陳琳

摘 要：高中生物作為學(xué)科教育的重要組成部分，其主要的教學(xué)方式包括知識教學(xué)與實驗教學(xué)。為更好的幫助學(xué)生建立生物學(xué)科的知識體系，將生物實踐與探究相結(jié)合成為當(dāng)前階段增強(qiáng)實驗教學(xué)課堂效果的重要途徑。為此，本文從生物實驗課程的重要性、科學(xué)探究模式的分層等方面出發(fā)，對實驗課程的具體探究途徑進(jìn)行系統(tǒng)的講解。

關(guān)鍵詞：科學(xué)探究 開放性分層 案例設(shè)計

探究性的生物實驗作為高中生物課程的重要組成內(nèi)容，是提升學(xué)生生物水平，增強(qiáng)學(xué)生實驗探究深度的關(guān)鍵。為此，本文以實際的生物實驗案例作為設(shè)計高中生物學(xué)科科學(xué)探究的重要參考，對傳統(tǒng)實驗活動的改進(jìn)方式提出幾點有效的建議。[1]

一、通過科學(xué)探究，幫助學(xué)生更好的認(rèn)識生物學(xué)科

1.生物實驗課程的重要性

生物實驗的教學(xué)課程主要是指通過實驗儀器進(jìn)行實驗教學(xué)的一種情境教學(xué)形態(tài)。在高中的生物課程中開展實驗教學(xué)，與理科類的其他教學(xué)實驗相同，都是將書本上的抽象知識轉(zhuǎn)化為更加直觀、具體、形象的課堂實踐。與此同時，生物實驗可以將某一原理高度濃縮，并展示給學(xué)生們，幫助高中階段的學(xué)生縮短對生物知識點認(rèn)識與理解的時間。但從教學(xué)論的角度出發(fā)，這種通過實驗進(jìn)行知識學(xué)習(xí)的過程，實質(zhì)上屬于知識教學(xué)的輔助環(huán)節(jié)，在具體的生物實驗教學(xué)中居從屬地位。因此，在進(jìn)行高中生物實踐課程中，有時達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)效果，無法實現(xiàn)預(yù)設(shè)的教學(xué)結(jié)論。雖然生物教師會在一定程度上注意對學(xué)生進(jìn)行實踐技能、實驗方法、自主探究等方面的系統(tǒng)訓(xùn)練，但從教學(xué)整體方案設(shè)計來看，實驗課程仍舊處于次要地位。[2]

2.運用科學(xué)探究的方式，提高學(xué)生對生物學(xué)科的理解

針對這種情況，課程標(biāo)準(zhǔn)中人提出科學(xué)探究的理念，幫助教育者通過全新的視角動態(tài)的對實驗教學(xué)進(jìn)行解讀。強(qiáng)調(diào)在高中階段的生物課程中，將反映“完整的畫面”作為生物科學(xué)探究的重點。具體來講，就是將科學(xué)探究作為學(xué)生進(jìn)行生物學(xué)習(xí)的基本途徑，幫助他們更好的認(rèn)識生物世界，并建立起系統(tǒng)的科學(xué)理解體系，從而對生物學(xué)科的基本規(guī)律產(chǎn)生自己的領(lǐng)悟。在此基礎(chǔ)上，教師應(yīng)該合理的運用科學(xué)探究的教學(xué)模式，提升生物實驗的實際教學(xué)效果，轉(zhuǎn)變實驗課程的傳統(tǒng)教學(xué)方式，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的實踐操作能力、自主創(chuàng)新能力，提倡學(xué)生保持質(zhì)疑態(tài)度與實證精神。為此，營造開放、自由、個性的科學(xué)探究平臺、為學(xué)生提供更加多元的思維環(huán)境、破除生物學(xué)科的封閉性、引用現(xiàn)代化的教學(xué)模式等，是當(dāng)前階段提升高中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的有效途徑。[3]

二、在實驗中進(jìn)行科學(xué)探究的分層與面臨的問題

1.生物科學(xué)探究實驗的開放性分層

美國的學(xué)者施瓦布將科學(xué)實驗分為三個層次，相關(guān)專家根據(jù)多年的實踐基礎(chǔ)添加一個環(huán)節(jié)，將實驗的開放層次分為提出問題、實驗方法、具體步驟以及答案四個層次，按照探究層次的不同，按步驟進(jìn)行試驗，驗證相關(guān)的成果。不同探究層次，生物實驗的難易程度也有所差別，零層次科學(xué)探究為學(xué)生提供問題、實驗器材、步驟以及答案四個方面的條件，一般被稱為驗證性的實驗。一般而言，除驗證性實驗之外，演示性實驗以及學(xué)生實驗也都可以歸納為零水平的探究層次，適合剛接觸生物實驗的學(xué)生。隨著學(xué)生學(xué)習(xí)程度的加深，對科學(xué)基本精神的領(lǐng)悟力加強(qiáng)，實驗的問題確定、實驗程序以及相關(guān)結(jié)論等方面的開放性也在逐步加強(qiáng)，直至完全開放的探究程度。

2.探究性生物實驗面臨的問題

新課程改革的生物實驗教學(xué)中，將這種開放式的分層探究引入到實際的課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，使得實驗的教學(xué)效果有了顯著的提高。與此同時，一個較為突出的問題是高中階段學(xué)科教學(xué)的時間與知識量都有著明確的規(guī)定，相較于知識性學(xué)習(xí)，探究性學(xué)習(xí)占用的時間更多。部分教師為達(dá)成階段性教學(xué)任務(wù)，在進(jìn)行生物實驗教學(xué)時，更傾向于選擇開放性較低的實驗探究層次。一方面部分教師為保證實驗課堂的教學(xué)紀(jì)律，實現(xiàn)對課堂的全面控制，通常會事先給出實驗結(jié)果，降低開放性探究性生物實驗的比重。另一方面，一些教師在生物實驗經(jīng)驗、技能水平等方面的限制，也會在一定程度上降低探究實驗的開放水平。

三、生物實驗科學(xué)探究的案例設(shè)計與分析

以高中階段生物課程的“酶的催化效率—過氧化氫分解”為實驗對象，進(jìn)行案例分析。

1.提出問題

通過知識遷移，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想到已經(jīng)學(xué)習(xí)催化劑化學(xué)反應(yīng)的相關(guān)內(nèi)容，并提出“催化劑和化學(xué)反應(yīng)之間是否有對應(yīng)關(guān)系？”“催化劑改變化學(xué)反應(yīng)速率的方式？”等問題。

2.進(jìn)行假設(shè)

教師布置相應(yīng)的教學(xué)任務(wù)，組織學(xué)生進(jìn)行資料收集、小組討論，并提出實驗的假設(shè)。

3.實驗準(zhǔn)備

（1）知識準(zhǔn)備

教師布置預(yù)習(xí)任務(wù)時需要有側(cè)重點，引導(dǎo)學(xué)生閱讀重點學(xué)習(xí)內(nèi)容，例如過氧化氫、二氧化錳以及三氧化鋁的性質(zhì)，并聯(lián)系實際生活中的物品。

（2）器材準(zhǔn)備

試管，衛(wèi)生香，火柴，過氧化氫，二氧化錳，三氧化二鋁，雞肝勻漿（新鮮的和不新鮮的各一份），馬鈴薯勻漿（生的和熟的各一份）等。

4.生物探究實驗得出的結(jié)論

（1）二氧化錳，三氧化二鋁，雞肝勻漿，馬鈴薯勻漿，能加快過氧化氫的分解速率，故能作過氧化氫分解的催化劑。

（2）如果采用新鮮的雞肝勻漿或者是生的馬鈴薯勻漿放入到試驗過程中，得到的反應(yīng)速度要快于二氧化錳以及三氧化鋁的催化效果，因此得出結(jié)論前者的催化效率大于后者。

結(jié)語

以科學(xué)探究為基礎(chǔ)的實驗教學(xué)模式不僅能夠有效提升學(xué)生對生物實驗課程的參與度，培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力與自主探究的科學(xué)精神，還能在一定程度上夯實高中學(xué)生的生物基礎(chǔ)，實現(xiàn)學(xué)以致用的教學(xué)目的。為此，教師在設(shè)計生物實驗教學(xué)方案時，應(yīng)以新課標(biāo)的指導(dǎo)為實驗教學(xué)改革標(biāo)準(zhǔn)，深度挖掘科學(xué)探究的實質(zhì)內(nèi)涵、轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)實驗?zāi)Ｊ健⒗瞄_放性試驗的分層，為學(xué)生驗證精神、探究精神等全面發(fā)展提供更加廣闊的平臺。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱慧.高中生物探究性實驗教學(xué)存在的問題及對策[J].內(nèi)蒙古教育，2017（8）.

[2] 房佳.基于“學(xué)案導(dǎo)學(xué)式”視頻開發(fā)的高中生物實驗教學(xué)研究[D].南京師范大學(xué)，2011.

[3] 何鳳榮.探究提升高中生物實驗教學(xué)的有效方法[J].儷人：教師，2015（23）：125.