浅谈高中生物探究性实验教学设计思路

2022-09-12

生物学是一门以实验为基础的自然学科, 在生物学实验教学活动中, 培养学生的动手、动脑和观察自然事物的能力;同时, 通过增添一部分探究性实验的内容, 还可以进一步提高学生的生物学综合能力。通过开展探究性实验的教学活动, 有利于促进学生学习方式的转变, 全面提高学生的科学素养和学生综合素质。下面笔者仅结合自己在实际教学中的情况, 谈谈自己对生物探究性实验教学设计的一些策略。

一、变验证性实验为探究性实验, 增强实验的探究性

在高中生物人教版第三章第三节中的“叶绿体中色素的提取和分离”实验, 在实验教学过程中, 我鼓励学生作了以下探索:首先, 可以对实验材料进行探索性的改进, 不仅拘泥于教材上建议的用菠菜作为实验材料, 问学生是否可以选择在同一季节中常见的其他植物?如大白菜、小白菜、玉树、万年青、莴苣、紫色鸭跖草等。让学生自主选择他所喜欢的几种植物, 设计实验程序, 根据不同植物的色素在层析后滤纸条上的色素带的宽窄和颜色的深浅, 来比较不同植物中各种色素含量的多少, 并且可以编制出一组对照表;其次, 根据教材上的提示, 层析液的配方还有不同, 从而引导学生配置不同配方的层析液来探索效果更好的一组配方;第三, 由于研磨液与色素溶剂的体积比例的不同, 也可能造成实验结果的差异。因此在实验过程中, 也可以从这些方面来引导学生设计实验, 进行实验探究。

二、变课堂教学中教师的演示实验为学生的探究实验, 使学生的动手能力和大脑的思维活动能够得到同步发展

演示实验可以激发学生的学习动机、增强感性认识、启发学生积极思考。但是演示实验的不足之处在于学生始终处于被动地位, 不能主动参与探究。若改为教师一边讲解, 一边引导学生进行探究就可以弥补这一不足。

高中生物人教版第三章第一节中“比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率”的实验, 可作为演示实验进行探索性教学。为了证实酶的高效性, 课堂上需演示过H2O2溶液分解成水和O2的实验, 目的在于让学生学会探究“酶的催化效率”的方法, 以及“比较过氧化氢酶和Fe3+催化效率的高低”。首先, 在制备肝脏研磨液的时候, 就可以向学生提出:为什么要选用新鲜的肝脏?学生会回答新鲜肝脏中过氧化氢酶的含量高。老师又问:为什么长时间放置的肝脏中过氧化氢酶的含量会降低呢?这时学生回答就会比较多了。有的说:酶分解了。也有的说:酶失活了。这时老师就可以把学生引向酶的成分问题, 以及长时间放置后肝脏会发出腐败的臭味是什么原因。这样学生就很容易联想到肝脏中的过氧化氢酶被微生物分解了。紧接着老师还可以问学生为什么要将肝脏研磨成匀浆?当向试管中滴加肝脏研磨液和氯化铁溶液之前, 问学生可能会有什么现象产生?让学生预想, 进一步通过实验现象来验证他的预想, 这样有助于增强学生的学习兴趣。最后让学生相互讨论得出:过氧化氢酶的催化效率高于Fe3+的结论。并进一步概括得出酶的高效性。

三、认真组织学生开展生物探究性实验和和课外探究性活动

按照新的课程标准的要求, 教师应该打破课堂内外的约束, 有计划的安排需要较长时间才能完成的活动, 包括必要的调查、访问、参观等。充分利用各种教学资源, 保证活动时间的落实。教学时间毕竟有限, 有些探究性实验要求的时间又比较长, 不可能在课堂内完成。如:植物必需的矿质元素的探究、植物向性运动的实验设计、生长素对植物生长发育的影响、甲状腺激素对小蝌蚪生长发育的影响等探究实验, 可引导学生设计好实验方案以后, 安排学生利用课后的时间进行具体的探究。还可以搞全天候开放的探究性实验室, 由学校提供实验设备和场所, 由学生根据自己的想法和爱好来进行实验设计和实验操作, 实验教师只作辅助指导, 实验材料由学生自己准备。

四、认真设计实验习题, 通过探究性实验教学, 帮助学生实现知识的深化和拓展

在教学过程中, 教师精心设置实验习题, 并鼓励学生设计实验方案去独立完成实验探究, 有助于培养学生的探究能力和思维能力。例如在学习光合作用后, 可设计如下问题:请根据所学知识设计实验 (一组或几组) 说明植物光合作用产生了O2。还可以设计实验证明光合作用要消耗CO2。学生自己通过查阅资料相互商讨, 提出了自己的方案。如有的学生重做普里斯特利的实验, 有的学生在此基础上进行适当的改进, 用Na HCO3溶液来提供CO2等。对于这些方案不要立即去评判它的好坏, 最好让他们通过自己动手做实验去证明自己方案的可行性。虽然他们探究的实验早有定论, 但只有让学生作为主体, 自己动手去探索、去发现, 才能真正体验和领悟到科学探究的快乐。这是传统应试教育很难达到的教学效果。

摘要:本文结合笔者的教学实际, 谈谈自己对生物探究性实验教学设计的一些策略。

关键词:新课程理念,高中生物,探究性实验,教学设计