佛山市南海一中 丁恒端
随着课程改革的推进，教学必须改变“知识本位，重视结论性知识，轻视过程性和知识形成过程”的传统做法，倡导“学生的主体地位”、通过“自主、合作、探究”学习，实现知识、能力、情感态度与价值观的三维目标的理念逐渐深入人心。“实验启思、问题导学”是落实新课程理念，提高学生科学素养的有效教学方法之一。下面笔者结合平时的教学谈谈此模式实施的一点体会。
一、探索的原因
实验与探究性是生物的学科特点，《普通高中生物课程标准 （实验）》在课程的具体目标“发展科学探究能力”中，提出了11条“初步学会”的要求，高中《生物》必修教科书，安排19个实验，而与实验相关的问题探究、讨论以及资料收集、课外制作等内容就更多了。这既使实验的内容更丰满起来了，使学生的学习空间拓展的同时，也为教师的教学作了提示。而且高考考纲也对实验与探究能力的考查提出明确的要求。所以，课堂围绕实验内容设计问题的导学法对体现学科特点、强化学生的实验能力，培养学生的创新意识显得尤其重要。
二、实验导学模式的特点和流程
实验导学模式的实施是以生物实验为契机启发学生思维，以问题为主线，倡导学生自主或合作参与问题解决，学生的学习过程既是构建知识的过程，也是情感体现的过程。在此教学模式中要把握好“实验”、“ 问题”、“学”这三个要素。
1.特点
1）“实验”是驱动力
以生物实验为基础是生物学科的重要特征之一，每一个知识点产生的过程，就是一个实验探究的过程。兴趣是学习的动力源泉，利用生物实验来启发思维是有效的方法。通过实验，在注重操作能力基础上向注重实验思维能力的培养变化，通过实验方法及相关问题去领悟科学研究方法，通过探究活动去体验其中的情感态度和价值观。
2）“问题”是关键
学生的主体地位也要依靠教师的“问题”来引导学生的学习，教师围绕实验预设的问题质量直接影响着学生主体作用的发挥。为了保证问题的有效性，要注意以下“三点”：选好落点——有利于解决问题；有机组合————问题串联，步步递进；面向全体。
3）“学生学习”是目的
“实验启思、问题导学”充分落实学生“自主、合作、探究”式的学习，将学生从被动地接受知识转变为解决问题的主体，学生的学习就是解决问题、建构知识的过程。
2．基本流程：
三、实验导学模式运用的实例
1．探究式学生实验
古语云：“书上得来终觉浅，绝知此事要躬行”。学生只有亲手做实验，才能培养实验操作技能，才会有深刻学习体验以及获得必要的感性认识，进而加深理解和记忆。在学生实验过程中，如果教师对相关的实验内容进行恰当的预设或拓展，引导学生积极探索和思考，尝试辩证地观察、分析和处理问题，将更利于培养学生的创新精神。
[简例]：学生实验——《绿叶中色素的提取和分离》。与旧教材相比，这节实验课的教学内容似乎变化不大，但由于授课老师对实验内容作出了恰当的预设与拓展，让人体会到了探究理念的滋味。
体会一：学生自主操作和探究。
教师一改以往在学生动手操作之前，反复强调实验要求和注意事项，唯恐学生出现差错的做法。只简单交待了实验内容后，同学们便两人一组七手八脚地动手操作了起来，老师则穿梭在各小组之间适当引导点拨。许多学生在十多分钟后就已经完成了实验操作，得到了那张显示实验成果的色素滤纸条。
体会二：学生自我评价。
通过实验中学生自己暴露和探讨问题，师生展开了共同探究，解决问题。简录如下：
师：你滤纸条上的实验结果与其他同学色素滤纸条相同吗？
生甲：不一样，我制作的色素滤纸条上只有3条色素带。
师：那你能分析一下，是什么原因吗？
生甲：可能是我滤液中色素量不够。
师：其他同学制作的色素滤纸条有多少条色素带？
生乙：滤纸条上有四条色素带，色素的颜色也比他的深。
师：那你能说一说，哪些因素会影响色素带颜色的深浅？
生乙：菠菜的颜色和用量会影响色素带颜色的深浅。
师：有道理，还有吗？
生丙：与划滤液细线的次数也有关系。
师：这也是个因素。
生丁：我想跟操作过程中研磨得是否充分也有关系。
……
师：看来，影响实验成功的因素还不少的。希望实验结果不理想的同学结合刚才其他同学的发言和实验册上的操作方法和要求，反思一下自己存在的问题。
体会三：让课堂成为培养创新思想的舞台。
师：××同学，刚才老师看到你的滤纸条上只有两条色素带，这是为什么？
生：我想尝试用黄色叶片做此实验会有什么不同的结果？
师：结果怎样呢？
生：通过与其他同学的结果对照，我的滤纸条上色素带只有两条是明显的，叶绿素a、叶绿素b两色素带不明显。
师：老师很敬佩你的科学探索精神。在学习过程中有许多问题值得我们去发现和探索，希望大家向××同学学习。
从这节学生实验课中，教师采用“自主探究→有效预设→教师疏导→问题解决→建构知识”模式。老师先不强调操作要求的用意，就是要让学生从自己的操作实验失败中暴露错误和问题，从而使学生更加深刻地认识到实验规范操作的重要性。并且通过教师的精心预设，鼓励学生尝试采用不同植物叶片或老叶为实验材料进行操作，培养学生会的个性化的思维，发展了学生的创造智慧，从而涣发学生实验课新的生机和活力。
2．问题分析式
建构主义的学习理论强调学生是知识意义的主动建构者，教师是学生主动建构意义的帮助者、促进者。在课堂里教师引导学生对所学内容进行深入地思考，为学生创设通过探究发现和提出学习过程所关注的问题，尽量使学生投入到自己发现问题或深化探究问题的活动中去，让学生在质疑与探究过程中提高运用知识解抉问题的能力。
[简例]：【对DNA复制方式的探究】的问题探究：
教师以“证明DNA进行关保留复制的实验”流程图引入，为帮助学生理解DNA的复制方式，设计如下问题组，引导学生思考、领悟。
问题1:如果DNA是半保留复制，复制后得到的子一代DNA和子二代DNA的组成是怎样的?
问题２:如果要在实验中直观地区别、“标记”母链或子链,可以采取什么办法？
问题３:如果用同位素(放射性)进行标记,用什么元素最好?
问题４:如果亲代DNA是15N的，放在14N的环境中进行培养，则亲代、子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素？
问题５: 要验证上述预测,就要分别观察亲代和子代的情况,但实验中,复制后的DNA分子通常是随机混合在一起的，不易分离。怎么解决这个问题？
问题６:如果对亲代、子一代、子二代的DNA都分别进行离心，结果会怎样分布？
在上述教学过程中，教师采用“实验引入→问题探究→引导分析→解决问题→建构知识”模式，紧扣教材设置问题组，引领课堂有效互动，自然流畅地引导学生迁移已有知识，层层深入探究DNA半保留复制方式，从中体验科学家的探索过程和科学知识的形成过程。在问题的刺激下，学生求得问题答案的欲望被有效的激起，问题解决的过程，也是知识建构的过程。
3．活动体验式：
限于一节课时间有限，我们没有必要、也不可能重复前人的全部实践过程。但是，有些经典的实验内容的重要环节，教师可适当地灵活处理，让学生尝试在课堂上体验操作或设计与教学内容密切相关的动手活动，在体验中增强学生的感性认识，促进学生对该节知识整体理解。
[简例1]《光合作用的探究历程》，在课堂上，教师在讲授各科学家的经典探究史时，刻意安排学生利用堂上时间，学习用碘液液验证萨克斯的实验结论。
活动1：尝试用碘液鉴定：天竺葵在黑暗 “饥饿处理”后，叶片中是否还含淀粉？。
活动2：尝试用碘液鉴定：未处理的天竺葵叶子、一半遮光的天竺葵叶子、一半曝光的天竺葵叶子，叶片中是否含有淀粉?。
上述过程中，教师采用“感知→体验→理解”模式。同学们在体验中表现出时而交头接耳，时而出豁然开朗的表情，时而热烈讨论、时而师生互动，让人体会到学生在活动中感受到学习的成功与快乐。
假若我们还按传统式的方法讲授这节课时，无论教师讲得多么精彩，那既是生物特点的缺失，又失去了一次教学相长的幸福体验，这只能说是一种遗憾。
[简例2]：减数分裂教学中让学生用塑料吸管或火柴杆进行以下探究活动：
活动1：制作基因标注的染色体和姐妹染色单体（如图）。
活动2：模拟基因型为Aa生物减数分裂过程中染色体的行为。
活动3：模拟基因型为AaBb的生物减数分裂过程中染色体的行为。
通过染色体模型的制作，学习模型构建的思维方法，培养学生的动手能力及空间思维能力。活动结束后，教师把学生完成成果投影出来，让全班一起做评委，判断对错，选择最优作品，从而达到学生参与面广，参与度高。进一步让学生完成减数分裂过程中基因与染色体的联系与变化规律这知识的迁移与能力提升，大大提高了课堂教学效率。
4．设计与评价式：
《普通高中生物课程标准 》和高考考纲在《实验与探究能力要求》中分别明确：初步学会确认变量；作出假设和预期；设计可行的实验方案；实施实验方案等要求。能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。强化学生的实验设计与实验评价教学，不但巩固了实验的基础知识，提高学生的实验思维能力，使学生能像科学家一样思考，有利学生建立包括建立完整的实验思想、综合分析和解决问题的综合能力。
[简例]：探究实验《酶的作用需要较温和条件（如适宜的温度、pH）》。
课前布置以小组为单位设计实验探究方案，汇报交流设计成果，并实施实验。
方案包括：课题、实验原理或思路、作出假设、材料及试剂、实验步骤（确定自变量和因变量、控制无关变量）、预测实验现象和结果、应用坐标曲线图表示结果等。
课堂上请实验小组代表上台讲解本小组课前设计的实验方案。再请其他小组学生代表上讲台作互评，找出实验方案的优点和不足以及改进建议。
“自主、合作、探究”学习是新课示理念之一。上述教学片段，实现了生生互动、师生互动。让学生自觉地参与到课堂中来，通过教师巧妙地设计很好地带动学生之间的讨论与评价，引发实质上的教学内容互动，而不是满堂提问和满堂讨论，是在有限的45分钟内产生有意义的、有效的互动。
在教学中，不能也没有必要每一实验或探究活动都如此进行，但应有侧重点，每个班级、每一学生，各项探究能力均有差异，或不善于提出问题和作假设，或操作马虎不精确，或不善于处理数据，或不长于表达交流，等等。宜按实际情况，强化训练，每一项都有着落。小题小做，大题大做，各得其所，累积起来定能强化学生的实验设计能力。
学生对他人评价的过程也是学习和交流的过程。若想准确地评价别人，自己就必须做得更好，这样就促进了学生学习的主动性，同时能从他人的实验设计中学习创新的思维，从不同的角度去完善实验方案，进一步提高自己的实验能力，相互弥补知识的缺陷，还能最大限度的调动每个学生的思维潜能，学会互相欣赏，互相学习。
5．材料导学式
由于课本编辐所限，不可能将各个知识点形成的背景实验一一呈现，我们可利用来源于经典试题、学科新知识、新发现等实验素材或灵活处理教材内容。引导学生思考学习课本相关内容。
『简例』《ATP的利用》一节的探究
『材料』结合课本P89倒数第二段，阅读下列实验，讨论下列问题。
用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干燥后研成粉末状，取两等份分别装入两支试管中，各加入少量的水，使之混合可见到试管中发出淡黄色荧光，约过15min荧光消失，如图所示。这时，再将ATP溶液加入其中一支试管中，将葡萄糖溶液加入另一支试管中，发现加ATP溶液的试管中发出荧光，而加葡萄糖溶液的管中不发出荧光。上述对照实验说明：
①萤火虫发光是将 能转变成 能的过程；
②这一过程所需的能量直接由 提供；
③ 是生命活动的直接能源物质。
通过上述材料，说明ATP“复活”了萤光素，是证明ATP是直接能源的简易方法，学生会对生命活动的直接能源是ATP有一个感性认识，同时有一种想自己动手做实验的欲望。
上例材料主要来自相关课外资料或整理教材内容，教师采用“材料整理→问题导学→发散领悟”模式，把这些简单易得、与教学内容紧密联系的感性材料激发学生的求知欲，通过分析综合，直接帮助学生建构了知识。
6．整合式
此模式主要用于生物学史的复习。很多高考实验题都来源于教材或经典实验的变形或拓展，因此，实验复习常常回归基础、回归教材，即重视生物学史与实验设计原则的整合，这既减轻学生对旧知识复习的枯燥乏味感，又提高了复习的主动性。
[简例]《光合作用的探究历程》的复习：
整合一：概念与发现历程整合。通过回顾光合作用概念复习，让学生指出概念中阐述的场所、条件、原料、产物等各方面内容分别通过哪些科学家的实验得以证明。
整合二：经典实验、重点整合。如萨克斯的实验主要进行实验设计思路与变量的整合分析。如“如何提出问题”、“如何作出假设”、“如何使实验步骤具有可操作性”、“如何设置变量”等要点。并进一步设计实验涉及的问题组：①“是否设置了对照？”②“对照组是什么？”③“将绿叶先放在暗处的目的作用是什么？”④“绿叶中的色素，会对碘液处理后表现的蓝色造成干扰，影响实验现象，为增强实验效果，对叶片应作怎样的处理？”⑤“此实验除了证明‘光合作用产生淀粉’外，还可证明什么？”等。
上述复习中，教师采用“历程回顾→综合发散→能力提高”模式。在高中生物的教材中有很多生物学史都可采用上述整合式复习，如酶的发现史、遗传物质的发现史、遗传定律发现史、生长素发现史等。通过生物学史中相关知识与所涉及的实验设计问题进行整合复习，实现设计实验的能力和进行实验分析的能力的提升，达到体现“夯实基础的前提下提升能力”的复习目的。
实验启思、问题导学模式就是尝试让学生通过生物实验这感性认识基础上进一步对各种感性材料加以探究、分析、综合、总结，然后上升为理性认识，让生物课堂重新焕发出实验特色，从而重建我们的课堂。上述多种模式的尝试为教师提供了广阔的创造性教学的空间，但我们应清醒地认识到它对提升学生的实验探究能力不可能立竿见影，需长期坚持，伴随教学的始终。
