師者,所以傳道授業(yè)解惑也。在生物科學(xué)的教學(xué)實(shí)踐中,教師往往會(huì)遇到學(xué)生們提出的各種各樣的問題,這些問題盡管千奇百怪,但教師有責(zé)任幫學(xué)生正確認(rèn)識和解決這些問題,而借助課外的探究實(shí)驗(yàn)是幫助學(xué)生解決這些問題的有效途徑。2009年春天,筆者帶著學(xué)生在梅園賞梅,學(xué)生不僅興致勃勃地欣賞著梅花的美麗,而且還認(rèn)真細(xì)致地觀察了不同花朵的顏色,發(fā)現(xiàn)不僅不同植株的花色有所不同,而且同一植株的花色也會(huì)有差異,這時(shí)就有學(xué)生提問:“老師,為什么梅花的顏色會(huì)不一樣呀?”面對學(xué)生的問題,借此展開一個(gè)探索研究來回答學(xué)生的疑惑,為此設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)。
1 實(shí)驗(yàn)材料
梅花花瓣(淡紅色)、培養(yǎng)皿、鑷子、滴管、剪刀、試劑瓶、純凈水、1M HCl、1M NaOH。
2 實(shí)驗(yàn)方法
(1)分別設(shè)3個(gè)培養(yǎng)皿,分別滴加純凈水(為空白對照試驗(yàn)組)、酸(1M HCl)、堿(1M NaOH)。
(2)將花瓣放在培養(yǎng)皿內(nèi),在花瓣上分別滴上5滴水、5滴酸、5滴堿。
(3)20min后,滴加水和滴加酸的花瓣基本無變化,滴加堿的花瓣稍微變黃色了。
(4)改變實(shí)驗(yàn)方法,將花瓣剪碎,在剪碎的花瓣上依次滴5滴水、5滴酸、5滴堿。
(5)5min后,滴加水的花瓣沒有變化;滴加酸的花瓣(剪碎)顏色變紅了;滴加堿的花瓣(剪碎)顏色變黃了;20min后,顏色變化加深。
3 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象探討
經(jīng)過上述的探究活動(dòng)可以得出十分明顯的結(jié)論:梅花的顏色變化與酸堿存在一定的關(guān)系,因此似乎可以得出結(jié)論,梅花的顏色不同是由于酸堿的不同而呈現(xiàn)不同的顏色,但不能就此武斷地下結(jié)論。因?yàn)榻?jīng)查閱資料發(fā)現(xiàn)花的顏色還受到多種因素的影響,因此就提示學(xué)生依據(jù)這一線索查閱相關(guān)資料,最后依據(jù)查閱的資料探討了以下幾個(gè)問題:
(1)完整的花瓣和酸、堿為什么沒有顏色反應(yīng)呢?原來花瓣表面有一層膜,膜阻礙了花青素與酸、堿的反應(yīng),所以實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯。而將花瓣剪碎后,膜被破壞,花青素與酸、堿作用,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。
(2)花瓣與酸、堿作用后為什么會(huì)呈現(xiàn)紅、黃色呢?相關(guān)資料認(rèn)為,花青素在花和葉的細(xì)胞液里,是由葡萄糖變成的?;ㄇ嗨卦谥行云釛l件下呈紫色。當(dāng)花青素在酸性時(shí)呈現(xiàn)紅色,酸性愈強(qiáng),顏色愈紅。當(dāng)花青素在堿性的時(shí)候,呈現(xiàn)藍(lán)色,堿性較強(qiáng)時(shí),則呈藍(lán)黑色。而此次的研究結(jié)果是梅花花瓣中的花青素遇酸后,呈紅色;遇堿后呈黃色。為什么會(huì)出現(xiàn)和資料不完全吻和的現(xiàn)象呢?原來,梅花的花瓣中花青素含量少(最理想的材料為紫甘藍(lán)),顯色反應(yīng)不明顯。
(3)本實(shí)驗(yàn)僅從花青素在酸、堿條件下的顯色來說明花色的變化,實(shí)際上,花色是由花瓣色素種類和含量來決定的?;ò晟氐姆N類可分為類胡蘿卜素、類黃酮和花青素三大類。如薔薇花蕾期為黃色,初開為粉紅色,盛開后變?yōu)榧t色。這種花色變化是由于初花期只生成類胡蘿卜素,而當(dāng)花盛開到一定程度后才生成花青素。同時(shí)花色的變化還與溫度、光照、水分、植物激素等因素的影響有關(guān)。如大麗花夏季花色暗淡,到秋季氣溫降低后花色會(huì)變得艷麗。矮牽牛藍(lán)和白的復(fù)色品種中,藍(lán)色部分和白色部分的多少,受溫度影響很大。在30~35℃下,花色完全呈藍(lán)色或紫色,可在15℃下,花色呈白色。而在15~30℃之間則呈藍(lán)白復(fù)色花。
4 課外探究性實(shí)驗(yàn)的幾點(diǎn)反思
在對花卉顏色的探討過程中,此次僅僅從梅花的顏色受酸堿的影響做了實(shí)驗(yàn)研究,但師生以此為出發(fā)點(diǎn)又通過閱讀文獻(xiàn)、查閱資料對這一問題有了更加深人的探討與研究。通過對這一問題的探討,以下幾點(diǎn)值得教師關(guān)注。
(1)尊重學(xué)生在課堂內(nèi)外提出的問題。亞里士多德曾說:“思維是從疑問和驚奇開始的?!睂W(xué)生的探究興趣來自問題,進(jìn)行深入探究的動(dòng)力也來自問題。對學(xué)生的問題不可盲目否定或置之不理,而要千方百計(jì)激發(fā)學(xué)生的探究興趣,讓學(xué)生真正成為問題的發(fā)現(xiàn)者和提出者。學(xué)生提出問題的不一定是在課堂上,提出的問題也不一定在課堂上解決,因此教師要從實(shí)際角度出發(fā),對學(xué)生的問題進(jìn)行不同方式的解答。
(2)教師進(jìn)行合理的引導(dǎo)。課外的延伸要在強(qiáng)化課堂認(rèn)知的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的操作技能,使學(xué)生逐步形成勇于實(shí)踐、勤于反思的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度,全面培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。這些目標(biāo)的落實(shí)需要教師的參與和有針對地指導(dǎo)點(diǎn)撥,如建立課外興趣小組,開放實(shí)驗(yàn)室等有效的引導(dǎo)方式。
(3)教師要留給學(xué)生充分的探究拓展空間。探究實(shí)驗(yàn)更側(cè)重于學(xué)生動(dòng)手能力和解決問題的方法?!笆谥詽O”更能培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新能力,所以實(shí)驗(yàn)的形式、內(nèi)容應(yīng)更具開放性。如此次探究了酸、堿因素對花色的影響,而將溫度、水分等因素對花色的影響探究留給學(xué)生,以激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步思考、實(shí)驗(yàn),真正做到學(xué)以致用。
通過學(xué)生對花卉顏色問題的提出及一個(gè)小小實(shí)驗(yàn)的引導(dǎo),最后到學(xué)生主動(dòng)去探討并掌握其中的一些知識。整個(gè)過程都需要教師做為一個(gè)引導(dǎo)者,無論是在課堂上還是課堂外,這種開放式的教學(xué)方式都能得以很好的實(shí)施。