浅述生物实验与探究性学习的关系

摘要：生物学是一门以实验为基础的科学，实验是生物学的组成部份，在中学生物学教学中有着重要的作用，生物实验是探究性学习的一个重要途径。由于生物学实验本身就是科学探究的过程；生物学实验作为探究性学习的教学策略引导学生改进教学实验，也可变验证性实验为探究性实验，指导学生设计探究性实验。

关键词：探究性学习； 变验证性实验； 探究性实验

在这些年的教学中笔者感觉在探究性学习中有一个重要途径，那就是通过“生物实验”。由于生物学是以实验为基础的一门科学，发掘生物学实验在探究性学习中的功能，对培养学生创新精神和实践能力具有重要作用。因此我们在生物学教学中实施探究性学习，可以在实验教学方面作一些思考和探索。

一、生物学实验是探究性学习的一种重要途径。

1.生物学的学科特征决定了生物学是 “以实验为基础”的基本特征。

生物学实验是生物发展的最现实、最生动、最有效的载体。在实验中学习生物学无疑是最有效和最重要的学习方法之一。在生物学实验中，学生通过实验认识和研究生物学，掌握生物学基本原理和基本技能，初步学会生物学研究的实验方法。例如：在《光对鼠妇生活的影响》试验中，学生通过亲自动手实验，发现光确实对鼠妇的生活有影响：喜欢生活在黑暗处。通过试验学生不仅牢固地掌握了新知识而且还懂得了实验的基本操作。

2.生物学实验本身就是科学探究的过程。

生物实验是人们认识和研究生物的一种科学方法，是人们有计划地实施探究性实践活动的过程。因此，生物学实验过程本身就是一个创造性地探究的过程。例如“试管婴儿”的实现，就是一个创造性地探究过程。生物学中的生物学实验，虽然绝大多数是对生物及其生命运动的再认识，但这一过程与科学家进行的科学研究中的生物学实验是一致的。学生若在实验过程中积极地动脑动手，体验科学家科学探究的过程和方法，就会获得科学探究的乐趣和成功的喜悦。所以，在学生学习生物学过程中，完全可以利用实验这个手段进行探究性学习。

3.生物学实验为探究性学习中验证假说提供了科学方法。

学生在探究性学习中，针对发现的问题，利用自已有的知识和经验，收集和整理资料好信息，作出预测的结果，再通过生物学实验对提出的预测进行证实，这样，生物学实验不仅使学生了解好初步学会探究性学习的主要方法，也为学生将来从事科学研究提供了一种方法。

二、生物学实验促进探究性学习的教学策略。

1.引导学生改进教学实验。

统的实验教学并不提倡学生对实验现象质疑，也不提倡提出与众不同的见解。过去教科书上的演示实验和学生实验，基本上都是验证实验，只需模仿，不需研究。现在，我们可以有意暴露教学实验中的不足，引导学生发现问题。书上的教学实验不是每一个都能在较短时间内顺利完成的，常常需要教师在课前作些改进。若将这些问题暴露在学生面前，可以促使他们去思考和发现问题，从而引导学生去改进教学实验，去研究教学实验。例如“叶绿体中色素的提取和分离”实验，存在着实验材料菠菜易受地域、季节等因素限制，实验步骤繁琐，实现现象不明显等问题，就可引导学生从实验材料、实验步骤、实验方法等进行改进和研究。

2.变验证性实验为探究性实验

中学生物学科的实验从学生认知角度可以分为验证性实验与探究性实验。验证性实验是在一个完整的实验框架下针对已知的实验结果加以验证，验证实验结果是否能呈现原理所描述的现象，目的是验证并巩固习得知识并培养学生的各项实验技能；探究性实验是在教师的引导下，让学生发现问题，提出假设，制定计划并通过自己实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认知活动。

相比探究性实验的教学过程，验证性实验在学生基本实验技能的培养、易于教师讲授等方面具备优势。其不足在于如果学生只是按部就班地通过实验来验证教师讲授的科学知识是否正确，这样的学习没有基于学生原有经验，没有引发学生的高层次探究思考，没有学生主动地建构知识，学生获得的只是表面的、肤浅的知识，教学效果往往是低效的甚至无效的。但是考虑到各种客观条件和学生探究能力有限等实际因素，教材的部分实验流程设计的编写仍然是让学生根据课本设计好的方案，由教师提供实验材料与仪器，再让学生动手操作，最后填写“实验报告”。

以生物学实验作为探究性学习的途径，就应该尽量变“验证性实验”为“探究性实验”，恢复其探究性的本来面貌。为此，挖掘教材中的验证性实验，探求其中可转化为探究性实验的内容，将其设计为探究性实验。

如“生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定”是一个验证性实验，我们可以多提供一些实验材料，让学生进行对照实验；可以让学生探究可溶性还原糖和蛋白质的鉴定所需温度条件（室温、体温、隔水加热、酒精灯直接加热）对反应速度和颜色的影响；可以让学生探究双缩脲试剂和斐林试剂是否可以相互替代，等等。

在实际教学中，教师能否选择性地将教材中的一部分验证性实验改为探究性实验，提高实验教学的有效性呢？

下面以《绿叶在光下制造淀粉》实验课的教学实录来探讨这一问题。

教师：如果绿叶在光下制造了淀粉，我们可以用什么办法把淀粉检验出来？

学生：可以用碘液。

教师：是否可以直接把碘液滴到叶子上进行检验？觉得可以的同学亲自试一下？

学生（经过尝试）：不行，叶片是绿色的，会遮盖蓝色的现象。而且叶子表面的结构也会阻碍碘液的渗透。

教师：那怎么办呢？

学生：可以去除叶片中的叶绿素和破坏叶表面的结构。

教师：如果想办法去除掉叶片中的叶绿素，排除了色素对实验的干扰，将碘液滴在去除掉叶绿素的叶片上，出现蓝色现象。是否就说明了绿叶可以在光下制造淀粉？（学生讨论……）

学生：不可以。因为无法证明叶片中的淀粉是叶片制造的，还是本来叶片中就有的淀粉；而且，也无法证明叶片中的淀粉一定是光下制造的。

教师：请同学们设计实验，想出方法解决这两个问题。