高中生物探究性实验教学微探
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作者:赖美英
摘 要：探究性实验活动本就是以提出问题、解决问题为基本线索，在探究过程中学生解决问题的能力、创新能力以及实践能力均将得到较大程度的提高。探究性实验的基本流程大体可分为提出问题，作出假设;分析讨论，设计方案;进行实验，观察现象;分析数据，得出结果;交流表达，反思评价五个环节。在实验过程的每一个环节中，教师都要能够促使学生切实、充分地参与进探究过程中来，从而使学生学习和掌握相关生物知识、实验技能的同时有效锻炼探究能力。本文以人教版教材中《探究酵母菌细胞的呼吸方式》为例，依循于探究实验的基本流程对高中生物探究性实验教学的有效实施进行较为细致地探讨，冀对相关教学工作者有所助益。
关键词：高中生物;探究实验教学;酵母菌;细胞呼吸;教学微探
在高中生物实验中，探究性实验历来占有重要地位，随着新一轮基础课程改革的持续深入推进，近几年高考命题由知识立意向能力立意转化的基本趋势更加明显，高考试题对学生探究能力的考查愈益突出，这是因为探究性实验活动本就是以提出问题、解决问题为基本线索，在探究过程中学生解决问题的能力、创新能力以及实践能力均将得到较大程度的提高。另一方面，高中生物学科核心素养将“科学探究”包含在内，将其作为基本要素之一，则更是凸显了科学探究在新课改中的重要地位。而这同时为一线教师的探究实验教学带来了新的更大的挑战。本文拟以人教版教材中《探究酵母菌細胞的呼吸方式》为例，依循于探究实验的基本流程对高中生物探究性实验教学的有效实施进行较为细致的探讨，冀对相关教学工作者有所助益。
一、 提出问题，作出假设
作为探究式实验教学的第一步，发现问题和提出假设具有非常关键的几乎是提纲挈领的作用。提出问题的同时应能通过合理的引导充分激发学生的探究兴趣，进而调动其参与探究活动的主观能动性。这个前提不具备，学生就不可能全身心投入到探究活动中去，实验教学也不可能取得最佳效果。部分教师不重视这个前导性的教学环节，而只是简单揭示主题，照本宣科，导致整个探究沉闷无趣，缺乏应有的活跃积极气氛，这是应当竭力避免的。就本文所举案例而言，笔者首先利用多媒体设备播放了一段利用酵母菌酿酒及蒸馒头的视频，并与学生的生活经验相联系，引发学生对酵母菌的兴趣，进而让学生结合生活经验和已学的相关知识思考酵母菌细胞是哪种呼吸方式，引出探究主题。有的学生从酵母菌酿酒这一用途上分析认为其细胞采取无氧呼吸方式，有的学生则说香槟打开时喷出的二氧化碳是酵母菌产生的，则由此看来其细胞采取的是有氧呼吸方式。由于疑问的存在，学生就产生了浓厚的探究兴趣，同时也就很自然地产生了两种假设。
二、 分析讨论，设计方案
做出假设后就要设计科学的实验方案去探究和验证。可以先让学生独立思考，结合教师提供的实验用品提出自己觉得可行的方案，然后在教师引导下通过小组讨论、整合、优化，确定最佳实验方案。这里想要强调的是，在这一环节教师的引导和提示是十分重要的，这往往决定着方案的科学性和探究的高效性。在本文案例中，对照原则和单一变量是设计实验方案的基础，笔者是通过问题的形式向学生进行了具体细致的引导，问题如下：
①怎样设置对照实验简便和合适？怎样控制实验中的有氧条件和无氧条件？②怎样检测实验结果？即检验二氧化碳和酒精的生成以及比较两种呼吸产物二氧化碳的多少？③怎样测定实验进程中释放了能量？④怎样保证酵母菌的正常生活？
在学生充分讨论后，笔者和学生一起确定了探究实验方案，并以下表的形式将其主体思路清晰呈现出来：
这一表格清晰体现了实验设计的对照思想和单一变量思想，便于学生能更好地通过本次探究实验掌握这两种重要实验思想。具体的实验原理、步骤及注意事项则采取口头方式加以共同确认。然后各小组领取实验用品，准备进行实验。
三、 进行实验，观察现象
鉴于高中生已具备一定的实验操作能力，在教师强调正确的操作步骤及注意事项后，可让学生按照小组编制动手进行实验，并引导学生正确观察实验现象和记录实验信息。比较简单的实验采取小组间竞争的方式，比较复杂的实验则采取小组间相互合作的方式。若是后者，则需要教师合理分配实验任务，在本文所举案例中，采用的是前者。实验进程中，教师要全场巡回进行监督和指导，有问题随时指出和纠正，本文案例中，实验的安全性和规范性是需要重点注意的两个基本方面，具体来说主要有培养液的配置、自变量（制造有氧、无氧环境）的控制、因变量的检测、无关变量的控制、实验现象的观察等。这些问题虽然在实验方案设计的过程中都加以强调过（注意事项），但事实证明学生在操作过程中还是很容易出现问题，固然有本实验操作和控制难度较大这些客观方面的原因存在，但也从一个侧面反映出学生基本实验技能尚有所欠缺，这给了笔者较深的启发，即在以后的探究性实验教学中不仅要注重学生探究能力的培养，同时也要重视学生基础实验技能的提高。
四、 分析数据，得出结果
在实验探究活动中，数据信息的收集和分析是很关键的一步，教师要在做好指导工作的基础上有意识地锻炼学生提炼核心信息作为验证实验结论的依据的能力。实验结果的分析以及最终结论的得出，宜采取每个小组自由讨论，然后小组与小组之间讨论，最后由教师总结的方式。这样不但能充分调动学生的思考积极性和探讨热度，也能得到比较全面而准确的结论。学生在讨论的时候可随时询问教师，或者教师挨次参与每个组讨论。教师要注重在引导学生得出结论的过程中突出学生的主体性，以强化其成就感和实现自我价值的愉悦感。在本文案例中，需要重点分析的问题主要有实验条件与产物的关系、实验结果与假设是否一致、实验结果是否符合实际、实验误差的原因、实验过程的科学性和严谨性等，通过讨论和分析，最终得出结论：不管是在有氧条件还是在无氧条件下，酵母菌均可进行细胞呼吸;两种呼吸方式都会产生二氧化碳，有氧呼吸比无氧呼吸产生的多;无氧条件下的呼吸作用会产生酒精。 五、 交流表达，反思评价
得出结果后，生生之间、师生之间可进行开放性质的交流沟通，表达自身在探究过程中的体验和感悟，同时有何疑惑亦可现场提出，共同解决。当然最重要的是对整个探究活动过程及其结果、意义、不足等方面进行适当的反思评价，总结经验，吸取教训，以其提升学生的原有认知水平，促进其探究意识和探究能力的发展。在这一环节，教师要善于营造热烈而又不失理性的交流氛围，引导学生积极思考，畅所欲言，同时要把控好节奏，鼓励学生相互接纳和赞赏。在本文案例中，笔者这一环节重点让学生在得出实验结论的基础上回顾和总结了关于细胞呼吸的概念：细胞呼吸是指有机物经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程;细胞呼吸有有氧呼吸和无氧呼吸两种基本方式。这样，既使学生巩固了实验成果，又促进了其对相关知识的理解和强化，从而在一定程度上实现“趁热打铁”的效果，取得了理想的实验教学效果。
六、 结语
综上所述，本文以《探究酵母菌细胞的呼吸方式》为例，依循于探究实验的基本流程对高中生物探究性实验教学的具体实施进行了较为细致的探讨。可以看出，在上述过程的每一个环节中，笔者都力求使学生切实、充分地参与进探究过程中来，从而使学生学习和掌握相关生物知识、实验技能的同时有效锻炼探究能力。这既是探究性实验教学的核心指向，也是确保其最终效果的重要条件，对此教师要仔细体会，努力践行。另外需要指出的是，笔者在教学实践中发现，在探究性实验教学中往往会出现课堂容量小、教学进度慢等问题。经过分析后笔者认为，主要原因在于一个真正让学生参与进来并取得理想效果的探究学习活动，往往是在学生自由探索、反复试错、不断优化探究思路和探究过程的基础上完成的。这就对教学效率提出了较高要求，或者说是对教师的课堂把控能力提出了更高要求，如何进一步提高探究实验教学的效率，还有待于更进一步的探索和实践。本文抛砖引玉，尚盼大家不吝指教。
参考文献：
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作者简介：
赖美英，福建省龙岩市，福建省龙岩上杭一中。
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