張小玲 李亞軍

摘 要： 生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，在高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)過程中開展探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)即以“探究性教學(xué)”理論為指導(dǎo)，通過開展探究性實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)過程技能。以“影響酶活性的條件”實(shí)驗(yàn)為例對(duì)科學(xué)過程技能進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞： 科學(xué)過程技能 高中生物 探究性實(shí)驗(yàn)

引言

生物學(xué)是一門自然科學(xué)，也是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，生物學(xué)中的理論知識(shí)往往是通過對(duì)大量生物現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的綜合分析得出的。由于新課標(biāo)重在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)過程技能，開展探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，既能通過規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能，又能培養(yǎng)學(xué)生的綜合探究能力并樹立實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。以人教版高中生物必修1《分子與細(xì)胞》為例，探究性實(shí)驗(yàn)占總實(shí)驗(yàn)數(shù)量的45%。探究性實(shí)驗(yàn)中的科學(xué)過程可以概括為以下6個(gè)步驟：提出問題、作出假設(shè)、制訂計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃、得出結(jié)論、表達(dá)和交流。

1.科學(xué)過程技能的定義

“科學(xué)過程技能”包括：觀察、應(yīng)用時(shí)空關(guān)系、分類、應(yīng)用數(shù)字、測量、傳達(dá)、預(yù)測、推理、控制變因、解釋數(shù)據(jù)、形成假設(shè)、下操作型定義、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)十三項(xiàng)技能。

2.例談科學(xué)過程技能在探究性實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

就實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何融入科學(xué)過程技能這個(gè)問題，這里以人教版高中生物必修1《分子與細(xì)胞》中“影響酶活性的條件”探究性實(shí)驗(yàn)為例，對(duì)科學(xué)過程技能進(jìn)行探究。

2.1實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備好所需要的材料和用具，同時(shí)教師提供材料，引發(fā)學(xué)生聯(lián)想。比如加酶洗衣粉包裝袋上的適用溫度范圍標(biāo)注這類與學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)相關(guān)的材料容易引起學(xué)生的好奇心和探究動(dòng)力，同時(shí)能作為探究實(shí)驗(yàn)課的絕佳導(dǎo)入。

2.2探究性實(shí)驗(yàn)的基本步驟

2.2.1發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和作出假設(shè)

讓學(xué)生閱讀材料發(fā)現(xiàn)問題并提出問題，針對(duì)提出的問題作出假設(shè)，這兩個(gè)基本步驟啟動(dòng)、激勵(lì)了探究培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維能力和提問能力，接下來小組交流要探究的問題和假設(shè)，問題如：“溫度是否會(huì)影響酶的活性”；“pH值對(duì)酶的活性有沒有影響”等。假設(shè)如：“溫度會(huì)影響酶的活性”；“pH值對(duì)酶的活性有影響”等。

2.2.2設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

本次探究實(shí)驗(yàn)分為分實(shí)驗(yàn)一“探究溫度對(duì)酶活性的影響”和分實(shí)驗(yàn)二“探究pH值對(duì)酶的活性的影響”。例如分實(shí)驗(yàn)一，首先，設(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)的自變量為溫度、因變量為碘液的顏色、對(duì)自變量控制和因變量的檢測。其次，組織各組自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選擇哪一種酶和實(shí)驗(yàn)材料用具做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)要分為幾個(gè)步驟，根據(jù)本組的假設(shè)，你預(yù)期會(huì)看到怎樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。選擇淀粉酶作為實(shí)驗(yàn)材料，而不選擇過氧化氫酶，因?yàn)檫^氧化氫酶受溫度影響會(huì)分解。設(shè)計(jì)三組實(shí)驗(yàn)：高溫組、低溫組和常溫組。觀察指標(biāo)是看碘液是否變藍(lán)。最后，看本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中有無需要改進(jìn)的地方，繪制出表格。

從表格中發(fā)現(xiàn)初步設(shè)計(jì)是否存在不合理的地方，比如加入的可溶性淀粉溶液是否遵循等量原則；考慮到酶是蛋白質(zhì)這個(gè)性質(zhì)，應(yīng)該先加入冰水，后加入沸水分別進(jìn)行現(xiàn)象觀察。學(xué)生通過自主討論發(fā)現(xiàn)并改進(jìn)需要改進(jìn)的地方，再形成小組的實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行表格再設(shè)計(jì)以便記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在教師的引導(dǎo)下學(xué)生在自主交流討論的過程中體驗(yàn)了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的探究，同時(shí)語言表達(dá)、交流和評(píng)價(jià)能力也得到了很大提高。

2.2.3進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

這是決定探究性實(shí)驗(yàn)成功與否關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，也是科學(xué)過程技能中的關(guān)鍵步驟。教師引導(dǎo)學(xué)生按照最終的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行操作。教師提出要求：實(shí)驗(yàn)探究組內(nèi)要有明確分工，引導(dǎo)學(xué)生注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，是否與預(yù)測相符，做出的假設(shè)是否得到了驗(yàn)證，并認(rèn)真記錄。在這個(gè)過程中學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力都得到了增強(qiáng)。

2.2.4分析結(jié)果、表達(dá)和交流、進(jìn)一步探究

教師組織學(xué)生闡述觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，怎樣得出此類結(jié)論的。再進(jìn)行探究結(jié)果的交流。提出實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的疑問，如：是否出現(xiàn)與預(yù)測截然相反的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，嘗試對(duì)“意外”現(xiàn)象作出假設(shè)，并設(shè)計(jì)方案進(jìn)行進(jìn)一步假設(shè)，引導(dǎo)學(xué)生提出新的問題或?qū)υ囼?yàn)中遇到的問題進(jìn)一步探究。在這一過程中發(fā)展學(xué)生的交流能力和發(fā)現(xiàn)新問題并解決新問題的能力。鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步探究，能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神及探究不息的科學(xué)態(tài)度，學(xué)生獲得大量生物學(xué)知識(shí)的同時(shí)，對(duì)生物學(xué)的興趣和熱愛也得到培養(yǎng)。

結(jié)語

學(xué)過程技能在高中生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生能力方面有不可替代的作用，有助于貫徹高中生物新課程的核心理念——提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。在探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)過程技能，教師應(yīng)該把握其整體性和靈活性，根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)和學(xué)生的認(rèn)知水平?jīng)Q定需要各項(xiàng)技能，講究實(shí)驗(yàn)和技能的融合性。目前我國對(duì)科學(xué)過程技能在生物新課程教學(xué)中的體現(xiàn)仍處于初級(jí)階段，需要進(jìn)一步研究和探索。

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