由一次验证性实验改为探究性实验引发的思考

徐水华

1主题提出的背景

《义务教育生物学课程标准（2011年版）》（以下简称《标准》）倡导探究性学习，《标准》指出将科学探究引入义务教育阶段生物学课程内容，是为了促进学生学习方式的改变，使学生能主动地获取生物科学知识，体验科学过程，形成一定的科学探究能力和科学态度与价值观，培养创新精神。

江苏凤凰教育出版社生物教材（以下简称苏教版）七年级下册第九章第一节“人体需要的主要營养物质”中有一个验证性实验“验证食物中含有蛋白质、淀粉、脂肪。要求学生按照教材中的步骤，验证食物中含有的营养成分。此实验是定性实验，只需学生通过简单的验证实验观察现象，并联系生活经验得出结论即可。笔者当时在实验室做预实验时比较随意，就随手取了一些生粉做实验，将生粉包在纱布中间，并在清水中揉挤，结果打开纱布惊讶地发现纱布上没出现任何黏性胶状物。笔者意识到，肯定是使用的材料出现了问题。于是笔者重读教材，尝试用不同种类“面粉”及教材未提到的“生粉”再次做此实验，并尝试将此验证性实验改为探究性实验，取得意想不到的效果，同时也引发了深刻的思考。

2主题背景描述

“人体需要的主要营养物质”教学目标之一要求学生通过实验说出食物中含有蛋白质、糖类和脂肪。由于花生中含有脂肪的验证实验本来就有小麦种子做对照，操作步骤也较为简单，故借此案例笔者主要将教材中验证食物中含有蛋白质和淀粉的实验改成探究性实验。

探究实验片段（一）：

师：过去，有的人用“面筋”粘树上的蝉。“面筋”是一种从植物中提取的蛋白质，具有黏性。你吃过“面筋”吗？你知道“面筋”是从哪种食材中提取的吗？

此问题激发了学生探究的好奇心，学生窃窃思语，并思考，此时有学生举手。

生：老师，我吃过。“面筋”吃起来面面的，很有弹性。由于它有一个“面”字，根据我的猜测，也许是从面粉中取出来的。

其他学生一听，觉得有道理，也一起附和道：“对对对，我觉得有道理。”

师：老师为你点赞，说明你认真思考了，面粉中是不是含有蛋白质？如果让你把面粉中的蛋白质分离出来，你会不会呢？这样，我们利用教材提供的信息思考一下，如何设计这个实验。

学生四人为一组讨论，参照教材给出的信息，设计实验。五分钟后交流。

教师从探究的问题顺利引出实验过程的设计。由于课前笔者为学生准备了面粉和水溶性淀粉，学生很容易根据所提供的器材，并参照教材，设计出合理的实验方案。

探究实验片段（二）：

实验高潮部分，学生同时打开两块纱布，叫嚷：“老师，老师，快来看，包水溶性淀粉的纱布上面什么都没有，包面粉的纱布上粘了黏黏的胶状物。而且我发现两个烧杯滴加碘液都变蓝了。”

此时，教师示意学生安静，微笑着说：“看来今天同学们收获很多，想想看这个实验现象说明了什么？

生1：说明水溶性淀粉中有淀粉，没有蛋白质，面粉中既有蛋白质又有淀粉。

生2：说明食物中含有营养成分不一样。

学生热烈的讨论，根据自己动手实验看到的现象及生活经验进行分析，顺利得出结论。

3由探究实验引发的思考及评析

3.1研精覃思，发微抉隐——对教材内容字字斟酌，利用并开发教材

教材是知识与经验丰富的教育者根据教学大纲和实际需要，为师生教学应用而编选的材料，是教师进行教学的主要依据。生物学教材一册书薄薄100多页，编者不可能把编写目的，意图，理念都写进教材。生物学科涉及的实验比较多，编写者在编写教材时就实验材料、实验条件应该是面向全国各省、市，因此取材就带有普遍性。《标准》指出教师应在认真学习和领会的基础上，结合学校和学生的实际，创造性地进行教学。这就需要教师认真研读教材，发现教材内容细微之处，仔细推敲、斟酌后对教材进行二次开发和利用。

例如，上述的验证实验选用的材料就是常见的面粉。根据生活经验，可以看到淀粉和面粉非常相似，却不是同一种物质。面粉是一种由小麦磨成的粉状物。按面粉中蛋白质含量的多少，可以分为高筋面粉、中筋面粉、低筋面粉。笔者调查了超市十几种不同种类的面粉，发现营养成份有细微差别。以每100g面粉含有的营养成分为例，高筋粉蛋白质含量一般在10.5～13.5 g之间，碳水化合物（这里主要指淀粉）含量低于70 g。中筋粉蛋白质含量一般在8.0～10.5 g之间，碳水化合物含量70 g左右；低筋粉蛋白质含量一般在6.5～8.5 g之间，碳水化合物含量高于70 g。而淀粉是葡萄糖的高聚体，比较容易水解，水解到二糖阶段为麦芽糖，完全水解后得到葡萄糖。笔者也对超市里的十几种淀粉（有的包装袋标注生粉）进行调查，发现大多数的淀粉包装袋上是没有营养成分表的，其中马铃薯淀粉包装袋上营养成分表上，蛋白质、脂肪为0，这就为此次的探究实验提供了对照的依据。

再如苏州版八年级下第48页，酒酿制作实验，提供的材料中有显微镜、载玻片、盖玻片、稀碘液，按照教材提供的材料，取酒酿液体少许，制成临时玻片标本，使用显微镜观察酒酿液体中的微生物。书本第62页有行文字——建议考虑：制作临时玻片标本，是否要用稀碘液染色？编者为何特地加这句话？这引发了笔者的思考。七上教材“观察人的口腔上皮细胞”是需要稀碘液染色的。笔者尝试做此实验，发现如果不使用稀碘液染色，显微镜下依然可以看到酵母菌，如果使用稀碘液染色，显微镜下除了看到酵母菌以外，有时候视野中还会出现部分蓝色，干扰了实验现象。为什么会出现这种情况？认真思考后，不难发现酒酿中可能溶解了部分淀粉，教师不能忽略教材中的信息，可在实验中可利用此开放性的信息，组织学生进行探究。

著名教育家叶圣陶说“教材只能作为教课的依据，要教得好，使学生受益，还要靠教师善于运用”。教师应仔细研读教材，对教材中的字做到字字斟酌，细细推敲，深刻理解并准确把握教材内容，根据学生和学校的实际情况“活”用教材，传授的知识源于教材，却不拘泥于教材，大胆对教材进行再开发和利用。

3.2拓展延伸，激发兴趣——将课堂教学延伸至第二课堂，激发学生主动参与活动的兴趣

随着新课程改革的深入，具有时代特色的中学生已经不再满足第一课堂内有限知识的获取，中学“第二课堂”活动形式逐渐兴起。从教学内容上看，它源于教材又不局限于教材，它是课堂教育的延伸。此种新型教学模式也为生物学科提供了更多学生实践以及活动的机会，生物教师要利用“第二课堂”组织学生探究问题，激发学生学习生物的兴趣。

例如，在本次探究实验过程中，学生对知识的渴求，对实验的兴趣出乎教师的意料。他们在课堂上也提出了新的问题：老师，如果我们选的面粉不一样，会不会有不同的实验结果。带着这样的问题，学生利用第二课堂继续实验进行探究。在苏教版教材七年级上第一章的学习中，学生已掌握了探究实验的一般方法及其探究实验中单一变量的原则，笔者建议学生充分考虑实验的单一变量原则。经过网络检索，认真思考及热烈的讨论，学生们解决了如下两个问题：（1）材料选择，可选高筋面粉、中筋面粉、低筋面粉、水溶性淀粉（实验用）、玉米淀粉（超市包装袋有时标注生粉）、马铃薯淀粉、木薯淀粉。这几种物质的蛋白质含量有一定区别。（2）控制变量，可使用托盘天平称取等质量的物质，三个烧杯内的清水保证等量（其它条件可参考之前课堂内的方法）。通过实验学生得出结论：在等质量的情况下，使用高筋面粉，纱布上黄白色膠状物（蛋白质）较多，效果非常明显；使用中筋和低筋面粉，纱布上胶状物量少颜色也略浅，使用不同种类的淀粉，纱布上均没有胶状物。最后，学生得出结论：教材中提到的面粉种类很多，如果选用高筋面粉做材料，效果应该更明显。

兴趣是最好的老师，著名教育家孔子说：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”教师应树立科学、积极的创新观，让教学更开放，立足课堂，拓展延伸，在探究过程中彰显学生的主体地位，激发学生主动参与课堂学习活动的兴趣。美国教育家苏娜丹戴克说：“告诉我，我会忘记；做给我看，我会记住；让我参加，我就会完全理解。”

3.3探究核心，“生活”引领——关注学生已有的生活经验，揭开探究的神秘面纱

生物学是一门研究生命现象和生命活动规律的学科，与人类的生活息息相关。其知识源于生活，又广泛应用于生活，在实际生活中运用所学的生物知识处理实际问题是学生的生物学素养之一。《标准》能力目标之一就是“要求学生尝试从日常生活、生产实际或学习中发现与生物学相关的问题。初步学会运用所学的生物学知识分析和解决某些生活、生产或社会实际问题。使学生获得对生物知识的理解”。

教师要关注学生已有的生活经验，将教材中的生物学知识生活化，通过设置生活化的情境，将生物教材中枯燥的知识变得活灵活现，使知识触手可及，以此来沟通“生物与现实生活”联系，激发学生学习生物的兴趣，揭开探究的神秘面纱。例如，本案例中的验证性实验修改为探究性实验，笔者就是通过设置生活化的问题情境，你知道“面筋”是从哪种食材中提取的吗？以此启发学生思考，激起学生探索兴趣。现行教材也更加注重使学生在现实生活的背景中学习生物学，倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念。例如苏教版七年级下整册书就是一个主题——生物圈中的人，该主题对学生的饮食、生活及医疗进行了方方面面的关注，学生要学会看血常规化验单并养成良好的饮食和生活习惯。又如在生物八上教材中，介绍了酒酿的制作，教师可以指导学生尝试自己动手制作，在动手中体验学习的乐趣。

回归生活是新课程的呼唤，也是新课程实施过程中必须体现出的重要特色。著名教育家陶行知先生提出“生活即教育，用生活来教育，为生活而教育”。笔者每次备课时，都会思考这样的问题：这节课编者意图是什么？要让学生掌握什么知识？通过本节课学习学生收获什么？这节课会不会对学生以后的生活起到指导作用？学生应能通过对生物学知识的学习，深切感受到知识就是生活，科学就在身边，现代科技的进步、发展与他们的生活密切相关，从而更好地理解学习的价值，激发学生终身学习的热情。

总而言之，教师应当以教材为依托，精心研读教材，挖掘教材中蕴含的各种信息，对教材进行二次开发与利用，关注学生已有的生活经验，大胆对教材进行创新，激发学生主动探究生物学知识的兴趣。