王斌

摘要：實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng)是新課程改革的基本要求，也是素質(zhì)教育的有效途徑，并且在新課程實(shí)驗(yàn)中得到充分的體現(xiàn)。本文通過案例從生物實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng)方面進(jìn)行分析與思考。

關(guān)鍵詞：新課程標(biāo)準(zhǔn)；實(shí)驗(yàn)探究能力；素質(zhì)教育

實(shí)驗(yàn)探究是人們獲取知識和認(rèn)識世界的一種重要方法和過程，也是提高生物教學(xué)質(zhì)量的重要突破口。探究性實(shí)驗(yàn)是學(xué)生積極主動的獲取生物科學(xué)知識、領(lǐng)悟各種科學(xué)思想觀念、領(lǐng)悟科學(xué)家研究自然界的方法而參與的各種活動。[1]基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和科學(xué)研究能力的培養(yǎng)是生物實(shí)驗(yàn)探究課的重要目標(biāo)，就學(xué)生而言，探究性實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生驗(yàn)證所學(xué)知識和培養(yǎng)鍛煉學(xué)生的思維能力，綜合觀察能力和動手操作能力，培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和工作作風(fēng)。同時(shí)還可以極大的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣，有利于生物課的整體教學(xué)。

在傳統(tǒng)的生物教學(xué)中，以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，教師講解的多，學(xué)生動手的少，甚至是教師在課上講實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在課下背實(shí)驗(yàn)，這既不利于學(xué)生的動手操作能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，也不利于學(xué)生情感態(tài)度價(jià)值觀的養(yǎng)成，因此，我們應(yīng)該倡導(dǎo)開展探究性實(shí)驗(yàn)，這樣才有利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的提高。首先我們要明確驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與探究性實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)和區(qū)別。

從上表來看驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)者對已知的實(shí)驗(yàn)結(jié)果而進(jìn)行的以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果、鞏固相關(guān)知識、培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作能力為目的的重復(fù)性實(shí)驗(yàn)。而探究性實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)者在未知實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提下，通過實(shí)驗(yàn)、探索、分析、研究得出結(jié)論從而形成科學(xué)概念的一種認(rèn)知活動。很明顯探究性實(shí)驗(yàn)的要求較高，更有利于學(xué)生的綜合素質(zhì)的發(fā)展。

《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》也明確規(guī)定了發(fā)展科學(xué)探究能力的具體要求：客觀地觀察和描述生物現(xiàn)象；通過觀察并提出現(xiàn)實(shí)生活中與生物學(xué)相關(guān)的問題；分析問題，闡明與研究該問題相關(guān)的知識；確認(rèn)變量；作出假設(shè)和預(yù)期；設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案；實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案；利用數(shù)學(xué)方法處理、解釋數(shù)據(jù)；根據(jù)數(shù)據(jù)作出合理判斷；用準(zhǔn)確的術(shù)語、圖表介紹研究方法和結(jié)果，闡明觀點(diǎn)；聽取他人的意見，利用證據(jù)和邏輯對自己的結(jié)論進(jìn)行辯護(hù)以及作出必要的反思和修改。[2]

現(xiàn)以“探究生長素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度”的教學(xué)過程為例談?wù)勅绾闻囵B(yǎng)學(xué)生的生物實(shí)驗(yàn)探究能力。

一、教材分析

該課題是人教版高中生物學(xué)必修模塊3《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》第3章“植物的激素調(diào)節(jié)第2節(jié)“生長素的生理作用”中的“探究活動”內(nèi)容，既是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，也是學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。該探究活動是依據(jù)生長素作用的特點(diǎn)具有兩重性的原理，以生長素的發(fā)現(xiàn)、生長素的生理作用及其應(yīng)用等知識作為背景，引導(dǎo)學(xué)生如何將科學(xué)理論應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，學(xué)生可體驗(yàn)到科學(xué)研究的一般過程，同時(shí)也是訓(xùn)練學(xué)生將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化成可行的實(shí)驗(yàn)方案的邏輯思維能力，從而提高設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的可行性、科學(xué)性和簡易性。本節(jié)內(nèi)容能很好地體現(xiàn)了新課程理念中的“倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”、“注重與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系”。

由于前一節(jié)課學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過相關(guān)的理論知識，本節(jié)課需要在課前引導(dǎo)學(xué)生以小組為單位自行設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案。

在課堂上教師可作出如下安排：①學(xué)生分別匯報(bào)各組的方案，自我暴露出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中存在的問題；②公選出部分具有典型優(yōu)點(diǎn)和錯誤的實(shí)驗(yàn)方案，通過自我評判、合作交流，作出評價(jià)；③教師從優(yōu)點(diǎn)和不足兩方面作出簡要的點(diǎn)評，引導(dǎo)學(xué)生從理論到實(shí)踐的升華；④各組根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，簡談收獲和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)；⑤通過上述的評價(jià)和報(bào)告過程，根據(jù)自己所選的生長素類似物和植物材料，進(jìn)一步完善自己的實(shí)驗(yàn)方案，提出進(jìn)一步探究的問題。

二、學(xué)情分析

1.知識儲備：生長素的發(fā)現(xiàn)和生理作用，學(xué)生認(rèn)識到了生長素的生理作用具有兩重性。

2.能力儲備：學(xué)生經(jīng)過初中和必修1-3的探究實(shí)驗(yàn)，基本掌握了探究實(shí)驗(yàn)的一般步驟和方法，已經(jīng)具備了對一些生物學(xué)問題初步探究的能力。但對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循的原則的應(yīng)用理解上還不到位。

三、教學(xué)目標(biāo)

1.知識與能力目標(biāo)

（1）認(rèn)識生長素類似物的作用特點(diǎn)，探索生長素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度。

（2）評述生長素類似物在生產(chǎn)中的應(yīng)用。

2.過程與方法

（1）體驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)的方法和步驟，進(jìn)一步提高科學(xué)探究的能力。

（2）嘗試用探究的方法研究生長素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度，發(fā)展科學(xué)探究能力，主要是確認(rèn)變量、設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案、利用數(shù)學(xué)方法記錄和處理數(shù)據(jù)。

3.情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)

（1）體會科學(xué)理論在應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐過程中，還有許多需要探索的問題；

（2）通過合作與交流，逐步養(yǎng)成質(zhì)疑、創(chuàng)新、協(xié)作、求實(shí)的科學(xué)精神和態(tài)度；

（3）通過學(xué)習(xí)小組成員之間的交流，認(rèn)同預(yù)實(shí)驗(yàn)的必要性和意義。

四、教學(xué)重難點(diǎn)

對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的評價(jià)和完善。

五、教學(xué)策略

杜威提倡“從做中學(xué)”，認(rèn)為科學(xué)教育不僅是讓學(xué)生獲得知識，更重要的是學(xué)習(xí)科學(xué)研究的過程和方法。因此，學(xué)生親身經(jīng)歷探究活動的過程，是達(dá)成本節(jié)教學(xué)目標(biāo)的重要途徑。

新課程理念強(qiáng)調(diào)“學(xué)生自主建構(gòu)”，因此通過全體學(xué)生積極參與到課堂中的評價(jià)，以及各小組通過合作交流來完善實(shí)驗(yàn)方案，是學(xué)生自主建構(gòu)的重要方法。

六、課前準(zhǔn)備

1.建立學(xué)習(xí)興趣小組：每個小組推選1人來參加，共12人（選擇理由：這樣對后面的分組實(shí)驗(yàn)就可由該學(xué)生進(jìn)行相關(guān)的指導(dǎo)），對學(xué)生進(jìn)行合作實(shí)驗(yàn)的技能培訓(xùn)。

2.完成預(yù)實(shí)驗(yàn)：教師帶領(lǐng)學(xué)習(xí)興趣小組同學(xué)，在上本課前的三周，根據(jù)提供的生長素類似物的藥品“速效生根粉（40%NAA）”、吲哚丁酸生根粉、強(qiáng)力生根劑的用法用量說明，選擇用何種枝條，用何種方法處理枝條，設(shè)置幾種濃度，并計(jì)算好需要配制每種濃度需要的生根粉的用量及溶液的總體積，避免藥品的浪費(fèi)。

3.自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：本節(jié)課前兩天，老師布置本探究實(shí)驗(yàn)的課題，全班各小組通過查找相關(guān)資料，自主設(shè)計(jì)好一份實(shí)驗(yàn)方案交給老師。老師看后，選出幾個小組的實(shí)驗(yàn)方案提供給全班交流評價(jià)。

七、教學(xué)過程

流程 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計(jì)意圖

新課導(dǎo)入 展示：

校園景色照片（月季花園）

講述：

欣賞校園景色照片后，請大家說說你的第一感覺？

提問：如果請你用一株月季變成圖中的月季花園，快速而又簡單的方法是什么？

評價(jià)并繼續(xù)提問，最后得出結(jié)論：扦插

扦插成功關(guān)鍵是要生根。根據(jù)上節(jié)所學(xué)知識，有什么辦法可以促進(jìn)插條生根呢？

簡述：市場上有很多種生長素類似物（示實(shí)物），它們因使用方法、植物種類、季節(jié)等導(dǎo)致其適用的濃度范圍不同。

因此在生產(chǎn)實(shí)踐上，就有必要進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)來尋找最適濃度，從而避免人力、物力和財(cái)力的浪費(fèi)。這就是本節(jié)我們要學(xué)習(xí)的內(nèi)容：

板書：

探索生長素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度

觀察

思考與回答：

漂亮！

思考并回答

利用生長素類似物

準(zhǔn)備進(jìn)入探究活動狀態(tài) 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

分步實(shí)驗(yàn)

探究 提問：

根據(jù)這一題目，可知是探究性實(shí)驗(yàn)，請大家說出探究實(shí)驗(yàn)的一般步驟有哪些呢？ 學(xué)生回憶相關(guān)知識并回答 調(diào)用學(xué)生的知識儲備。

一、

提出問題 提出要求：

請學(xué)生根據(jù)所選的生長素類似物和植物枝條來回答。 積極思考并回答

調(diào)用必修1的知識儲備，根據(jù)概念來判斷該實(shí)驗(yàn)的三種變量。

二、

作出假設(shè) 提問：

如何對此實(shí)驗(yàn)作出假設(shè)？ 積極思考并回答

三、

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 講述要點(diǎn)并與學(xué)生互動：一份好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)必須要明確以下三點(diǎn)：

1.實(shí)驗(yàn)原理：

2.實(shí)驗(yàn)原則：

請大家說出有哪些原則？

3.三種變量：

該實(shí)驗(yàn)的自變量、因變量和無關(guān)變量分別指的是什么？組織學(xué)生交流：

提供事先選出有代表性的3份實(shí)驗(yàn)方案供學(xué)生交流，并對自己的實(shí)驗(yàn)方案作出評價(jià)，指出其不足和改進(jìn)辦法。

依序安排3個小組匯報(bào)：

第1小組、第2小組、第3小組 回憶、思考并回答

思考、小議并回答

應(yīng)用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則，對自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)評價(jià)，并反思不足處

第1小組、第2小組、第3小組代表依次發(fā)言，其他學(xué)生積極參與發(fā)言 回憶必修1的相關(guān)概念并應(yīng)用到此實(shí)驗(yàn)，解決有關(guān)變量的問題

調(diào)用知識儲備，說出即可。

通過小組交流，反饋出學(xué)生對探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的問題和不足。通過生生評價(jià)、老師適當(dāng)點(diǎn)評和學(xué)生的自我反思，不斷提高學(xué)生自身的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。

小結(jié)、評價(jià)并抽問：

通過交流，大體上可歸納出本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路是……？

PPT展示實(shí)驗(yàn)步驟：

請學(xué)生回答：

指出每步注意事項(xiàng)…… 思考回答

爭相搶答 師生共同總結(jié)，形成完整實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。

四、

生物興趣小組匯報(bào)預(yù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果 提問補(bǔ)充：

具體的實(shí)驗(yàn)操作，還有哪些需要注意的問題呢？

安排匯報(bào)：

請生物興趣小組的代表來匯報(bào)預(yù)實(shí)驗(yàn)過程。 小組代表交流實(shí)驗(yàn)過程中的注意事項(xiàng)（尤其是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)未考慮過的需注意的問題），實(shí)驗(yàn)感受，成功之處和失敗之處。 通過興趣小組的展示，讓其他同學(xué)體驗(yàn)到科學(xué)探究的樂趣，同時(shí)領(lǐng)悟到做科學(xué)研究需要恒心和毅力。

五、

完善實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案 點(diǎn)評和小結(jié)：

八、反思

由于本課是通過學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，暴露出問題后，再通過學(xué)生的相互評價(jià)，找出不足并提出改進(jìn)措施，這種合作交流式的學(xué)習(xí)，學(xué)生能及時(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中常常容易發(fā)生的錯誤，以避免類似錯誤的再發(fā)生，同時(shí)也對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的相關(guān)原則在理解和應(yīng)用上，理解的更透徹。

本課實(shí)施中重點(diǎn)在學(xué)生參與評價(jià)這一過程，怎樣組織好課堂教學(xué)？特別是如何更好地激勵更多的學(xué)生主動參與，對活躍課堂氣氛、提高教學(xué)有效性至關(guān)重要。

因此，在對3個小組的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)評價(jià)，我做了這樣的處理：第1小組由學(xué)生自由發(fā)言。第2小組采取小組討論綜合意見后再進(jìn)行評價(jià)。由于有了前兩個小組的評價(jià)作鋪墊，對第3小組的評價(jià)就先由本組學(xué)生自評，再由其他同學(xué)補(bǔ)充發(fā)言。這樣不致使教學(xué)程序單一重復(fù)，更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

在本節(jié)課的課堂上生物興趣小組代表匯報(bào)時(shí)，由于學(xué)生不一定想得周全，而且只是口述，其他同學(xué)印象未必深刻。教師有必要進(jìn)行及時(shí)總結(jié)，注意提醒實(shí)驗(yàn)中的細(xì)節(jié)問題，這才有利于下節(jié)課的分組實(shí)驗(yàn)操作。如，濃度設(shè)置必須課前設(shè)計(jì)好表格；根據(jù)濃度和體積，計(jì)算出藥品的用量；濃度較低時(shí)，如何具體操作使稀釋到相應(yīng)濃度等，都必須課前弄清楚，以免到實(shí)驗(yàn)室茫然失措。另外標(biāo)簽使用方面在分組實(shí)驗(yàn)時(shí)除了要注明編號、濃度外，還必須注明班級、小組，以免混淆。同時(shí)，還要提醒學(xué)生選材的時(shí)候注意選取容易生根的植物實(shí)驗(yàn)更易成功，這也可通過網(wǎng)上查詢了解。生物興趣小組的實(shí)驗(yàn)說明梔子花和富貴竹是較好的材料。從實(shí)驗(yàn)成本來看梔子花要便宜很多。但即使溫度適宜，生根時(shí)間至少需要2周，最好3周后實(shí)驗(yàn)結(jié)果更明顯。因此要持續(xù)定時(shí)觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，特別是生根后可改為每天觀察，不能輕易下實(shí)驗(yàn)失敗的結(jié)論。

此外，學(xué)生的自主探究實(shí)驗(yàn)活動完成之后，從中能體驗(yàn)到的喜悅和成就感是不可比擬的。由此，實(shí)際上也對學(xué)生進(jìn)行了相應(yīng)的情感教育。

關(guān)于要進(jìn)一步探究的內(nèi)容，學(xué)生可能會提出溫度、光照、營養(yǎng)液、插條老嫩程度、插條種類、浸泡時(shí)間、浸泡深度對生根的影響。其中的插條老嫩程度、插條種類可由一個組同時(shí)完成。光照、營養(yǎng)液、浸泡時(shí)間、浸泡深度這幾組實(shí)驗(yàn)只能通過小組之間的合作進(jìn)行。而溫度一項(xiàng)，由于本校還沒有添置恒溫箱，因此暫時(shí)無法實(shí)施。

這個實(shí)驗(yàn)看上去很難，實(shí)際上操作起來難度并不大，通過組內(nèi)合作可提高實(shí)驗(yàn)的成功率，如制作插條和配制溶液就可同步進(jìn)行。此實(shí)驗(yàn)成本不高，我提供的四種生長素類似物最貴的才4元一包，而一個組的實(shí)驗(yàn)可能用不了一包，實(shí)驗(yàn)材料由學(xué)生選擇自行帶來，也就降低了實(shí)驗(yàn)成本，因此在每個學(xué)校都可順利進(jìn)行。該實(shí)驗(yàn)最難的地方，在于學(xué)生要有足夠的耐心和恒心去做實(shí)驗(yàn)記錄，這就需要教師適時(shí)的鼓勵和進(jìn)行輔導(dǎo)，增加對學(xué)生意志力的培養(yǎng)。

實(shí)施探究教學(xué)模式，可以充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，較好地體現(xiàn)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)的新課程理念。但在教學(xué)中教師的主導(dǎo)作用至關(guān)重要，教師要了解學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和實(shí)施實(shí)驗(yàn)的困難所在，精心設(shè)計(jì)討論交流的焦點(diǎn)，引導(dǎo)思考方向，培養(yǎng)解決問題方法；課前要做好充分的準(zhǔn)備，課堂上要有序地組織好探究活動，包括明確探究任務(wù)、合理安排時(shí)間、協(xié)調(diào)好小組和整個班級的秩序、幫助和引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路和注意事項(xiàng)、啟發(fā)學(xué)生靈活創(chuàng)造性思維、對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)做全程的引導(dǎo)和監(jiān)督，在必要時(shí)給予適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)拔和啟發(fā)等，這些都對教師也提出了較高的要求，因此，通過實(shí)驗(yàn)探究課師生的綜合素質(zhì)都可以得到很大的提高，更有利于中學(xué)生物整體教學(xué)和學(xué)生認(rèn)識新事物的探究能力。

參考文獻(xiàn)：

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