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中图分类号 G633.91 文献标识码 B 文章编号：1003—7586（2006）04—0014—03
探究性教学作为一种现代教学模式，是由美国教育学家萨奇曼提出的，强调“用自己的头脑亲自获得知识”，教师只起引导作用。高中阶段学生的逻辑思维能力和独立思考能力正在逐步形成，此时开展探究性学习比较适宜。生物学作为一门建立在观察实验基础上的自然学科，比其他学科更易涉及学生的思维及能力的发展，所以在生物学教学中以实验作为探究性学习的范例，对探究性学习方式在生物学教学中的全面展开有重要意义。
以下本人结合自己多年的教学实践，谈一点引导方法与体会。
1 认真研究教材，挖掘探究的课题
现行高中生物学教材（试验·修订版）增加了很多验证性实验，在一定程度上能够培养学生的操作能力，但其按部就班的操作不能激发学生的独立思考，对学生思维能力的培养很不利。而探究性实验可弥补验证性实验在培养学生思维能力方面的不足。故要求教师在实验操作前，将实验目的、内容和方法与探究相结合。这样就可将教材上的验证性实验转变为探究性实验了。
如：①植物对水分吸收的主要部位是根（验证性），改为植物对水分吸收的主要部位是哪里（探究性）？②影响光合作用的外部因素主要是光强、光质、温度以及二氧化碳浓度（验证性），改为探究影响光合作用的外部因素（探究性）。教材中这样的例子很多，这里就不一一列举。
2 教师要做好探究实验的引导工作
2.1 课前提问，树立目标
实验前，教师提问：“同学们，通过光合作用的学习，我们已对光合作用有了初步的认识，那请你们告诉我，光线、温度、二氧化碳浓度是如何影响光合作用的？”学生回答：“只知道光合作用受光、温度、CO[,2]浓度影响，但不知道是如何影响的。”教师说：“那我们今天就通过实验来探究一下这些因素是如何影响光合作用的。”
教师说：“请同学们按你们手中的实验册（不是教材配套的实验册，是教师在开课前将验证性实验改为探究性实验而编成的小实验册）中的步骤分组做实验，实验结束后，请各小组将你们的探究结果告诉我。”
2.2 实验开展
实验目的：探究光强、光质、温度、CO[,2]浓度等外界条件对光合作用的影响规律。
实验说明：因为影响光合作用的内部及外部因素不断变化，因此植物光合作用强度不断改变着。影响光合作用的外界因素主要有光强、光质、温度、CO[,2]浓度，影响光合作用的内部因素主要有叶片叶绿素的含量、叶片含水量、叶片的发育阶段等。
实验步骤：
（1）光强度对光合作用的影响。
① 取一些黑藻或金鱼藻，将其切成几段，放在装有自来水的大烧杯中。（杯中已放入少量的NaHCO[,3]以产生CO[,2]），使烧杯中水高于植物体2～3cm。
② 将此装置放在距光源分别为10cm、30cm、50cm处，（用冰块控制各烧杯中的水温，用温度计监测水温。
③ 每隔一定的时间计数每个距离排出的气泡数。
（2）光质对光合作用的影响。
① 取一些黑藻或金鱼藻，将其切成几段，放在装有自来水的大烧杯中（杯中已放入少量的NaHCO[,3]以产生CO[,2]），使烧杯中水高于植物体2～3cm。
② 将此装置放在聚光灯下，很快有气泡从切口中冒出。
③ 将此装置放在距光源300cm的地方（控制各烧杯中水温一致），分别用红色、蓝色、黄色、绿色的透明玻璃纸把该装置包起来。
④ 每隔一定的时间并计数照射每种颜色的光质排出的气泡数。
（3）温度对光合作用的影响。
① 取一些黑藻或金鱼藻，将其切成几段，放在装有自来水的大烧杯中（杯中已放入少量的NaHCO[,3]以产生CO[,2]），使烧杯中水高于植物体2～3cm。
② 将此装置放在聚光灯下，很快有气泡从切口中冒出。
③ 将此装置放在距光源300cm的地方，用冰块和热水控制各烧杯中的水温在室温、0℃和50℃。
④ 每隔一定的时间计数每种温度排出的气泡数。
（4）CO[,2]浓度对光合作用的影响。
① 取几条黑藻或金鱼藻，将其切成几段，放在装有自来水的大烧杯中（杯中已放入少量的NaHCO[,3]以产生CO[,2]），使烧杯中水高于植物体2～3cm。
② 放在黑暗处1d，使金鱼藻或黑藻体内的有机物消耗掉。
③ 把此装置放在聚光灯下，很快有气泡从切口中冒出。
④ 把此装置放在距光源300cm地方（控制各烧杯中的水温一致），各烧杯中放入NaHCO[,3]量从0依次增加一些，并用玻璃棒搅拌一下。
⑤ 每隔一定的时间计数每个烧杯排出的气泡数。
2.3 结果讨论，启发思维
教师说：“通过实验，你们都得到什么结论或是有什么问题吗？”
1组学生回答：“我们通过实验发现，光强增加，光合作用强度增强。”
教师：“还有呢？”学生：“我们还发现光合作用强度并不随着光强的增强而无限增强，甚至有减弱的趋势。”教师：“你们说得很对，由于植物的生活习性不同，在光强增加相同的情况下，光合作用的增强程度并不相同，并且当光强增加到一定限度时，光合作用不再增加了。”
2组学生回答：“我们在实验中发现，红光、蓝紫光的光合作用强度最大，其他颜色的光会使光合强度下降，绿光的光合作用强度几乎为零。”教师：“你们知道其中的原因吗？”学生：“没想过。”教师：“你们回去思考。”（因为光合色素对不同性质的光的吸收值不同）
3组学生回答：“因温度直接影响光合作用过程中光反应与暗反应中酶的催化活性，因此也会影响光合作用的强度。”教师：“那具体是怎样影响呢？”学生：“不知道。”教师：“一般而言，温度在0℃～35℃之间时，每增加10℃，光合作用强度增加1倍；但超过40℃后，光合强度下降，到底是不是这样，课后你们自己验证。”
4组学生回答：“因CO[,2]是光合作用的底物之一，故其含量直接影响光合作用强度。在一定的浓度范围内，增加CO[,2]浓度，光合作用强度增强，超过一定浓度范围，增加CO[,2]浓度，光合作用强度反而减弱”。
教师：“总结得很对。”
2.4实验小结，问题延伸
教师要注意各小组的探究结论应在实验结束后立即当着全体学生讨论，这样可相互取长补短，相互学习，切不可要求学生以实验报告的形式将探究结论单独交给教师看。在最后探究结论的总结阶段，教师在提问时要给学生一些提示，让学生能将探究到的结论都说出来。有条件的话，教师还可引导学生对色素、光合色素的有关问题做较为深入的讨论，如可讨论以下几个问题：
① 你们平常吃的韭黄和蒜黄是怎么培育出来的？（这个问题涉及到了叶绿素合成时的条件问题）
② 如果土壤短期缺镁，植物的叶片会出现什么现象？（此问题涉及到镁离子在叶绿素形成中的作用）
③ 很多植物（如枫叶）的叶片到秋天会变红，很多植物的花在一天不同时间也会呈现出不同的颜色，你们知道这是什么原因吗？（此问题涉及到植物细胞中色素及其比例变化的问题）
3探究性学习实施的教学程序
探究性学习的教学程序，应区别于传统的教学模式，在教与学的过程中大大增加了背景性、活动性、综合性、创新性和决策性等教学内容。教学程序可包含：教师提供一部分现成的知识内容，而学生则必须通过其探究活动从各种途径中去获取知识的全部，对获取的知识进行拓展。
这一教学过程并不像传统的生物课堂教学程序那样，由教师讲述各种知识，学生记忆和理解知识，然后通过实验来验证教师传授的知识。课堂教学流程可设计为：相关知识导入，背景材料列举，知识延伸阐述，有关问题提出，学生探究活动展开，探究结果分析和讨论，探究活动评价等环节。仍以第三方面举的实验为例，教师在实验前可先复习一下光合作用知识，介绍一下光合作用发现的背景（如1880年德国科学家恩吉尔曼证明了叶绿体是进行光合作用的场所；1771年，英国科学家普利斯特利证明植物可以更新空气；1864年德国科学家萨克斯证明了绿色叶片在光合作用中产生淀粉；20纪30年代美国科学家鲁宾和卡门用同位素标记法研究证明光合作用释放的O[,2]全部来自水），对光合作用的知识做进一步的延伸等（如：浅海中自上而下为什么会出现绿藻、褐藻、红藻等藻类植物的分层分布现象，请同学们实验后自己思考）。
教师：“下面我给大家讲一下光合作用的‘光’，大家请看图1是太阳光的光谱示意图，图2是藻红蛋白的吸收光谱图。
图1 太阳光的光谱示意图
图2 藻红蛋白吸收光谱
大家知道，绿藻中含有叶绿素等光合色素，红藻中有藻红蛋白（藻红素）和类胡萝卜素等光合色素。根据大家所学的物理知识，知道光子能量E＝hv，光速c＝λv，则：v＝c／λ，从而E＝h（c／λ），即波长越短，光子的能量越高。由此可知，水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于对蓝、绿部分的吸收，即水深层的光线相对富含短波长的光。通过这样分析，大家应该知道答案了吧。”
教师通过这样设计课堂教学流程，可以使学生懂得实验是探究生物科学的基本方法，从而培养学生实事求是的科学态度，不断探索新知识的创新精神。
实验结束后，教师可对探究活动的各小组在各个环节中的表现做逐一评价，肯定其优点，指出其不足。当然，实验课的时间有限，教师在具体操作时不可能面面俱到，而要有所侧重的安排好教学程序。
4 在实验结论中让学生探究答案
在以往的验证性实验结束后的实验报告中，学生对实现中出现的问题，甚至是得到的不同结果，一般都会置之不理。而探究性实验要求学生对每次实验结论中所出现的不同结果，实验失败的原因引起重视，进一步去分析、探求思路，找到正确答案。这样才能使学生在每次实验中有所收获，实验能力得到提高。如高二生物教材中“DNA的提取与鉴定”是一个对精确度要求较高，对操作步骤要求较严的实验，传统的操作步骤很难提取到纯度较高的DNA，学生通过探究发现，在提取DNA时，要加入冷却的体积分数为95％的酒精50mL。提取出DNA后，可将废液回收。过滤后，向其中加入适量无水硫酸铜或生石灰，除去其中的杂质和水分，再加以利用，不仅可以提取到较纯的DNA，还节省了实验材料，培养了学生勤俭节约和保护环境的意识。
5 结束语
以上四方面仅对中学生物教学的改革起抛砖引玉的作用，探究性学习在教学中的进一步开展和运用还需进一步的实践。总之，开展探究性实验的研究，将有助于学生探究性学习的培养。高中阶段是树立和培养学生探究品质的起步阶段，作为生物教育战线上的广大教师，应在具体的教学实践中大力开展探究性学习，使我们的学生能够适应未来社会对人才的需求。