摘 要：教師要借助高中生物實驗“探究酵母菌的細(xì)胞呼吸方式”，詳細(xì)地論述高中生物教學(xué)中探究性思維的滲透方式。

關(guān)鍵詞：實驗；教學(xué)過程；探究；應(yīng)用

一、背景敘述

隨著教學(xué)理念的逐步改變，探究性學(xué)習(xí)已成為新課改不可或缺的重點(diǎn)，也是中學(xué)生物教學(xué)中重要的一環(huán)。在高中生物教學(xué)中，探究性學(xué)習(xí)包括資料探究、科學(xué)史探究、實驗探究和調(diào)查性探究等類型。但總歸起來，科學(xué)探究的過程一般包括提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計實驗、實施計劃、得出結(jié)論、表達(dá)和交流幾個步驟，實驗探究也不例外。教師在教學(xué)過程中應(yīng)按照教材所提供的主題，積極引導(dǎo)學(xué)生以多角度的視角按照已學(xué)知識自行設(shè)計、組織和開展實驗，讓學(xué)生能夠感受到科學(xué)家的工作方法和思維方式，獲得知識，同時培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識及團(tuán)隊合作、實踐能力。因此，教師的教學(xué)方法和教學(xué)模式至關(guān)重要，探究性實驗教學(xué)也應(yīng)運(yùn)而生。

二、教學(xué)過程

探索未知事物的過程并不是雜亂無章的，也不是一帆風(fēng)順的，而是按照既定步驟與順序有計劃地進(jìn)行。一般包括以下幾大步驟：

（1）創(chuàng)設(shè)情境，引入教學(xué)：教師根據(jù)所教學(xué)的內(nèi)容提供相關(guān)生動材料，激發(fā)學(xué)生探究興趣。

（2）提出問題：好奇心及疑問是推動學(xué)生進(jìn)一步獲取新知的內(nèi)在動力，雖然每個人都能提出問題，但問題是否有意義教師應(yīng)注意把關(guān)。

（3）作出假設(shè)：根據(jù)已有知識、經(jīng)驗，對提出的問題給出合理的解釋，即為“作出假設(shè)”。一般有兩個步驟：第一步，提出假設(shè)；第二步，作出預(yù)期（推斷）。至于假設(shè)是否對錯應(yīng)通過設(shè)計實驗加以驗證。

（4）設(shè)計實驗：以小組為單位，討論、設(shè)計實驗方案，交流完善，并確定可能出現(xiàn)的現(xiàn)象。實驗設(shè)計應(yīng)注意以下幾個原則：科學(xué)性原則、單一變量原則、等量原則、對照原則、平行復(fù)重原則。

（5）實施計劃：按照設(shè)計的方案，各小組進(jìn)行實驗裝置的組裝并開始實驗。

（6）觀察記錄實驗現(xiàn)象，分析現(xiàn)象得出結(jié)論：各小組觀察實驗現(xiàn)象，并記錄，同時聯(lián)系實驗假設(shè)，討論后得出結(jié)論。

（7）表達(dá)和交流：學(xué)生歸納整理所得結(jié)論，去偽存真，教師幫助學(xué)生構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)，并引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所得知識分析解決問題。

三、應(yīng)用舉例

我們以必修一“探究酵母菌的呼吸方式”為例進(jìn)行具體說明。

（1）創(chuàng)設(shè)情境，引入教學(xué)。利用多媒體放映啤酒生產(chǎn)過程。教師做必要的講解，在學(xué)生表現(xiàn)出濃厚興趣時，教師順勢提問。

（2）提出問題。酵母菌發(fā)酵過程中進(jìn)行的是哪種呼吸方式？除了這種呼吸方式之外，還能進(jìn)行其他類型的細(xì)胞呼吸嗎？學(xué)生小組內(nèi)進(jìn)行短時間討論。

（3）作出假設(shè)。教師應(yīng)向?qū)W生說明，假設(shè)的作出應(yīng)以提出的問題為基礎(chǔ)，同時不應(yīng)過度考慮假設(shè)正確與否，關(guān)鍵是如何驗證。因此，學(xué)生的假設(shè)可以是只能進(jìn)行無氧呼吸，也可以是兩種呼吸方式都有等。無論進(jìn)行哪種假設(shè)，最后都應(yīng)進(jìn)入下一過程。

（4）收集資料，設(shè)計實驗方案。實驗方案的設(shè)計，需要相關(guān)事實及理論知識的支持，但對于高一學(xué)生而言，這兩部分內(nèi)容要獨(dú)立完成是有難度的，甚至學(xué)生會感到手足無措，此時教師的引導(dǎo)作用就得到了全面的發(fā)揮。教師可以從最初的提供材料到最后逐步引導(dǎo)學(xué)生自己收集資料，在實驗方案確定過程中要求學(xué)生以小組形式進(jìn)行，并積極地參與學(xué)生小組的討論活動。在這個過程中，為了避免學(xué)生的盲目性，教師應(yīng)將問題細(xì)化以引導(dǎo)學(xué)生思考。本實驗可以細(xì)化成如下問題：①實驗設(shè)計過程應(yīng)遵循哪些原則？②本實驗的自變量是什么？③如何控制變量？能否將實驗裝置畫出？④如何知道所進(jìn)行的反應(yīng)是有氧呼吸還是無氧呼吸？產(chǎn)物多或少如何看出？⑤實驗進(jìn)行過程中應(yīng)注意哪些注意事項？

（5）實驗方案交流討論。以小組為單位，派代表上臺匯報，教師總結(jié)。重點(diǎn)講解第②、③問題。自變量的確立是一個實驗成功與否的關(guān)鍵。教師應(yīng)把幾種常見的探究性題型的自變量確定方式與學(xué)生講清。根據(jù)初中所學(xué)知識，有氧呼吸裝置應(yīng)側(cè)重注意如何排除空氣中二氧化碳對實驗結(jié)果的干擾？如何檢查二氧化碳？如何確保無氧呼吸裝置中所收集到的二氧化碳來自于酵母菌的無氧呼吸？以問題的方式引導(dǎo)學(xué)生積極思考，踴躍提出看法，能使他們最終得到改進(jìn)實驗裝置。同時，在裝置2的酵母菌培養(yǎng)液中加一層油膜或石蠟?zāi)ぃ鸬矫芊庾饔?，能確保進(jìn)入石灰水中的二氧化碳是無氧條件下酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的。這樣，教師就能根據(jù)以上內(nèi)容指導(dǎo)學(xué)生完成實驗裝置的設(shè)計（可參考課本）。

（6）實施計劃并記錄實驗現(xiàn)象。各小組按照各自方案組裝實驗裝置，實施實驗，同時設(shè)計好實驗記錄相關(guān)表格。

（7）分析并得出結(jié)論。各小組在觀察實驗現(xiàn)象并記錄的基礎(chǔ)上對比后發(fā)現(xiàn)：有氧呼吸裝置中澄清的石灰水先變渾濁，并在鑒定有無酒精的產(chǎn)生中發(fā)現(xiàn)有氧呼吸和無氧呼吸的酵母菌培養(yǎng)液所在試管均有由橙色變灰綠色的現(xiàn)象。由此，判斷出酵母菌既可進(jìn)行有氧呼吸，又可進(jìn)行無氧呼吸：在有氧條件下可以進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生二氧化碳和水；在無氧條件下可進(jìn)行無氧呼吸，產(chǎn)生酒精和二氧化碳。

（8）學(xué)以致用。從本節(jié)知識的學(xué)習(xí)，教師可以從細(xì)胞呼吸過程中產(chǎn)生的能量入手引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行發(fā)散性思維，幫助學(xué)生對所學(xué)知識有更深入的認(rèn)識。

探究性實驗教學(xué)模式的順利實施，有利于學(xué)生主體性的發(fā)揮，能更好地培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作精神。但在教學(xué)中，教師應(yīng)更多地深入了解學(xué)生實驗設(shè)計及實施過程中的困難所在，精心設(shè)計引導(dǎo)問題，做好課前準(zhǔn)備，使課堂探究教學(xué)活動能有序進(jìn)行。

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