例谈农村高中如何提高学生的实验探究能力

陈家秀

摘 要：生物学科以实验为基础，但是在很多农村学校存在实验硬件条件差，实验器材不够，实验经费不足等问题。学校基本处在老师讲实验，画实验，学生听实验，背实验的状态，这限制了学生的科学思维、探究能力。本文以《探究酵母菌细胞呼吸的方式》为例，谈如何改变学生动脑动手实验与现实实验条件之间的矛盾。

关键词：农村高中 实验探究能力

高中生物通过设置多个探究实验，以加强学生科学研究方法的训练，提高学生理性思维等科学素养，而《探究酵母菌细胞呼吸的方式》正是高中生物众多探究实验中较典型的一个。

一、《探究酵母菌细胞呼吸的方式》背景分析

1.地位 ：《探究酵母菌细胞呼吸的方式》是细胞呼吸一节内容的一大重点，不仅要求学生掌握探究实验的具体过程和实验能力，更力求通过本实验来理解自然界生物呼吸方式以及呼吸原理在生产生活实践中的运用，为学生学习选修一“果酒的制作”“泡菜的制作”等实验奠定基础。[1]

2.特点：

（1）学科知识交叉现象突出：涉及化学中常见的化学物质鉴定方法，如二氧化碳的鉴定，酒精的鉴定，二氧化碳的吸收等

（2）学科思维性强：本实验通过对有氧和无氧条件如何控制；无关变量如何控制；怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活等一系列问题的思考以达到训练学生实验设计的科学思维的目的。

二、农村高中学校开展《探究酵母菌细胞呼吸的方式》探究实验的局限性：

1.根据教材方案需要，本实验要“8-10小时”才能观察到实验现象，实验时间长。实验需要大量的锥形瓶和玻璃弯管，实验器材量大；而且还需要恒温水浴锅，或者是恒温培养箱，充氧器等装置，实验室不容易准备。若是在课堂上开展分组实验，对实验室的器材准备压力更大。这也需要学校对实验室有大量的资金注入，这对农村高中学校来说难以实现。

2.农村高中学校的学生因为长期处于听实验，背实验的状态，真正动脑去研究实验的机会很少，所以他们在探究实验上缺乏主动性和合作性。

三、如何改变学生动脑、动手实验与现实实验条件之间的矛盾

我采取的是课前、课中与课后3步走，“学生讲解”与“展板模型”2种方法相结合的方式来解决矛盾。

1.课前准备

（1）教师准备

①农村高中学校虽然开展分组实验很困难，但是教师还是可以想法在学校争取一套实验装置。此时，教师可以先依据教材方案进行预实验，摸索实验的条件和方案。并依据相关网络资料和自己实验室条件对实验方案进行改进。

例如我将“新鲜的食用酵母”改为高活性“安琪酵母”，将“橡皮球”改为养鱼用的小型“充氧器”，用恒温水浴锅30℃培养。实验改进的结果是二氧化碳的出现提前到20分钟以内，但酒精的出现还是需要较长时间约50分钟才能出现。

有了这样的实验经验后就可以带领班级兴趣小组进行进一步的实验，也可以为学生节约时间。

②准备自制模型教具：自制实验器材的展板模型，其中每一小组准备6个锥形瓶模型，4个两头弯的玻璃弯管模型，3个90度的弯管模型，如图1。准备充裕的模型，以便学生对方案的改进。

（2）兴趣小组准备

在老师的带领和指导下，进行实验探索，观察记录实验的结果，并进行录像，做好上课讲解的准备。

2.课上：展板模型模拟探究实验

（1）教师引导：为了避免学生的盲目探究实验，所以课上老师的引导很重要。老师可以在介绍完《探究酵母菌细胞呼吸的方式》有关原理后，帮助学生分析有关的自变量和因变量以及无关变量，以便为学生的实验设计做铺垫。

（2）小组活动：

①让学生根据以下问题以小组为单位进行实验方案的讨论。

a、怎样控制有氧和无氧条件？b、怎样鉴定有无酒精产生？怎样鉴定有无CO2产生？c、如何比较CO2的多少？d、怎样控制无关变量？e、怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？

②让学生根据提供的实验器材的展板模型拼接实验装置。通过展板模型的辅助，学生较直观的了解实验装置，模拟实验装置的组装。这样既可以提高学生的探究兴趣，又解决了相关矛盾，还可以达到训练学生实验探究、小组合作的能力。

（3）小组分享 ，学生互评

小组代表进行设计理念阐述，其余小组对分享小组的设计进行评价，说出优点或是不足之处以及改进方法。通过“学生互评”可以让实验设计更优化，重要的是让学生积极思考，同时也训练了学生的语言表达以及沟通能力。图片2：学生设计结果

（4）兴趣小组讲解

请兴趣小组来介绍他们的实验流程，以及实验看到的现象。这样通过学生把真实的探究讲述出来，从操作到现象的记录、现象分析和结论的获得，学生体会实验探究的科学性和严谨性。

3.课后：

（1）开放实验室：将实验室开放，鼓励学生课后开展探究酵母菌细胞呼吸的方式，利用有限的实验器材，弥补课堂难以完成实验的不足。

（2）發动学生自制模型教具，培养学生合作探究能力

自制模型教具丰富学生的课外生活的同时，激发学生学习生物的积极性，训练了学生动手、动脑、探究以及创新能力，还能让学生对所学的知识印象更深刻。在《探究酵母菌细胞呼吸方式》一节课后，就有学生提出了更好的模型教具，用矿泉水瓶代替锥形瓶，用吸管代替玻璃弯管，如图3。当然因为气密性不好，这个只能是模型不能用以实验。但反映出学生在课后也在不断的思索关于实验探究的问题。

总之，农村高中学校的教师可以利用一切可利用的资源，可以采取一切可行的方式进行探究实验的教学，在帮助学生形成实验思路、掌握设计实验方案方法的基础上，激发学生的思维，让学生善于发现问题、提出问题，并对所涉及的问题和衍生出的问题进行研究，使实验探究具有延展性和增殖性，并在有限的时间和资源下，提高学生的实验探究能力，调动学生思维活动的积极性和自觉性，激发学生的创新意识和创造能力。

参考文献

[1]漆树刚.如何提高农村高中学生物理实验能力G633.7.理科爱好者.2014.