验,就很难答好高考题。
指导生物实验教学,激发学生学习兴趣,重视生物实验,掌握科学地观察、实验方法是实验教学成功所在。我在日常课堂教学中以做好演示为前提,增强实验的趣味性,为学生做好实验起到良好的示范作用。同时,在实验教学中要注重培养学生认真观察现象,勤于思考问题的习惯。在生物实验教学中实践探究性思维可以分为四步,下面以植物的吸水和失水为例,简述一般过程。
1、激发学生兴趣,寻找探究的问题
探究的问题是学生主体情感的激发剂,它的形成是在教师的引导下产生的,所以学生观察是科学研究的第一步,要求以客观地态度,在自然常态条件下进行。在此基础上提出有意义的值得探究的问题。如把白菜剁碎做馅时,常常要放一些盐。放盐后稍等会儿就可见到有水分渗出。对农作物施肥过多,会造成“烧苗”现象。等一系列的生活常识都包含在生物学知识中。在探究植物细胞的吸水和失水的实验时,
首先提出“植物细胞会出现失水情况吗?在什么情况下会失水?”这两个问题提出以后,让同学们自己来讨论感觉哪一个问题最有探究价值,确定问题后,要对问题作出相应的假设。在本次实验时,教师将事先做好的一捆蔫了的青菜,让每个小组成员看见,并在旁边放了一个水盆,里面放着的是已经蔫了的青菜,让学生做一个对比,得出问题,这就是学生要探究的一个点。
2、层次设问,作出假设,引导探究
接着上述的过程,教师让学生对“鲜艳的青菜”进行分析,通过层层剖析,推断,结合日常生活中的问题,诱导学生得出:是因为已经蔫了的青菜吸收了盆中的清水,还是说明蔫了的青菜吸收了水中的其他物质。水中的任何物质都能进入到植物细胞中吗?如果不是,是什么充当了一层半透膜。而只能是水进入了细胞,其他物质不能进入呢?
作出假设,根据已有的知识和生活经验,对提出的问题作出尝试性的回答,就是作出假设。生物学实验的假设具有以下特征:
①假设要以实验目的为前提。当一个实验课题确定后,假设应围绕实验目的或目标进行构思,提出猜想,形成假设,体现两者之间的一致性。
②假设要有一定客观依据。科学研究中的假设都不是凭空瞎想出来的,而是以一定得客观、现象作为自己研究的出发点而产生的。如植物细胞能和动物红细胞一样吗,能发生失水皱缩和吸水膨胀吗?关于这个问题,就可以在我们日常生活中得出,如在腌制咸菜时,会发现菜中的水分大量流出,这与动物红细胞很相似,其植物细胞的”原生质层相当于一层半透膜”这一假设。
③对于假设要有多样性,例如在一定得条件背景下提出来的,就有可能具有不同的推测,其假设也就不同,体现了具有多样性的特征。如植物细胞的吸水和失水实验中,“植物细胞会出现失水的情况吗?”“植物细胞在什么情况下会失水?”
3、合作交流,探究验证
在学生按序操作中,可能会问到许多问题,有些问题当堂无法解释,怎么办?教师可因势利导巧妙地将问题设计成新的探究点,让学生探究验证,去伪存真。你所作的假设即使是有依据的,也仅仅是一种推测。这种推测是否正确,还需要实验来检验。
①植物细胞的吸水,现场让学生把已经蔫了的青菜,放入水中,过一段时间后,观看变化。
②用紫色的洋葱鳞片叶制成临时装片。用低倍显微镜观察洋葱鳞片叶外表细胞中紫色的中央液泡的大小以及原生质层的位置,从盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液,在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引。这样重复几次,盖玻片下面的洋葱鳞片叶表皮就浸润在蔗糖溶液中。用低倍镜观察细胞中央的变化,原生质层在什么位置,细胞大小是否有变化。
4、科学分析,得出结论
结论就是让学生对实验的直观现象,根据逻辑关系和推理认真分析,推出理性的知识。原生质层相当一层半透膜,只能是水进入细胞,植物的细胞壁是全通透性的,水分子和溶解在水中的物质都能够自由通过。从而得出原生质层相当于一层半透膜。可以看出:细胞在0.3g/ml蔗糖溶液下因失水发生了质壁分离,而在清水中因为吸水发生了质壁分离的复原。如果植物细胞没有细胞壁,实验结果会有什么不同呢?同学们会联想到前面什么实验。请同学们认真复习,为了巩固得出的理论知识,可适当安排一些针对性的训练,以促进探究思维能力的发展。
在《新课标》教材中安排的实验特别多,其主旨就是为了培养学生探究性思维,教师应该细心体会,深挖教材上的实验素材,改变过去的生物实验教学模式和做法,反复地尝试,在操作中学会,在错误中学会,在做中领悟,在实验课堂中再探究实验教学。对学生而言的“听一听,我忘了,看一看,我记住了,做一做,我明白了。”对教师来说也是很有效的。
参考文献:
[1] 刘德,林旭.生物实验专题攻略 [M].南方出版社,2006.
[2] 尹永忠.浅谈生物教学中学生实验能力的培养[J].科学大众,2007 .
[3] 陈东旭.热点重点难点专题透析[M].金太阳教育,2009.
[4] 朱正威,赵占良.普通高中课程标准实验教科书[M].人民教育出版社,2007.
[5] 任志鸿.高中生物优秀教案[M].南方出版社,2005.
