谈高二生物教学中实验探究思维的培养

谈高二生物教学中实验探究思维的培养
万州一中  李冬青
生物学是一门以实验为基础的自然学科。现行的教学大纲和将实施的中学生物教学课程标准对中学生物实验均有明确的教学要求。高考考试大纲对考生实验与探究能力的要求是：(1)能独立完成“生物知识内容表”所列实验。包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合的运用。(2)具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。(3)具有对一些生物学问题进行初步探究的能力。包括确认变量、作出假设和预期、设计可行的研究方案、处理和解释数据、根据数据作出合理的判断等。(4)能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修改。所以在历年的高考试题中，实验类试题是重中这重。但从多年高三教学过程来看，学生对实验类试题普遍感觉难度很大，有的同学思路不清，有的是无从下手，更有部分学生甚至对实验类试题产生畏难情绪。这也导致高考中得分不理想。笔者认为解决这一难题，仅靠高三的专题复习和训练是不够的，更重要的是应该在高二的生物教学中就加强实验探究思维的培养，使学生从高中接触生物这门学科开始就逐步理解生物学科中实验的基本原理，实验方法和常用的手段。形成初步的实验探究思维。从而为高三的进一步提高和形成系统的实验探究思维打下基础。
一、认真落实必修教材和选修教材规定的分组实验。
教材中的分组实验也就是高考考试说明“生物知识内容表”所列实验。教材中这些实验的设置，对学生牢固掌握生物学基本知识，培养学生实验与探究能力是非常必要的。生物实验是以认识生命运动的本质和规律为目标的实践。它不是盲目的行为，而是在理性指导下的变革现实的实践活动。教材中的分组实验与教材内容紧密联系，相辅相成。从实验类型看，既有观察类的，如“观察植物细胞的有丝分裂”，也有验证类的，如“生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定”，还有少数探究类的，如“探索淀粉酶对淀粉蔗糖的作用”。在每一个实验的过程中，从实验意念的产生到实验方案的设计，从实验结果的分析到实验报告的完成，每一步都有思维活动，每一步都是思维的结果。所以，生物分组实验有利于把学生带入发现问题 的情境，使学生在分析实验问题之中和在解决实验问题中锻炼思维能力。教学过程中，学生对上实验课都是非常感兴趣的，教师只要组织得当，引导得法，学生就能在完成实验的同时，从中感受到教材中实验设计和操作的规范性和严谨性，从而逐步构建实验的基本框架和形成基本的实验探究思路。这对高三复习教学过程来说，无疑是打下了良好的基础。
二、充分利用教材中的实习、研究性课题、课外读和课外生物科技活动。
由于课程设置的需要，教材中许多实验探究类问题，都设置在教材中的实习、研究性课题、课外读和课外生物科技活动中。这一类的问题的确由于课时的限制我们不可能一一完成。但是在这些材料中有许多对培养学生的实验探究思维是非常有用的。如课外生物科技活动“利用无土栽培技术培养植物”，研究性课题“设计实验，观察生长素或生长素类似物对植物生长发育的影响”，实习“种群密度的取样调查”。对这些材料在教学过程中,我们应当一一进行分析讲解，让学生将这一类问题转化为就象掌握教材中的分组实验一样。此外，还可以从生产实际和学生生活实际引出实验课题，不断明确实验目的意义，不断提出有趣而又有思考性的问题引起学生思考，从而培养和扩展学生的思维。教学中我们如果能够很好的完成这个过程，那么教材中的这些材料就得到了很好的利用。学生的实验探究思维也得到了很好的锻炼。
三、深入挖掘教材中的演示实验和教材中隐含的实验素材。
教材中的演示实验是不多，老师应通过实验的演示，让学生体会实验操作的规范性，减少不必要的失误。同时，应对演示实验进行分析，提出问题让学生讨论。如“渗透作用与水分的流动”，教师完成实验后应该让学生明白渗透装置是如何与植物细胞的结构联系起来的。使他们通过观察教师的演示实验，得出自己完成实验的感受。此外教材中还有大量的实验素材，如光合作用的发现、生长素的发现和证明DNA是遗传物质等。在这些素材中如恩格尔曼的水绵实验、达尔文的胚芽鞘实验和艾弗里的转化因子实验设计都是非常巧妙的。通过对这些科学家实验的分析，学生可以明确生物实验的基本过程，即解决实际问题的基本程序。如果教学中我们注重对这些素材的分析，学生就能从科学家们巧妙构思的实验中学到实验设计探究的真谛，这对培养学生自己的实验探究思维是必不可少的。
四、注重在考试、练习试题的设置中加大实验问题的比例，引导学生实验探究思维的发展。
过去许多教师的教学计划中，总把实验探究类问题安排在高三来复习，而在高二的考试练习中回避这类问题。这实际上是很不利于学生实验探究思维培养的。对学生来说，考试练习是他们平时学习的风向标，考试试题对他们的学习有很大的导向作用。我们在高二月考、期中期末考试试题中，加大实验探究类试题的设置，既有利于固巩高二所学的知识，又有利于学生实验探究思维的培养。更能通过考试使学生不断弥补缺陷，总结提高。同时实验探究类试题的设置，本身也是对实验探究思维的的一种训练。一个具体的实验探究类问题的解决学生的分析、综合、比较、抽象和概括能力都得到了提高，也为高三的专题复习作好了准备。
五、恰当的引用经典的高考试验类试题，增强学生解决此类试题的自信心。
高考中试验类试题对许多高三学生来说是比较难的，那么对高二学生是不是就更难呢？答案是不一定的。如在突破质壁分离和复原这个问题时，我们引用2005•全国卷Ⅱ（30）回答下列（1）、（2）小题。（1）植物叶片表皮上分布有大量的气孔，气孔结构如图所示。当组成气孔的细胞（保卫细胞）吸水后，会膨胀变形，气孔开启；反之细胞失水收缩，气孔关闭。请以放置一小段时间的菠菜为材料设计一个实验，证明气孔具有开启和关闭的功能。要求写出实验材料与主要用具、实验步骤、预测实验结果并作出解释。 实验材料与主要用具：
学生感觉此题非常有趣，而且能够解决。所以如果我们在高二新课教学过程，恰当的引入一些高考试验类试题进行分析，既有利于对教材难点知识的突破，又能吸引学生的注意力，更重要的是通过这类高考试题的分析，能极大的增强学生解决此类试题的自信心。