丁志鋒

摘要 以新修訂的人教版生物學(xué)教材《必修1·分子與細(xì)胞》為例，對該模塊中“探究·實踐”欄目中的課題內(nèi)容、探究環(huán)節(jié)、科學(xué)方法等內(nèi)容進(jìn)行了分析，并依據(jù)《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》，結(jié)合具體探究實踐案例，提出了教學(xué)建議。

關(guān)鍵詞 “探究·實踐”欄目 探究過程 科學(xué)方法 科學(xué)思維

中圖分類號G633. 91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼B

2019人教版生物學(xué)教材《必修1.分子與細(xì)胞》（以下簡稱“新教材”）模塊充分考慮探究實踐本身內(nèi)容的特點以及教學(xué)的實際情況，將原教材中的“實驗”“探究”欄目整合變更為“探究·實踐”欄目。新教材中的“探究·實踐”不僅是欄目名稱更改以及探究數(shù)量的變化，相關(guān)變化的調(diào)整對于新課改背景下的實驗教學(xué)提出了更高的要求，筆者通過研究《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）以及新教材，對“探究·實踐”欄目進(jìn)行了分析并提出了教學(xué)建議。

1 內(nèi)容分析

《課程標(biāo)準(zhǔn)》將“倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”確定為生物學(xué)課程四大理念之一，并將之定義為“學(xué)生通過動手、動腦的學(xué)習(xí)活動，主動獲取知識、理解概念、了解科學(xué)家解決問題的思路和方法，并認(rèn)同科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神”，主要指向生物學(xué)課程的實施策略，并強調(diào)了課程實施的可操作性。新教材秉承了這一理念要求，從以下幾個方面進(jìn)行了整合優(yōu)化。

1.1 整合課題內(nèi)容

基于原教材中的部分探究在實施過程中存在實驗材料不易獲取、操作難度大、實驗效果不明顯、實驗價值不大等方面的問題，新教材進(jìn)行了以下優(yōu)化整合：刪除了原教材中的觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布、體驗制備細(xì)胞膜的方法、細(xì)胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系（此內(nèi)容改為了“思維訓(xùn)練”欄目）3個探究實踐;整合了一個探究實踐，將“觀察細(xì)胞中的葉綠體和線粒體”變更為“觀察細(xì)胞中的葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的流動”;新增了一個“淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用”探究實踐。新教材中設(shè)置的12個探究實踐不僅可操作性強，而且有助于學(xué)生對生物學(xué)的基本概念、原理、生理過程的生成和認(rèn)知。

1.2 優(yōu)化探究環(huán)節(jié)

基于學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和具體學(xué)情，在原來的目的要求、材料用具、方法步驟、討論、表達(dá)交流等探究實踐環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，教材增加了探究背景情境的鋪墊、實驗設(shè)計思路、真實實驗操作及實驗現(xiàn)象圖片呈現(xiàn)等，并對實驗選材和操作細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化。例如，在“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”探究實踐中作了以下調(diào)整：①探究活動開始前增加了一段研究背景的鋪墊：“我們平常吃的食物也是如此。正因為不同食物中營養(yǎng)物質(zhì)的種類和含量有很大區(qū)別，我們才需要在日常膳食中做到不同食物的合理搭配，以滿足機體的營養(yǎng)需要。我們的食物來自各種生物組織。那么，怎樣檢測不同生物組織中的營養(yǎng)物質(zhì)呢？通過下面的探究實踐，你可以嘗試檢測不同生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)。”②在實驗選材中刪去了蘋果勻漿、馬鈴薯勻漿，增加了葡萄糖勻漿、白蘿卜勻漿、雞蛋清稀釋液。③在脂肪檢測中刪除了利用花生樣液進(jìn)行檢測的方法。④增加了三種物質(zhì)的實驗現(xiàn)象真實圖片。探究實踐環(huán)節(jié)的優(yōu)化有利于激發(fā)學(xué)生主動探究的興趣，有利于增強實驗的可操作性，有利于提高實驗預(yù)期的達(dá)成度。

1.3 升華科學(xué)方法

科學(xué)探究有其規(guī)律和方法，學(xué)習(xí)和掌握科學(xué)探究的一般方法，有利于學(xué)生自主開展探究活動，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶骄苛?xí)慣，提升學(xué)生持續(xù)學(xué)習(xí)的能力。為了讓學(xué)生充分領(lǐng)悟科學(xué)探究方法，理解科學(xué)方法的作用，新教材在3個探究實踐中設(shè)置了“科學(xué)方法”欄目，提煉呈現(xiàn)了建構(gòu)模型、控制變量和設(shè)計對照實驗、對比實驗科學(xué)方法，這三種研究方法恰恰就是生物學(xué)科最常用的一般探究方法。

例如，“控制變量和設(shè)計對照實驗”在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”中得以充分運用。在此探究中，加熱、加FeC13溶液、加肝臟研磨液是對過氧化氫溶液的不同處理，溫度和催化劑都屬于自變量;過氧化氫的分解速率屬因變量;反應(yīng)物的濃度和反應(yīng)時間等則屬無關(guān)變量。本探究共設(shè)置一組空白對照組、三組實驗組（三種對過氧化氫的不同處理），經(jīng)對照四個組別試管中單位時間內(nèi)氣泡的產(chǎn)生量，充分證明了相較于FeC13溶液，肝臟研磨液中過氧化氫酶的催化效率更高。

2 教學(xué)建議

2.1 注重實踐操作的規(guī)范性

探究實踐中的實踐環(huán)節(jié)是指學(xué)生在既定設(shè)計方案的基礎(chǔ)上通過動手完成的學(xué)習(xí)活動。盡管高中生己初步具備一些基本的實驗操作技能，但在進(jìn)入生物實驗室動手操作時，教師還應(yīng)強調(diào)操作的規(guī)范性。

新教材最后一頁附錄了“生物學(xué)實驗室的基本安全規(guī)則，其中明確了諸如“在使用實驗室里的儀器時，應(yīng)先掌握正確的操作方法，當(dāng)不清楚或不知道時，應(yīng)先閱讀說明書或請教老師，掌握使用方法后再使用，否則很可能損壞儀器設(shè)備或引發(fā)安全事故”“熟悉各類警告標(biāo)志”等之類的操作規(guī)則，看似強調(diào)安全，實則是在要求規(guī)范。

實踐操作的規(guī)范與否同時還決定了實踐預(yù)期的達(dá)成度。本模塊中共有5個探究實踐需要使用光學(xué)顯微鏡，教材中通過真實圖片呈現(xiàn)了使用高倍鏡進(jìn)行觀察的操作步驟，學(xué)生使用時若出現(xiàn)未對光、低倍鏡轉(zhuǎn)換成高倍鏡時未移動裝片或移動錯誤、粗細(xì)準(zhǔn)焦螺旋使用不當(dāng)?shù)炔灰?guī)范操作，均會導(dǎo)致觀察失敗。另在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”探究實踐中，若使用滴加新鮮肝臟研磨液的滴管滴取FeCl3溶液，就會導(dǎo)致滴加FeCl3溶液組別氣泡數(shù)量過多，進(jìn)而影響探究結(jié)論的正確得出。

2.2 拓展探究過程的開放性

教科書內(nèi)容的呈現(xiàn)方式應(yīng)當(dāng)有較大的開放性，應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生認(rèn)識到教科書內(nèi)容不是讓他們被動地不假思索全盤接受，而是提供了一些讓他們分析和思考的素材，學(xué)生對教科書內(nèi)容有不同的看法，不僅是允許的，而且是值得鼓勵的。因此，在開展探究實踐教學(xué)過程中，教師可根據(jù)探究自身的特點，有針對性地在探究材料處理、后續(xù)探究課題衍生與再探究等方面，進(jìn)行開放性設(shè)置與優(yōu)化的引導(dǎo)。

利用相同的探究材料進(jìn)行實驗時，一些不同的處理方法有時就會有優(yōu)化結(jié)果現(xiàn)象、提高實踐效率之妙。在“綠葉中色素的提取和分離”探究實踐中，從綠葉中提取到的色素含量是本探究成功與否的重要因素，教師可引導(dǎo)學(xué)生思考：除了控制提取液用量之外，對新鮮的菠菜葉進(jìn)行何種處理可有利于提高色素溶液濃度？新鮮綠葉中水含量比較高，能否通過減少水含量來提高色素溶液濃度？從而進(jìn)一步摸索出研磨前對葉片進(jìn)行脫水處理、獲得色素提取液后進(jìn)行萃取等優(yōu)化處理辦法。

科學(xué)研究與發(fā)現(xiàn)往往需要經(jīng)過周而復(fù)始的質(zhì)疑、實證、辯論、修正后，才能形成一個相對成熟的理論。因此，實驗完成得出結(jié)論之時，其實又是新一輪探究的開始。此時，教師需要積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行開放性再思考，進(jìn)行進(jìn)一步探究。新教材“影響酶活性條件”探究實踐的最后作了如下表述，以引導(dǎo)學(xué)生作進(jìn)一步探究：“不同溫度或pH條件下酶的活性差別有多大？感興趣的話，建議你進(jìn)行定量實驗：用出現(xiàn)同一結(jié)果所需的時間來表示酶的活性，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制不同條件下酶活性的曲線圖?！焙罄m(xù)探究課題的衍生與再探究不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生的探究興趣，更有助于學(xué)生對生物學(xué)核心概念的認(rèn)知更加體系全面。

2.3 提升科學(xué)思維的深刻性

《課程標(biāo)準(zhǔn)》中的教學(xué)建議中指出：理科必須說理，不說理的知識對學(xué)生來說只能死記硬背?！爸v理”就是要讓學(xué)生弄清知識的來龍去脈，搞清生命事件間的因果關(guān)系，從而厘清知識的內(nèi)在聯(lián)系，構(gòu)建起更加堅固的知識體系。新教材中的“探究·實踐”欄目則是一個“講理”的重要平臺，教師可以通過創(chuàng)設(shè)問題情境，就“為什么這么操作”“還可以怎么操作”進(jìn)行充分挖掘，讓學(xué)生充分理解科學(xué)本質(zhì)，提升科學(xué)思維的深刻性。

在“觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂”探究實踐中，教師可設(shè)置以下問題情境引導(dǎo)學(xué)生對“為什么這么操作”進(jìn)行深度分析：①根尖分生區(qū)細(xì)胞顏色淺，其中的染色體也沒有顏色，光學(xué)顯微鏡下無法辨別細(xì)胞所處時期，怎么辦？②細(xì)胞膜具有選擇透過性，堿性染料分子無法進(jìn)入細(xì)胞，如何處理？③如果解離過度，會破壞染色體結(jié)構(gòu)，如何解決？④通過觀察一定區(qū)域視野中各時期細(xì)胞數(shù)量，如何推斷各時期占細(xì)胞周期的比例？同時，在本探究過程中容易產(chǎn)生以下問題：“漂洗”需10 min，時間較長;“染色”后視野中的細(xì)胞呈一團(tuán)紫色，無法清晰觀察。教師可引導(dǎo)學(xué)生探索優(yōu)化方案：將教材中的靜態(tài)漂洗調(diào)整為動態(tài)沖洗;染色1 min后更換醋酸溶液進(jìn)行浸泡，重復(fù)2或3次。

教師通過創(chuàng)設(shè)問題情境，讓探究實踐過程更富有挑戰(zhàn)性，學(xué)生對知識的掌握也更有成就感，更能感受到理科知識特有的美，知識也由此變得富有魅力，令人回味。

面對人教版生物學(xué)新教材中的“探究·實踐”欄目，教師應(yīng)緊緊圍繞“提高學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng)”這一課程理念，充分挖掘本欄目的育人價值，在教學(xué)動機上摒棄好勝心，在教學(xué)目標(biāo)上用現(xiàn)代教學(xué)理念化解沖突，在教學(xué)過程中讓學(xué)生從體驗走向創(chuàng)造，推動學(xué)生從被動的學(xué)習(xí)者轉(zhuǎn)變成主動的學(xué)習(xí)者。這樣才能使本欄目的教學(xué)從知識走向能力，指向人的生活、人的發(fā)展。

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