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作者:李华兰 责任编辑:刘昆山

  摘要:科学探究能力和创新精神的培养是当前教育改革的热点。文章阐述了探究性学习与实验及实验教学的关系,并以《植物有丝分裂实验》课为例,运用探究教学,获得很好的教学效果,学生在实验中创造性地发现给蚕豆根尖用沙黄染液染色2~5分钟最好,从而达到了培养学生的探索精神和创新能力的目的。
  关键词:探究性学习;实验教学;实践与创新
  中图分类号: G632 文献标识码:A
  文章编号:1002-7661(2008)07-0026-02
  
  学生的科学探究能力培养是目前各国科学教育改革所关注的焦点。近十几年,加强课程与工作世界(实践)之间的联系,注重技能培养,是英国高等教育改革的重要特征。一些教育发达国家已率先制定出以促进学生成为科学探究者为目标的科学课程教材,把探究作为科学课程的指导思想和教学中心环节。我国近几年来也越来越重视学生的科学探究能力的培养,有关创新精神和创新能力培养的问题引起了教育界和全社会的广泛关注,并成为当前教育改革的一个热点。2001年7月出台的《全日制义务教育课程标准(实验稿)》,以培养学生的科学探究能力为宗旨,将“科学探究”列入“课程目标”、“内容标准”和“实施建议”中,其目的在于将学习的重心从过去强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化,从学生被动接受知识向主动获取转化,从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。
  一、探究性学习与实验
  探究性学习是指学生以类似科学探究的方式,在教师指导下或通过自己独立的探究活动来获得知识并发展探究能力的一类学习方式,是学生自主地获取知识和技能,体验和了解科学探究过程和方法,充当新知识的探索者和发现者的过程。
  《美国国家科学教育标准》明确提出:“学习科学是学生们要动手做而不是要别人做给他们看的事情。”并把探究定义为:“是学生们用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动”。科学探究包括多个侧面的科学活动和过程,科学实验室是其最重要的探究场所。著名生物学家莱德伯格·J教授说“实验室是培养全面生物人才的最好场所。”实验是学生在学习中的能动的实践活动形式,具有获知、激趣、求真、循理、育德等教育功能。
  实验的功能和探究性学习的特征,决定了实验必然是探究性学习的重要途径。实验教学是教学的重要组成部分,是理论与实践、传授知识与训练技能相结合的过程,实验教学具有课堂理论教学和其他教学环节不可替代的重要作用。因此,探究性学习在实验教学中更具有适用性,更有必要在实验教学中引入、应用并推广探究性学习。
  二、实验中如何进行探究性教学
  (一)创设情景、设问质疑,引导学生探究

  探究性学习是以思考、怀疑、猜想作为出发点,以实证资料作为判别的尺度,强调学生积极主动地把探究中获取的新信息与他们存在的知识结构联系起来,更加深入地处理信息,即通过提出问题——作出假设——制定计划——实施计划——得出结论——表达交流等过程,鼓励学生在研究中学习探究、体验探究、学会预测、预见和构想未来事物发展变化的方向和速度,从而发展学生的批判性思维能力,增强学生的自主性和创造性,以培养学生的创新意识和创造能力。
  在实验教学中,教师的有效指导是探究性学习课程实施的基本条件。通过以怀疑设问向学生提出探究的任务,充分发挥学生的主观能动性,激发其积极主动地参与到科学探究的活动中来,培养其科学探究的意识,以增强科学探究能力。我在《植物有丝分裂》实验课教学中,实验课开始就向学生讲述本次实验的目的是观察植物的有丝分裂(而不是动物的有丝分裂)在不同时期的分裂相。然后向学生展示实验材料:蚕豆、洋葱、小麦、大蒜、水稻根尖等,诱发学生思考:书上用的材料是洋葱的根,老师为什么要展示这么多种根。进而要求学生切取根尖做实验,教师适时启迪诱导学生“为什么要用植物的根尖做实验?能用植物的其他结构吗?”学生在教师的启迪诱导下与自己已有的知识结构联系起来:“植物进行有丝分裂的细胞广泛地存在于植物生长旺盛的组织结构中,如茎尖、根尖等”(这样在实验中又复习了旧知识)。在诱导中学生会进一步质疑 “为什么要选蚕豆根尖做实验?”通过选用多种根做实验材料进行对比实验后得出结论:蚕豆染色体在植物中相对较少2n=12(大蒜2n=14;洋葱2n=16;小麦2n=42;水稻2n=24),且粗大易观察、易得、不受地域限制,是植物有丝分裂实验的首选材料。
  (二)立足教材实验,超越教材尝试探索
  生物学实验教学过程不仅是培养学生对生物的结构、生命活动进行观察实验,以验证生物学知识的过程,更应是一个探求、尝试、体验、发现生物的结构、生命活动的过程。英国科学家阿姆特朗也说:“实验总是以发现、以探索作为追求目标的,实验在学校里是教授学生去发现的方法。”科学的本质在于探索,实验的本质在于发现。在《有丝分裂》实验课中,课本上用的是石碳酸品红,而课堂上我给学生准备了多种染色液:美蓝、石碳酸品红、改良苯酚品红、醋酸洋红、沙黄染液等。在用石碳酸品红做完实验后,有学生提问:能否用其它染液代替石碳酸品红?染色时间是不是控制在书上写的10分钟为最好呢?我叫学生不妨运用各种染液重做有丝分裂实验。学生通过对比实验探究后又通过多次的实验验证创造性地发现:“多数生物细胞都生活在微酸性环境中,所以给细胞染色一般都采用碱性染料,上述的几种染液都是碱性染料,故都可以使细胞着色;给蚕豆根尖用沙黄染液染色2~5分钟最好”。
  探究性学习是重过程、重实践的学习,它把学习的过程看得比学习的结果更重要。通过教师的诱导让学生亲身经历自我观察、实验、类比、思考、猜测、推理、归纳总结等较为复杂的探索活动,使学生充分认识到知识的产生和发展的过程,对所学知识有所选择、判断、解释、运用,从而有所发现和有所创造,培养了学生的探索精神、创新能力和实事求是的科学态度。

  【参考文献】
  [1]中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准[M].北京:人民教育出版社,2003.
  [2]刘恩山,刘健.普通高中生物学课程与探究性学习[J].生物学通报,2004,39(1).
  [3]刘祖洞,江绍慧.遗传学实验(第二版)[M].北京:高等教育出版社,1993.
  [4]河北师大,新乡师院,北京师院,等.遗传学实验[M].高等教育出版社,1992.

  【作者简介】李华兰(1969- ),女,宜宾学院生命科学与食品工程系实验师,研究方向:微生物学与遗传学实验教学。

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新课程中教师的自我调整
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