浅谈中学生物实验及探究实验的教学过程

浅谈中学生物实验及探究实验的教学过程

周青

江西省抚州市第一中学 

摘要：受教育理念、实验条件、授课时间等多种因素的制约，生物实验课一般是在教师讲课之后进行，实验基本上属于验证性实验。这种实验具有严密的逻辑性，但这种教学不是以学生为主体，不能让学生自主地探索。随着教学理念的改变，更多教师倾向于探究性教学，它可以使学生由“被动实验”变主动探究，激发学生做实验的热情以及提高学生的思维能力。

关键词：探究性实验；酵母菌；细胞呼吸

1、目前我国生物实验的特点及缺陷

由于很多学校受实验设施、场地、授课时间等多种因素的制约，生物实验课一般是在教师讲课之后进行，实验基本上属于验证性实验。这种实验具有严密的逻辑性，有利于学生掌握实验步骤、巩固所学知识，也便于教师管理等特点，但这种教学不是以学生为主体，不能让学生自觉地、主动地探索，不能发现事物发展的起因和事物内部的联系，很难建立自己的认知模型和学习方法架构。

2、探究性教学在生物实验中的功效

2.1可以使学生由“被动实验”变主动探究。传统验证性的实验是一种“被动实验”。而探究性教学的理念不同，它是在实验之前，教师只是提供实验的条件，只是进行大体的引导，如何做？采取什么样的步骤、程序？都是由学生自已来完成。在这一过程中，学生可以根据自己的理解，采取各种方式、方法，大胆地进行各种尝试，自己解决或在教师的启发下解决实验中遇到的困难和问题。因而，实验的过程是一种主动探究自然界、生物界无穷奥秘的过程。

2.2可以激发学生做生物实验的热情[1]。探究性教学的一个最大的特点是探究性，在实验教学中这种探究性主要源于实验过程的未知性。这种未知性包括实验过程中遇到未知的干扰因素、事先未设计好的解决办法和未知的结论等。正是由于这种未知性，才增加了实验的吸引力和魅力。中学生正处于极具好奇心、求知欲旺盛的年龄阶段，这种未知性刚好可以满足它们的好奇心和求知欲。所以，在这种欲望的驱使下，学生通过做实验以探究其中奥秘的积极性和热情会高涨。

2.3可以提高学生的思维能力，培养其创新精神[1]。正是由于在探究性教学理念支配下生物实验过程中的未知性，从而增加了实验的难度。学生在实验的过程中，对出现的问题和困难未必都能加以解决；同时，全班同学未必都能得到正确的结论，其实这正是自然科学之本然。通过这一实验过程，使学生真正懂得自然科学的本质，深刻理解自然探索的艰难性和曲折性，从而不断培养科学的思维能力和创新精神。

3、“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的教学过程

酵母菌属于兼性厌氧型微生物，可用来研究不同的细胞呼吸方式。通过实验探究酵母菌在不同条件下的产物，锻炼学生的实验设计能力，并通过对探究结果的检测，理解酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸的条件、结果以及实质，提高学生的科学素养。

由于本实验耗时太长，教师通常向学生展示演示实验，学生缺乏主动性和探究性。为了实现探究性教学，需要教师引导学生自己设计实验方案，再让学生动手完成实验过程。为此，笔者认为教学过程应做以下调整：

3.1新课导入

创设情境如气球可以不用嘴吹气，也不用打气筒打气，用矿泉水瓶就可以吹起来，把气球套在装有酵母菌培养液的矿泉水瓶上就行，引出与其相关的酵母菌，激发学生学习兴趣。

3.2提出问题

酵母菌有氧和无氧呼吸是否都能产生CO2 ？酵母菌产生酒精是进行了有氧呼吸还是无氧呼吸呢？如何检测CO2和酒精呢？

3.3实验设计

让学生分组设计实验方案。教师先提示教材实验装置的原理及缺陷，如：实验装置的气密性较差、有氧和无氧实验条件较难控制、有没有方法制备氧气、教材中只说明实验装置放置在25~35℃的环境中培养8~10h，耗时太长等等，启发学生思考。教师提示学生可以注射器代替锥形瓶，并用带活塞的输液管连通注射端口[2]。然后小组讨论设计实验方案和实验装置，并小组间进行交流、分享各自的设计思路、主要的实验步骤等，着重讨论设计的创新之处。最后教师点评各小组的实验设计，师生共同完善实验方案。通过师生、生生互动，质疑改进，激发每个学生的参与兴趣，充分发挥学生的聪明才智。

3.4学生分组探究

学生明确实验方案、方法步骤后即迫不及待地开始实验。组员之间相互配合，分工明 确，学生分组完成实验操作，包括组装装置、酵母菌活化、试剂添加、CO2检测、发酵液中酒精的检测等等。学生以“小科学家”的角色经历科学探索的全过程，亲身体验实验带来的快乐。

3.5实验结果及分析

学生将实验结果填入实验报告中。有氧装置和无氧装置中的溴麝香草酚蓝水溶液均变为黄色，但有氧呼吸组溶液变黄的时间明显短于无氧呼吸组，无氧呼吸组酸性重铬酸钾溶液变成灰绿色。有部分学生发现有氧呼吸组和无氧呼吸组中的发酵滤液与酸性重铬酸钾反应后都出现了灰绿色这一现象后，学生并未忽略而是大胆质疑：为什么有氧呼吸组也能使酸性重铬酸钾变为灰绿色，教师及时点拨并让学生讨论得出酸性重铬酸钾也能与葡萄糖发生氧化还原反应。

3.6 实验总结，知识拓展

学生通过实验掌握了酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的条件、产物、实质，然后教师提出问题让学生对知识巩固，如①利用酵母菌酿酒的主要阶段为：加料、接种、通气培养、密封发酵。通气培养目的是什么？密封的目的又是什么？②中耕松土的目的是什么？③稻田也要定期排水，并严格控制水位的目的是什么？将学习引向深入，为下节课的学习铺设道路， 提升学生自主、合作学习和探究的兴趣和热情，培养学生的科学素养。

4、小结

    要提高学生的学习兴趣，就应该充分调动和发挥学生主体性的学习方式，促进学生在教师指导下主动地学习。改变学科本位的观念，注重探究性实验，培养学生分析、解决问题的能力。基于此，在实验教学过程中，学生应该在教师的指导下小组合作设计实验方案、对教材中实验设计的不足提出改进及自己动手操作，使学生在实验中发现问题并自己解决问题等。这不仅有利于学生基础知识和基本技能的掌握，更能发展学生的探索精神和创新能力，提高学生的生物科学素养。

参考文献：

[1]张丽娅.普通高中生物实验探究教学的研究与实践[D].福建师范大学,2002.8.25.           

[2]郑荣铃,林晓. “探究酵母菌细胞的呼吸方式”的实验改进[J].中学生物学，2017，33（2）：46-47.