質壁分離探究教學的思考

陶言偉

摘要：探究教學理論的代表人物有美國教育學家薩其曼、施瓦布和加涅等人。他們從不同角度論證了教學過程中“探究教學"的重要性。薩其曼（美國伊利諾大學探究訓練研究所所長J.R.Suchman）注重實踐，主張“探究方法的訓練"模式，重點是幫助學生認清事實，建立正確的科學概念，并形成假設以解釋新接觸到的現象或事物。施瓦布則試圖以“科學的結構"和“科學的結構是不斷變化的"為前提，從理論方面揭示探究過程的本質及其特性；并力圖在教學中引進現代科學的成果，使學生把握學科的結構，體驗作為探究的學習。加涅（美國教育心理學家）在“探究理論"的基礎上，研究了構成學習的前提條件。

此外，布魯納倡導的“發現學習"（discovery learn-ing）與探究教學幾乎同時產生，有許多相近之處。美國教育家蘭.本達女士教學法 “探究—研討”在對感知材料的認識上與探究教學有異曲同工之處。

關鍵詞：探究教學；細胞的吸水和失水；探究能力

筆者認為探究教學是指在教師引導下，學生主動參與到發現問題，尋找答案的過程中，以培養學生解決問題能力為主體的教學活動。植物細胞的失水和吸水是高中學生遇到的一個探究教學課題，為了進一步培養學生的探究能力，本人在教學中嘗試了幾種方法，現舉一例和同仁商榷，并小結如下：

1.探究教學的結構：

觀察現象——發現問題——收集資料——處理與解釋資料——問題解決

關于細胞的吸水和失水，教材首先根據已有知識，觀察、分析水分進出哺乳動物紅細胞的現象，認識到細胞膜相當于半透膜，吸水或失水取決于細胞內外的濃度差。植物細胞因為外有細胞壁，內有液泡，其吸水和失水的情況復雜的多。為此，教材安排了一項探究活動“探究——植物細胞的吸水和失水”。這項“探究”與以往教材中的實驗“觀察植物細胞的質壁分離和復原”內容相近，卻又有著重要區別。以往教材中這項實驗，重在知識的驗證和實驗的操作，因此在“實驗原理”中將原生質層和細胞壁的特性，植物細胞在什么條件下吸水，什么條件下失水講的清清楚楚。本節的這項探究，則是讓學生通過探究活動自主發現原生質層是否相當于一層半透膜，細胞壁對水分進出細胞有沒有影響等問題的答案。由于這是必修課中的第一個“探究”，學生在如何提出問題，作出假設和設計實驗等環節都還缺乏訓練，因此對這一節的教學每位教師都想盡辦法試圖要學生初步學會探究，為以后的探究教學打下堅實的基礎。

2.了解實驗探究背景，論證探究可行性

“研究植物細胞吸水的原理”的實驗目的是為了驗證細胞吸水和失水的原理：當外界溶液的濃度比細胞液濃度大時，水就會從液泡中滲出到細胞外引起細胞失水；相反，當外界溶液的濃度比細胞液的濃度小時，水就能從外界溶液進入液泡中，引起細胞吸水。教材在講述這一原理時，如果按以下實驗進行的：用兩只燒杯，一杯裝入清水，一杯裝入濃鹽水，各放入質量相等的白菜葉柄切塊。大約20min后，取出葉柄，分別稱量它們的質量，結果發現，放在清水中的一份質量增加，放在鹽水中的一份質量減少。從而得出結論：植物吸水和外界溶液濃度有關，外界溶液濃度大時，植物失水。外界溶液濃度小時，植物吸水。這個實驗是屬于典型的驗證性實驗，而驗證性實驗不利于學生科學思維和創新能力的培養。學生很容易得出錯誤的結論：從以上實驗可得出葉柄質量的增減是與清水中是否含鹽有關，有鹽的葉柄質量肯定減少，無鹽的葉柄質量肯定增加。不能將"質量的增減"與"濃度"聯系起來，這點恰恰暴露出教材的不足，不利于學生獲取知識及科學探究能力的培養。

課本把這一節課作為生物實驗探究教學來上，更有利于學生綜合素質的提高。但沒有提出具體的方法，筆者通過實踐檢驗，下列方法比較可行：

3.對學生的探究能力充滿信心，有助于探究意識的培養

相信學生，使其樹立自信心，保持好奇心，饒有興趣地去探索，學生會快樂地學習，你的教學過程也會更有樂趣。我嘗試讓學生自己選取感興趣、可操作性強的知識點，哪怕是非常簡單的。自己確定實驗目的，設計實驗過程，評價實驗結果。如有一課外興趣小組同學選取了“植物的營養繁殖”這一內容，對實驗過程中植物的選材（菊、月季、玉樹、牡丹等）、莖葉的剪取方法、水分的控制、溫度的調節、實驗時間、觀察周期等寫得科學嚴謹，詳盡有致。還設計了一份實驗觀察記錄單。學生告訴我，整個實驗計劃書，是幾位同學根據自身的經驗和書本的理論共同討論，反復實踐的才逐步完善的。還說，越是失敗了，越想重新再來，我們相信自己總會成功?？磥泶煺垡材芗ぐl學生的探究意識，培養了學生自尊自信、團結協作，勇于開拓，樂于思考的創新人格。

還有的學生自主地對同一知識點設計不同的實驗方案，如有一位學生對光合作用吸收二氧化碳，放出氧氣設計了四套實驗方法，最后殊途同歸。這種發散性活動，呈點放射狀，拓寬了學生的學習思路、空間，打開了智慧之門，養成大膽追求，主動探究的精神。老師的信任，讓學生更有自信，在探究性的活動中，愉快地完成了從感性認識到理性認識的飛躍。通過探究性活動，使學生的探究意識得以表達，激勵學生追求探究、推崇探究、樂于探究。

又如在學習了細胞的吸水和放水后，有學生問為什么生活在海洋中的生物，它們的味道是淡的，而且它們不會發生因為海水濃度比細胞濃度大而細胞放水；生活在淡水中的生物不會發生細胞吸水。學生的這一問題具有一定的研究性、創造性，學生敢于質疑，敢于跳出有限的知識范圍 ，這說明學生的探究精神和探究能力。我沒有把問題解決在當時，而是鼓勵說，你能提這樣的問題，老師更相信你能找到問題的答案。從學生微笑的神情中，我知道他有了自信。果然，第二節課，學生對我說，是否海洋生物體內有一中特殊的泌鹽結構，我不禁對他大加夸獎，你真了不起。然后詳細講解海洋魚類、海邊鳥類體內排泄系統的特殊性。

構成學生學習的障礙是已知的東西，而不是未知的東西，未知是學習的動力。這好比看懸念電影，片中自始至終都有一個扣人心懸的問號牽動著觀眾的心，是懸念使觀眾邊看、邊想、邊討論，甚至爭論。同樣，讓學生帶著問題離開教室，變終結性教育為持續發展教育，變學生的維持性學習為創造性學習，把懸念、把思考留給學生，相信他們的獨立性，自主性，創造性。教師的適度期望加強了學生的學習動機，讓學生的被動思考為愉快而主動的思考，充滿探究熱情，更添探究能力。

探究能力是探究意識、潛能的表達，探究能力也是素質的基礎、內涵。它如同深埋在地下的礦藏一樣，只有被挖掘到地面，才會閃閃發光。而這個挖掘者，不僅是老師，更是學生。我們不僅要做一個開礦者，更要讓學生學會自己開礦。也只有自己主動開礦，才能充滿激情，才能滿載而歸。