探究性学习在生物实验教学中的应用

生物学是研究生命现象和生命活动规律的一门自然科学，由于其知识体系的完整性，实验方法探索性，思维训练的独特性等特点，因此在生物实验教学中实施探究性学习对培养学生的创新能力具有十分重要的作用。

一、在生物实验教学中培养学生的探究能力

生物实验课，是进行探究式学习的重要领地。在实验中引入“探究性学习”不仅有利于学生形成概念、掌握理论，而且能激发学生探究精神、创新能力，发挥学生的主观能动性。

在“影响酶活性的条件”中，有“探究温度对淀粉酶活性的影响”、“探究pH对过氧化氢活性的影响”、“探究温度对果胶酶活性的影响”三个探究实验，要让学生做好这项探究，首先要设法激起学生探究的欲望，这就需要从各个方面创设问题情境。可以引导学生回忆初中做过的唾液淀粉酶促进食物消化的实验：当时是将温度控制在什么范围内？为什么要这么做？教师可以将加酶洗衣粉的包装袋带到教室，让学生阅读包装袋上的使用说明，引导他们思考为什么使用加酶洗衣粉时要将温度控制在一定范围内。还可以让学生分析课本上提供的资料：“唾液淀粉酶、胃蛋白酶等都是在消化道中起作用的。不同部位消化液的pH不一样。唾液的pH为6.2―7.4，胃液的pH为0.9―1.5，小肠液的pH为7.6。唾液淀粉酶会随唾液流入胃，胃蛋白酶会随食糜进入小肠。”这段资料表面看起来是平淡的叙述，细细读来是容易引发问题的。如“pH偏中性的唾液中的淀粉酶，随唾液流入胃后，在酸性极强的胃液中还能发挥消化淀粉的作用吗？”“胃液与小肠液的pH差别很大，胃蛋白酶随食糜进入小肠后，还能发挥消化作用吗？”“不同的酶是否需要不同的酸碱度环境呢？”等等。教师再引导学生讨论哪些问题是课堂上可以探究的，哪些问题是课堂上不需探究的，进而确定本小组要探究的问题。教师将这三个实验布置给学生，让他们以小组合作的方式做实验，最终以实验报告的形式上交。

探究性实验着重培养学生科学的思维方法，培养学生的思维能力、分析综合能力和解决实际问题能力。我利用交流讨论，让学生自由发挥，总结实验结论，并且对有质疑的结论进行原因分析，同时也适合不同层次学生的发挥，充分培养了学生的综合能力。

二、在教学中培养学生的自主能力和思维能力

学生学习了基因工程植物体细胞技术杂交后，知道番茄-马铃薯目前通过体细胞杂交技术还没有成功，突发奇想将马铃薯与番茄嫁接，希望通过嫁接培育出一种可以在地上结番茄、地下长马铃薯的新品种。尝试虽然失败了，但难能可贵的是这种创新的想法、勇于实践和而不舍的探究精神。

在教学中不仅要注意培养学生观察、分析、对比和综合知识的能力，而且要以生物学知识为载体，精心组织教材，引导学生抓住主要知识信息，通过逻辑推理，自主地得出结论。应根据自己所设计的创新实验，进行实验验证。在实验过程中，可能出现这样那样的问题，甚至会与预期的结果出现大的偏差，这时教师要认真对待学生实验中出现的问题，及时鼓励学生不要因一、两次的错误而气馁，更不要因一、两次的失败而放弃。杜绝从语言或行动上挫伤学生的积极性，不能使学生“乘兴而来，败兴而归”。要帮助学生发现问题所在并予以纠正，完成实验，让其逐渐养成坚忍不拔之精神，要能经受挫折，承受失败。

三、在实验教学中，积极培养学生养成质疑的好习惯

对未知领域的自主学习，从不懂到懂需要一定的过程，当这过程中遇到的挫折时，教师应鼓励学生要勇于向困难挑战，培养他们吃苦、质疑的精神。在生物探究性实验中，我们曾经让学生动手设计并完成一个验证小麦胚芽鞘向光性特性的实验。要求所有参加的同学结成实验小组，自行设计并独立完成实验。由于收集实验用的纸盒子的任务是交给学生预先课外准备的。纸盒子拿来时，大小不一且颜色五花八门。在完成实验的过程中发现，A小组选的是白色的纸盒子，把纸盒子打开，将萌发的胚芽鞘连培养皿装入盒内，并在盒子的一侧开一个小孔；B小组选的盒子颜色是棕黄色的，在开孔时，剪得孔显得太大了，其他步骤和A组相同；C组选的纸盒子与B组一样，但开的孔比B组小得多，其他步骤和A组相同。实验结果：C组的实验结果最好，B组次之，A组实验结果不明显。结果出来后，学生们发生了争执并产生了疑问。我便趁热打铁组织他们针对实验现象进行质疑和探究并组织学生进行讨论，让学生通过反复的对比各组的实验条件和相互之间的质疑，共同进行探究。终于，他们发现了实验之所以发生误差，A组因为选择的是白色的盒子，单侧光打到植物后面的壁上会产生反光，影响了单侧光的条件；而B组失败的原因在于孔开得太大了，有部分漏光现象，影响了实验结果。根据讨论结果，我又组织他们进行了改善实验条件的探究活动，不少学生经过探索，提出了改善实验条件的方法。如：将盒子内层用黑墨汁涂抹，并在实验时对盒子的外层遮光处理等。在实验过程中，有的学生偶然发现，幼苗已经钻出胚芽鞘的植物，向光性不明显。在书本中没有能够找到合理的解释。于是，我鼓励学生接着这个实验继续往下做，一直做到所有的幼苗都钻出胚芽鞘。整个过程都让学生做好观察和记录，然后组织学生再讨论结果。最后通过实验探索，学生们自行得出了只有在胚芽鞘未破裂之前，胚芽鞘才具有向光性特性的结论。这样使学生对书本所未涉及的知识领域有了一定的新认识。

四、在小课题研究中培养学生的创新精神

教材中的实验大多是经典实验，按照教材中所提供的材料、方法、操作过程做实验，多数是可以得到良好效果的，但有些实验由于材料采集难度大或反应速度慢，持续时间过长等原因，可以鼓励学生尝试新的实验方法以消除原实验中的弊端。如：动物激素喂养小蝌蚪验证动物激素对动物生命活动调节中的作用。该实验首先不适宜城市学校，因为取材困难;其次，蝌蚪变态缓慢，约需1个月;最后，饲喂蝌蚪过程中必须常换池塘水，若以自来水代替，则易造成蝌蚪未及变态而身先死，致使实验失败。学生在教师的鼓励引导下，尝试用胰岛素代替甲状腺激素，用金鱼代替蝌蚪。因而，创新出新的实验方法，由河水中加入甲状腺激素，喂养蝌蚪变为在鱼鳃部注射适量的胰岛素，由于鱼的血糖浓度急剧降低影响了神经系统的功能。15分钟左右鱼昏厥，显示了动物激素对动物生命活动的影响。那么是否是由于胰岛素致使血糖浓度降低而导致昏厥呢？验证方法是：再由鳃部注射适量的葡萄糖溶液，鱼很快复苏。

总之，探究性的学习方式使学生真正成为学习的主人，让学生有更多的空间“消化”、“吸收”知识，有更多的机会思考和实践，有更多的时间发展他们的特长和爱好，能更好地培养他们的创新精神。