苏永元
《全日制普通高级中学生物教学大纲》（试验修订版）在课程目的第 3条指出：学生通过高中生物学的学习，“初步学会生物科学探究的一般方法，具有较强的生物学基本操作能力、收集和处理信息的能力、观察能力、实验能力、思维能力和解决问题的能力”。探索性实验是指学生在不知晓实验结果的前提下，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识活动，由于这种实验条条框框少，不限制学生思维，所以它不仅能激发学生对所学知识的浓厚兴趣，还能培养学生观察问题、分析问题、解决问题的能力，对于培养学生良好的科学素质及逻辑思维、创造思维能力大有好处。下面结合本人的教学实践谈谈在高中生物教学中开展探究性实验教学的尝试与思考。
1.高中生物教学中积极开展探究性实验教学的尝试
1.1课堂教学中有意识地对学生进行探究性实验方法的训练
课堂教学中，教师一方面除了要求学生学习生物科学的基础知识；另一方面要对学生进行最基本的生物科学研究方法的训练，如观察现象、提出问题、作出假设、设计实验并验证假设、得出结论等，在能力培养和科学方法训练目标方面要强调落实，并积极探索创造性思维培养的方法和途径。例如，在讲噬菌体侵染细菌实验时，先介绍噬菌体的结构和侵染细菌后的结果，接着提出问题：噬菌体中起遗传作用的物质是蛋白质还是 DNA？然后作出假设：假如DNA是遗传物质。我们可以用什么方法来证明。学生就开始思考并相互讨论，提出了不同的方法。比如有的同学讲：将噬菌体中的蛋白质和DNA分别提取出来，再通过一定的方法注入到细菌体内，并通过观察其结果。也有同学讲：将噬菌体上的蛋白质和DNA分别进行不同的标记等。教师在肯定学生想法的同时，指出科学家正是用放射性同位素分别对噬菌体的蛋白质和DNA进行不同的标记。接着教师又提问为什么选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA作标记？用14C和18O等可行吗？学生通过回忆相关物质的组成元素，讨论后很快得出了结论。在此基础上通过演示多媒体课件重现用同位素标记的噬菌体侵染细菌的详细的实验过程，并观察到用同位素35S标记的噬菌体侵染细菌后细菌体内无放射性物质，而用32P标记的噬菌体侵染细菌后细菌体内有放射性物质。从而验证了开始提出的假设，进而得出结论：DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
从中师生共同归纳出科学实验的一般方法：观察现象→提出问题→作出假设→设计实验→验证假设→得出结论。
1.2尽量将书本上的验证性实验改成探究性实验
在以往的教学中，我一般完全按照书本上的操作要求，由教师先演示一遍，然后要求学生再照着做一遍。这种实验安排对于教学有有利的一面，比如目的明确，实验步骤规范，结果易于预料和控制，如果不出什么意外，很容易使学生在短时间内完成，教师在指导做实验时，也比较容易。但它也有不利于教学的一面，主要是束缚了学生的思维，尤其是创造性思维，而且事先知道了结果的实验，会使学生的兴趣全无，对于教师而言，也容易变思想僵化，使生动有趣的“生”物知识变成乏味的“死”物知识。针对这一问题，在以后的教学中我对此作了改进。例如，书本上的关于“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验，首先，先安排实验后讲植物对水分的吸收和利用；其次，将书本上的这个验证性实验改成了带有探究性的实验，其中增加了蔗糖溶液的种类，准备了三种： 0.1g/ml、0.3g/ml、0.5g/ml。让学生做对比实验，并要求学生在实验过程中注意观察和记录选用不同浓度的蔗糖溶液所发生的质壁分离和滴加清水后质壁分离复原所用的时间以及液泡体积和颜色等变化，并让他们分析思考实验过程中观察到的各种现象产生的原因。在实验过程中，有的学生提出问题：为什么用0.1g/ml的蔗糖溶液比用0.3g/ml、0.5g/ml的蔗糖溶液质壁分离得慢？用0.5g/ml的蔗糖溶液质壁分离复原为什么迟迟不能发生？质壁分离过程中为什么液泡逐变小颜色由浅变深？质壁分离复原过程中为什么液泡逐变大颜色由深变浅？实验后，对部分学生提出的问题让学生充分讨论，教师作适当的指导，最终他们认识到：质壁分离和质壁分离复原发生的基本条件是：活的、具有大的液泡的植物细胞。当外界溶液浓度大于植物细胞液的浓度时，植物细胞就通过渗透作用失水，可发生质壁分离；反之，当外界溶液浓度小于细胞液的浓度时，植物细胞就通过渗透作用吸水，此时对于质壁分离的细胞来说，则可逐渐发生质壁分离复原。对于质壁分离的细胞来说，液泡的颜色由浅变深，是由于色素分子不发生渗透作用，随着液泡体积的变小，液泡单位体积内色素分子的含量相对增加所致；相反，对于质壁分离复原而言，是由于液泡单位体积内色素分子的含量相对减少，所以液泡的颜色由深变浅。对于学生难理解的用0.5g/ml的蔗糖溶液处理后产生质壁分离的细胞不能发生复原的现象，也得到了深刻的理解：细胞因严重失水而死亡，故渗透作用不能发生。
1.3适当利用课余时间，组织有兴趣的学生开展课外探究性实验
高中学生学习任务重，时间紧，所面临的各种考试压力大，所以想利用更多的时间并要求更多学生参与进来恐怕不太现实，所以在高中阶段开展这一活动，只能组织部分对生物有兴趣的同学，适当利用一些课余时间搞一些实验过程并不十分复杂的探索性实验。例如，高中生物课本在谈到生物的基本特征时讲到生物体都有应激性。其中举到一个例子，植物的根向地性生长是植物对重力的刺激所发生的反应。我就给参加兴趣小组的学生提出了这样一个问题：根的哪一部分是向地性弯曲最敏感的部位？同学们通过讨论后先提出了假设：根的向地性弯曲最敏感的部分是根尖。在设计实验方案的过程中，我提醒学生实验过程中用的根最好要直一点，且在做对比实验时，不要受到光线的干扰，实验所用的仪器都有学校提供，材料由学生自己准备。学生的实验方法大致是这样的：把吸水纸围在试管壁上，取蚕豆的种子，用水浸过，放在湿润的吸水纸和试管内壁之间，让它萌发。选择幼根长得较直、长约 4cm的幼苗植株，把它们分成两组，其中一组用刀片切掉其中的幼根的根尖。把两组用大头针固定在木栓板上，再把木栓板放在玻璃杯里。幼根保持水平的位置。杯里注入少量清水，杯口用玻璃遮盖，杯外用黑布蒙住，不让光线透进。把此装置放在温暖的环境中。一昼夜后，揭开黑布，透过玻璃杯可以清楚地看到，切去根尖的幼根没有什么变化，也不弯曲；没有切去根尖的幼根，已向下弯曲生长了。从而得出了最后的结论：根尖是地球引力的感受点，根的向地性弯曲最敏感的部分是根尖。
2.几点思考
2.1随着教学改革的不断深入，学生学习方式会随之发生改变，因此教师的教育观念和教学行为也要发生改变。在探究性学习过程中，教师将成为学生学习的促进者、组织者、指导者，而学生成为了学习的真正主体。教师要不断地吸纳新知识，更新自身的知识结构，提高自身的综合素质，逐步建立新型的师生关系。
2.2开展探究性实验对教学提出了更高的要求，它要求教师有较强的组织能力，有较好的随机应变能力，有较广博的知识，否则，在学生发散的思维面前很难应对自如。
2.3在高中阶段开展课外活动时，要挑选对生物有特别兴趣的学生，且一定要按照自愿的原则，踏踏实实的组织活动，从不强求非自愿的优秀学生参加，对于后进生也不拒之门外，给他们以表现个人才能的机会，增加他们与别人交流和合作的机会，激发他们的学习兴趣。
2.4探究性实验有时存在费时太多的问题，而现在的教师和学生被框得很死，因此在目前的教学中教师必须根据实际情况尽可能多的在课堂时间内实施完成。
以上是我个人在教学实践中开展的一些探索性实验的尝试和不成熟的想法，在此希望能得到专家的指点，从理论和实践方面给与我指导，以便我以后能更好地开展这项工作，取得理想的效果。
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