馬寧

1 研究方法

采用實驗對比研究的方法。選定渭南高級中學(xué)兩個班為研究對象，確定15班（66人）為對照班采用驗證性實驗教學(xué)模式進行質(zhì)壁分離及復(fù)原實驗教學(xué)，主要是教師講解實驗，學(xué)生按部就班地進行實驗操作，最后得出課本結(jié)論，寫出實驗報告;18班（68人）為實驗班，通過生物實驗探究模式進行質(zhì)壁分離及復(fù)原實驗的教學(xué)。教學(xué)實驗中，對照班和實驗班的生物學(xué)由同一名生物教師任教。

2 實驗過程設(shè)計

2.1 對照班教學(xué)過程

在對照班采用常規(guī)驗證性實驗教學(xué)法，即教師在講解滲透裝置和滲透原理的前提下，給出質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的蔗糖溶液條件下及清水處理后，應(yīng)該得到的實驗現(xiàn)象及實驗結(jié)論。然后播放質(zhì)壁分離及復(fù)原實驗演示視頻，并根據(jù)視頻，在黑板上寫出實驗原理、實驗材料和儀器、實驗操作步驟、實驗現(xiàn)象、實驗結(jié)果等內(nèi)容。演示完成后，開始學(xué)生試驗操作，教師在實驗室中觀察學(xué)生操作過程，適時進行指導(dǎo)，強調(diào)學(xué)生注意觀察和記錄所發(fā)生的質(zhì)壁分離和滴加清水后質(zhì)壁分離復(fù)原的情況以及液泡體積和顏色等的變化。學(xué)生實驗完成之后，小組展示實驗結(jié)果，得出課本實驗結(jié)論。

2.2 實驗班教學(xué)過程

采用探究式實驗教學(xué)模式進行教學(xué)，教學(xué)流程圖如圖1所示。

由于教師已對滲透裝置和滲透原理進行了講解，并且演示了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的蔗糖溶液條件下質(zhì)壁分離及清水復(fù)原實驗，使學(xué)生熟悉實驗的操作步驟，然后提出探究問題：蔗糖溶液的濃度改變或者改用其他溶液可以嗎？結(jié)果怎么樣呢？本實驗選用什么樣的蔗糖溶液濃度？針對這些問題，實驗班學(xué)生自主分組并設(shè)計了實驗。

A組使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的蔗糖溶液，B組使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的蔗糖溶液，C組使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的蔗糖溶液，D組使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%的蔗糖溶液，E組使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的硝酸鉀溶液。在實驗過程中，教師要求學(xué)生按照演示實驗步驟和要求來操作，注意觀察和記錄所發(fā)生的質(zhì)壁分離和滴加清水后質(zhì)壁分離復(fù)原的情況以及液泡體積和顏色等的變化。

3 學(xué)生實驗結(jié)果及結(jié)論比較

3.1 對照班結(jié)果

對照班學(xué)生按照黑板上的實驗步驟，重復(fù)實驗過程，完成了整個實驗的小組，所用時間為40 min左右，其中有幾組獲得了較好的顯微照片，也有學(xué)生因不熟悉實驗步驟而未完成實驗，無實驗結(jié)果。但課后對“為什么要這樣做？實驗的原理是什么”，大多數(shù)學(xué)生思路不清，表達不夠準(zhǔn)確，只能復(fù)述實驗過程，不能發(fā)散思維解決實際問題。

3.2 實驗班班結(jié)果

實驗班實驗小組中有少許組未完成實驗，各組均完成本小組對應(yīng)蔗糖濃度實驗，并將小組最佳顯微照片匯總教師操作平臺，由教師整理后投影出來，供全班學(xué)生分析討論。實驗班實驗結(jié)果見表1。

四個小組分別選出了較成功的顯微照片。

展示實驗顯微圖片后，學(xué)生自主提出問題，并組織其他學(xué)生充分討論。教師適當(dāng)?shù)刂笇?dǎo)。討論的主要問題有：

① 蔗糖溶液的濃度不同，實驗的結(jié)果為什么不同？

② 使用的溶液不同，實驗的結(jié)果為什么不同？

③ 液泡的體積、顏色發(fā)生變化的原因？

通過討論和教師的指導(dǎo)，實驗班學(xué)生得出結(jié)論：當(dāng)外界溶液濃度小于細胞液的濃度時，細胞就通過滲透作用吸水，就不發(fā)生質(zhì)壁分離或質(zhì)壁分離復(fù)原;當(dāng)外界溶液濃度大于細胞液的濃度時，細胞就通過滲透作用失水，而發(fā)生質(zhì)壁分離;當(dāng)外界溶液濃度過大，細胞就由于過度失水而死亡;用30%的硝酸鉀時，由于硝酸根離子和鉀離子在細胞開始失水的過程中，被選擇吸收到細胞內(nèi)，使細胞液濃度增大，細胞又吸水，所以發(fā)生的是質(zhì)壁分離后自動復(fù)原;液泡內(nèi)的色素不能通過原生質(zhì)層。

4 生物探究性實驗教學(xué)的思考和建議

4.1 生物探究性實驗教學(xué)的優(yōu)勢

生物學(xué)科中的許多定律和原理都是通過生物學(xué)實驗的研究而建立起來的，實驗設(shè)計能力是學(xué)生實驗素質(zhì)的一個重要方面。經(jīng)過對比性實驗研究表明，探究性實驗與驗證性實驗相比，在提高學(xué)生生物實驗技能、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維方法以及提高生物課程學(xué)習(xí)效率等方面是可行且有效的。生物探究性實驗可以充分發(fā)揮了學(xué)生在實驗教學(xué)中的主體作用，使學(xué)生能夠在實驗教學(xué)中認(rèn)真實驗、主動觀察、大膽提問、積極思考，極大地調(diào)動了學(xué)生的積極性、主動性和創(chuàng)造性。同時，教師在生物實驗教學(xué)技能方面，駕馭教材和課堂能力有了較大提高，教學(xué)思考也更具有前瞻性。

4.2 教師在生物探究性實驗教學(xué)中的角色轉(zhuǎn)變

教師在教學(xué)中應(yīng)注意引導(dǎo)方法的變化，從指導(dǎo)學(xué)生完成實驗操作轉(zhuǎn)變?yōu)樽龊谩疤釂枴钡氖痉叮寣W(xué)生積極參與到實驗設(shè)計、準(zhǔn)備、操作、數(shù)據(jù)分析和結(jié)論推導(dǎo)等過程中去，讓學(xué)生把握規(guī)律和原則，實現(xiàn)知識與能力的統(tǒng)一對學(xué)生實驗設(shè)計能力的培養(yǎng)。教師在上驗證性實驗課時，可在驗證性實驗的基礎(chǔ)上靈活改變實驗的某個條件，讓學(xué)生利用課本實驗的程序，進行簡單的探究實驗。在這樣的“模仿”過程中，訓(xùn)練學(xué)生實驗設(shè)計的思維方式，使學(xué)生初步形成實驗設(shè)計的思路，為實驗設(shè)計實施的可行性奠定良好的心理基礎(chǔ)。教師可通過創(chuàng)設(shè)探究性實驗，讓學(xué)生有更多的機會主動地體驗知識的探究過程，讓學(xué)生的知識水平和探究能力在知識的探究過程中逐漸增長起來，從而激發(fā)學(xué)生的求知欲和好奇心，促使學(xué)生主動探究，讓學(xué)生感受到知識的產(chǎn)生和發(fā)展的過程，成為新知識的探究者和發(fā)現(xiàn)者。

4.3 有待解決的問題

在生物探究性實驗教學(xué)中還有一些問題有待解決，如課時有限，而探究性學(xué)習(xí)耗時多;學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、討論不夠充分;有部分學(xué)生沒有實事求是地參與到實驗和討論中，對教師和學(xué)習(xí)好的學(xué)生的依賴性比較強等，這些都有待在以后的教學(xué)中逐步加以改進和完善。