提高第一堂探究实验课的有效性浅析

“探究植物细胞吸水和失水”是高中必修一较为系统化的第一堂探究实验课，目的是进行科学探究思维的训练，让学生在实验中自主学习、合作探究，从而获得一定的科学探究经验和感悟，为以后的探究活动打下坚实的基础。这一堂课对学生来说是全新的，对老师来说更是一种新的挑战。原因有三：一，学生水平有限，第一次进行系统的探究需要教师在许多方面一一加以指导，无疑课堂容量很大；二，课堂时间有限，按大纲要求这堂课是一课时，如果要充分的进行探究实验课各环节的训炼，一课时明显是不够的；三，课堂教学组织的难度大，基于以上两个原因，加上探究课对教师各方面能力的要求比较高，而教师在这方面的上课经验又不足，如果把握不好很可能把该课上成验证性实验，或因探究时间不足而导致探究流于形式。那么如何解决这些矛盾呢？笔者认为教学内容安排的合理化、课堂教学组织的有序化将对本节课起着关键作用。

以下笔者以“探究植物细胞吸水和失水”为例谈谈自己的一些经验和看法。

一、精心预设，储备基础

1.储备理论基础知识

教师在充分研究了本课的教学大纲和教学目标之后，应采用有效的办法提高学生的相关认知水平和能力水平。如笔者编印了一份测试题，采用了测试的办法来考察学生对“植物细胞吸水和失水的原理”、 “植物细胞原生质层的构成”、“半透膜”、“显微镜的使用”“临时装片的制作”等基础知识的掌握情况，为后续的探究课做好铺垫。

2.谙熟基本实验技能

学生在实验动手操作能力方面普片较差，这堂课需要用到显微镜，而学生对 “显微镜的使用”操作步骤不熟练再加上遗忘，早还给老师了。笔者借来几台显微镜放在班上供他们练习（交代专人管理），这样就不必在探究课上一一指导必备的基本实验技能，既能有效减少占用讲授时间，也能提高学生的学习效率。

3.预计课堂偶发事件和应对的措施

实验课里常有意想不到的事情发生，比如：事先估算的实验时间早就到了，可是大部分学生还没完成实验；全班学生都没找到本该有的实验现象；学生提出你意想不到的小问题，等等，这些问题的解决依赖课前想好应对的预案。所谓的“预则立，不预则废”。

二、合理安排课堂容量，充分探究：

学生学会科学探究的一般方法是本节课的重点之一。本节授课的主线按科学探究的一般过程来进行：发现问题提出问题作出假设设计实验分析结果、得出结论表达和交流 进一步探究，这些环节需要分小组来讨论、合作探究。实践证明， 如果把所有环节都安排在一课时里进行充分的探究是行不通的。那么在有限时间里既要完成教学任务又要有效地达成教学目标；既要让学生有充足的时间进行探究，又要让这堂课更为系统化、条理化，就需要巧妙的组织、安排教学内容。笔者用了两个策略。

教学内容安排策略一：学案导学，部分教学内容在课前消化。

“发现问题、提出问题、作出假设、设计实验”等环节通过课前下发学案，学生自主学习，对接下来要做的实验进行预习，有了初步认知后经讨论，每个小组确定一个假设，以便在实验课上进行探究。然后，教师再把学案收上来批阅，对学生不懂或不足之处予以修改、指正。在实验探究课里主要进行“学生实验分析结果、得出结论表达和交流 进一步探究”等环节。这样可以相当大的减轻课堂教学容量大、教学时间不够的压力，也能按教材规定的在一课时里完成教学任务；同时提高了学生的自学能力，解决问题能力，语言表达能力，又能培养合作精神和创新意识等。 （附学案）

学案如下：

学习任务：探究“植物细胞的吸水和失水”

初步学会作出假设和设计实验

学习活动：各小组成员对要探究的问题进行讨论、交流，并把本组的讨论结果写在学案上。

1.发现问题：生活中的植物细胞吸水和失水的例子有很多，例“腌菜时流出了汁液，表明植物细胞失水”，除此外，你还发现了哪些相关例子？（下面以该例子进行“提出问题、作出假设、实验预期、设计实验”示例）

2.提出问题：（例“植物细胞吸水和失水需要内外溶液存在浓度差吗？”）你提出的问题：___________________

3.作出假设：（例“高浓度下植物细胞会失水，低浓度下植物细胞会吸水”）

你的假设：____________________________

4.实验结果预期：（ 例表）

5.设计实验

（1）实验材料、试剂、用具的选择

材料：桔子皮、菠菜叶、洋葱紫色外表皮、洋葱白色内表皮等，你选什么？理由是什么？还有更好的材料吗？______________________

试剂： 0.3g/ml糖水，0.5g/ml蔗糖溶液、10%KNO3溶液、盐酸溶液、清水等，你选哪几种溶液？

____________________________

用具：观察植物细胞内部结构你选放大镜还是光学显微镜？____________________________

（2）实验方法、步骤

教学内容安排策略 二：分成2课时，教师导航，学生充分探究。

上一课时在老师的引导下，学生分组进行讨论“ 发现问题、提出问题、作出假设、设计实验”等环节，下一课时主要进行“学生实验”和 “分析结果、得出结论表达和交流 进一步探究”等环节。这样学生在老师的指导下有的放矢地讨论得更充分、学得更为深入透彻，既巩固了理论基础知识、提高基本的实验技能，也提升了各种能力。

三、教师有序组织课堂教学，学生高效学习

1、提高课堂教学的有效性

第一节探究实验课，教师都会担心学生毫无经验，而在课堂上面面俱到，想把什么知识都传授给学生， 或担心时间不够无暇顾及学生的反应，一味按事先设定好的程序唱下去，这样处理虽然能比较顺利的完成课堂教学任务，可学生失去了积极性和主动性，课堂失去了生气，造成学习的低效或无效。

教师在教学中充当的是参与者、组织者和导航者，不是传声筒、替代者。因此教师应放心的把自还给学生，大胆放手让他们去干，学生能自主学习的内容应不讲、少讲、讲到点子上。当然，学生首次进行科学探究，在很多情况下无法直击问题的本质，这很正常，如学生不善于提出问题和作出假设，更不懂设计实验。面对这种困境教师应根据实际情况给予详细分析，不合理的假设或实验方案须根据达成的目标耐心地指导，并帮助学生加以修正，也应适时地肯定和鼓励。

如简单的实验步骤只是点点而已，或根本就不用说；有的实验步骤中的操作难点、注意点教师就要详解、强调：

①“ 临时装片制作 ”中的“撕取洋葱鳞片叶紫色上表皮” 步骤是实验成功的关键之一，也是个难点，学生往往把握不好。若教师只是徒手示范操作过程，全体学生无法一目了然地观察整个过程，经常把“撕取”变成“割取”，造成材料太厚而影响到装片的观察效果导致实验失败，造成低效甚而无效学习。笔者采用多媒体的手段播放此过程的操作实况 ，令全体学生都能非常清楚地看到“撕取”的动作，那么在接下来的操作中就少出现差错了，这样学习的有效性就提高了许多。

②讲解“引流” 步骤的操作时要边示范动作边在黑板上绘出示意图，并提示学生引流时注意“吸水纸紧靠盖玻片边缘把溶液吸引过来”的实验技巧。

③实验的注意事项要强调：

a.加盖玻片时动作须“缓慢放下”。

b.观察显微镜时应移动装片寻找理想状态中的细胞。

c.显微镜的载物台应放平，以防装片上的溶液污染载物台。

2.学生活动的高效性、有序性

（1）掌控好课堂秩序

探究性实验集知识传授、技能训练和科研能力于一身。与验证性实验相比，学生的探究冲动更为强烈、探究兴趣更浓，在探究过程中学生会发挥前所未有的创造力和灵感投入实验。往往上这种实验课学生都很兴奋而喧闹不止，课堂纪律较乱，组织不好会影响到教学的顺利进行。因此课前有必要进行课堂纪律和实验规则的教育，以规范学生 ，以便让教学更有序地进行；也需从每个小组中选出小组长进行培训，负责管理本小组。

（2）控制好每个小组探究问题的数量

每个小组提出的问题可能较多，时间有限，只能选择部分有代表性的问题紧紧围绕着实验目的进行探究。本堂课每个小组一般只探究其中一个有价值的问题，以便后续的其他环节能充分的进行探究。不同小组探究的问题可以相同也可以不同，然后在“表达和交流”环节中每小组各派一代表把探究的结果亮出来，一起分享探究的成果。

（3）先行先试，统筹安排探究进程

有的小组较好的提前完成了实验，加以肯定后鼓励其先尝试“进一步探究”环节，而后在其余学生来不及完成“进一步探究”的情况下把实验结果拿出来交流，把学生的探究活动推向高潮。这样，让堂课更为紧凑的进行可以解决探究时间不足的问题。

四、精彩生成，意犹未尽

有了前面的精心铺设和努力，课堂的生成就会有意想不到的精彩。在课堂将接近尾声的时间里，本课出现了几个亮点。

1.点评学生实验时，一些有心的学生除了画出正常质壁分离的细胞外，还画下了看到的气泡，当笔者在多媒体的屏幕上展示出气泡的彩色图片，并说明这是“气泡”时，引起整班学生会心的大笑，真是出乎笔者的意料之外。师生，生生在这一刻达到心灵共通，思维达到共振。教师随之趁势指出了学生的不足之处，及时纠正错误，防止学生在生成中迷失。

2.“分析结果、得出结论”环节中各小组派出的代表们纷纷踊跃的表达出他们是如何得出结论的，结论是什么。课堂气氛很热烈，学生们流露出前所未有的成就感，虽然有的表达得有点乱。这时候，教师除了让学生尽情绽放自己思维感受过程的同时，还要适时的加以肯定，以增强其自信心。

3.实验的时候，学生提出一个令笔者意想不到的问题：0.5克∕毫升的蔗糖溶液里洋葱紫色上表皮细胞并不发生质壁分离。笔者本来是想让学生观察“在0.5克∕毫升的蔗糖溶液下发生质壁分离的细胞没有质壁分离复原的现象”，以此说明“细胞没有产生质壁分离复原的现象表明细胞死亡”，现在事与愿违。在这种超越预设目标的情况下，笔者随机应变鼓励其进一步探究“洋葱紫色上表皮细胞发生质壁分离的蔗糖溶液浓度”。这便是师生互动中的即兴创造，科学的不断进步就是得益于此。教师如果没有及时地抓住这一契机，等于扑灭了学生的智慧火花，也扼杀了更为精彩的课堂生成的可能。预设不是一成不变的，生成也是随处可见的。