【关键词】探究实验结果分析教学方式
《普通高中生物课程标准》（以下简称《标准》）是进行高中生物教学的依据。课程标准的理念之一是倡导探究性学习。“《标准》倡导探究性学习，力图促进学生学习方式的变革，引导学生主动参与探究过程、勤于动手和动脑，逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力等，重在培养创新精神和实践能力。”[1]生物学的探究性学习是通过科学探究活动来实现的。科学探究活动有多种类型，探究实验是其中之一[2]。采用怎样的教学方式才能有效的实施探究实验的教学？学生对探究实验的态度如何，能否在实验中真正有所收获？解决好这些问题，是培养学生的科学素养，体现新课程要求的关键所在。
1．探究实验的教学尝试
《标准》要求高中学生发展科学探究能力，初步学会：（1）客观地观察和描述生物现象；（2）通过观察或从现实生活中提出与生物学相关的、可以探究的问题；（3）分析问题，阐明与研究该问题相关的知识；（4）确认变量；（5）作出假设和预期；（6）设计可行的实验方案；（7）实施实验方案，收集证据；（8）利用数学方法处理、解释数据；（9）根据证据作出合理判断；（10）用准确的术语、图表介绍研究方法和结果，阐明观点；（11）听取他人的意见，利用证据和逻辑对自己的结论进行辩护及作必要的反思和修改。[3]笔者以“实验五探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”为例，说明探究实验教学应如何根据实际情况选择合适的教学方式和方法。
该实验教学共用三个课时。第一课时，在教室进行：酶的发现实验四酶的高效性。学生按照教材中的实验方法步骤进行实验，目的是学习做有关酶的实验的原理和方法步骤。第二课时，在教室进行：酶的专一性和需要适宜的条件。学生也是按教材中的方法步骤进行。通过以上两个课时的学习，学生基本掌握了用猪肝研磨液（含过氧化氢酶）、淀粉酶做实施的原理和方法步骤，为第三课时的探究实验做好了准备。第三课时，在实验室进行，课前学生分组，以组为单位选择一个探究酶的特性的课题，设计实验方案，上课时，在实验室按设计的方案进行实验。
2．结果及分析
在以上三个课时的教学中，大部分学生积极学习，取得了比较满意的教学效果。但是，也有部分学生不想做实验。总结起来，学生对实施探究实验面临以下几个问题：
（1）不知道如何选题。
笔者认为，一方面，是这些学生没有认真学；另一方面，发现问题，选择出需要研究的问题的能力的形成不是一蹴而就的，需要比较长时间的培养才行。
（2）学生没有足够的知识储备，特别是缺乏做有关实验的技能，因而不知道如何设计实验方案，不知道实验原理是什么、用什么方法、用哪些仪器用具、设定哪些实验变量、先做哪一步、后做哪一步等等。
（3）由于现在的评价手段主要是考试，为了应付各科的考试，学生没有更多的时间用来收集资料，设计实验方案。所以，学生提出的困难之一就是没有时间。
（4）学校的实验室的设备还不够完善，特别是数量不足，不能满足分组进行探究实验的需要。
3．实施探究实验的教学方式
根据以上的实践和分析，笔者提出以下教学方式。
（1）用接受学习法，教给学生有关的生物学知识，具备进行探究实验的知识基础。知识是形成能力的基础。学生只有掌握一定量的生物学知识，才能更好地发现问题、思考并提出解决问题的方法步骤。
（2）在做探究实验前，首先组织学生做一些基本的实验，帮助他们掌握常用的实验技能，为探究实验的展开提供技能基础。例如：显微镜的使用（含低倍镜和高倍镜的使用）；鉴定还原糖、脂肪、蛋白质和DNA等物质的方法步骤；制作临时装片的方法；研钵、漏斗等常用仪器用具的使用方法等等。
（3）通过实例介绍选题的方法。
（4）通过实例介绍实验设计的一般方法步骤。包括观察、提出问题、假说、实验（含变量的确定、单一变量原则、控制与平衡控制、对照等）、结论。帮助学生认识如何进行实验设计，从而才能进行探究实验。
（5）创设情境，引导学生发现问题，选定课题，让学生设计实验方案和进行实验。问题要通过观察才能发现。创设一定的情境，学生才能观察和思考并发现问题。有了问题，才能激发学生的探究欲望。教师再适当引导，学生就可选定要研究的问题。这一步是整个探究实验的关键。然后学生就可运用已经掌握的设计实验的方法来设计探究实验的方法步骤。教师对学生设计的实验方案进行审阅，发现不恰当的地方，就向学生提出，并引导学生进行修改。最后，学生按照所设定的实验方案进行实验。
（6）引导和帮助学生分析实验现象，得出恰当的结论，并在班上交流。
参考文献：
［1］普通高中生物课程标准（实验）.
［2］赵占良.高中生物课程标准教材探究活动的设计和教学建议.生物学教学，2007（6）：24.
【实验设计题・破解思路】
实验设计方法：
1.分析清楚三个物理量.利用控制变量法，控制一个量不变的前提下，研究因变量随自变量的变化；
2.明确在实验中采取什么措施来使自变量在实验中不断变化，明确如何知道它大小的方法；
3.在自变量不断变化时，知道在实验中采取什么措施来保证控制不变的量在实验中一直保持不变；
4.用工具测量或通过公式计算知道因变量在实验中的大小变化.
实验步骤书写时的注意事项：
1.实验前，要调节好电表；
2.每一个主要步骤前的准备工作要强调到位；
3.明确实验步骤书写的基本格式，按步骤进行实验并记录数据；
4.实验中要把每次实验中的自变量和因变量都记录在表格中；
5.若不能直接测量因变量，则要写出计算因变量大小的过程；
6.规律性实验，实验次数至少要6次.
实验表格的设计：
1.实验表格由两部分组成：表头+空格；
2.表头部分由两部分组成：物理量的字母/单位；
3.表头中的物理量应由实验中的直接测量量和间接测量量组成；
4.空格的个数与实验次数相符.
【典型例题】小明想用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值，所用器材如下：电源（电压恒为3V），电流表、电压表、滑动变阻器、开关各1个.
（1）连接如甲图所示的电路，闭合开关发现电流表无示数、电压表示数为3V，则可能是由于Rx所在支路____而造成的（填“短路”或“开路”）.排除故障后，调节滑动变阻器滑片，当电压表示数是1.6V时，电流表示数如乙图所示，则此时Rx的阻值是____Ω.
（2）小明找来若干已知适当阻值的定值电阻（R1、R2、R3…），借助此电路继续实验，探究“串联电路的等效电阻”.
①小明要说明某两个电阻的串联电阻与电阻Rx是等效的，请你在第（1）问实验的基础上写出接下来的具体做法.
②请你设计探究“串联电路等效电阻”实验的表格.
【考点】伏安法测电阻的探究实验.
【专题】探究型实验综合题.
【分析】（1）根据电路故障现象分析电路故障原因；由图示电流表确定其量程与分度值，读出电流表示数，然后由欧姆定律求出电阻阻值.
（2）用两个电阻串联接入原电阻所在位置，闭合开关，如果电流表示数不变，则这两个电阻的串联电阻与原电阻等效，据此设计实验步骤与实验数据记录表格.
【解答】解：（1）如果Rx所在支路开路，则电路开路，电流表无示数，电压表与电源两极相连，测电源电压，电压表示数等于电源电压3V；
由图乙所示电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值为0.02A，电流表示数为0.32A.因为I=UR，则：
R=U/I=1.6V/0.32A=5Ω；
（2）①实验步骤：a.如图甲，拆下Rx，将这两个电阻串联接入电路，替换Rx；
b.把滑动变阻器的滑片调到最左端，闭合开关，再把滑片调回原来位置，观察电流表仍为原来的示数.
②根据实验需要测量的量，实验数据记录表格如下表所示：
《课程标准》在课程理念中指出：在教学活动中培养学生探究能力。探究性学习是学生自主地获取知识和技能、体验和了解科学探究的过程和方法、形成和提高创新意识、树立科学的价值观的活动过程。本人于2009年12月参加了江苏省中小学教学立项课题——《生物实验探究性教学的实践研究》的研究，进一步研究生物实验探究式教学的有关问题。在课题组中，主要研究将验证性学生实验设计成探究性学生实验。验证性实验是学生根据书中实验步骤，按部就班的完成任务。虽然有利于学生掌握概念和理解规律，但不利于培养学生思维能力。而将验证性实验改为探究性实验，由于学生参差不齐，实验中容易产生各种意外结果，必然引起学生对结论的怀疑。在好奇心的驱使下重做实验，直至得出满意的结论。带着这样的想法设计了这节课的教学。
二、过程
（一）课前准备
按照备课的设计，课前，教师将学生分成5—6人的小组，选出组长，并分工进行操作、记录、处理数据和发言；准备好探究实验“食物中含有蛋白质、淀粉和脂肪”的材料用具。同时，布置学生准备食物包装盒（袋）。
（二）课堂导入
教师：本节课是下午的第一节课，因势利导提出，同学们，今天中午吃了哪些东西？学生答出：面条、米饭、大排、青菜、炸鸡腿、汉堡包等。为什么吃了午饭后就不饿了？学生分别说出：食物中有营养物质，有能量……同学们都谈得很好，那么，食物中究竟有哪些营养物质？它们对人体有什么作用呢？引入课题。
（三）教学过程
1.探究常见食物的营养成分
教师：食物中有什么？让我们一起来进行一个小探究。请同学们拿出课前收集的包装盒（袋）。以小组为单位完成对5种食物的营养成分的调查。完成下表：
学生：先自己探究自己带过来的食品包装，做好相关营养成分的分析和记录。然后，同组合作，共同探究本组的5种食品营养成分，做好统计与分析。之后，各小组派代表将结果在全班交流。得出结论：食物给我们提供了以下营养成分——糖类、蛋白质、脂肪、水、无机盐、维生素。同时，根据已有知识总结出：水、无机盐属于无机物，糖类、蛋白质、脂肪、维生素属于有机物。
问题：在此探究实验过程中，出现了2个值得关注的问题。1是：有个学生带来的是矿泉水，在它的营养成分表中，虽然列出了蛋白质等营养成分，但所占比例均为0，学生只关注了成分，没有关注比例，致使结论出现错误；2是：多数学生将能量作为营养成分统计进入了表格当中。这些问题，教师在学生交流总结中进行了纠正。
2.探究食物中含有蛋白质、淀粉、脂肪
以往的教学中，“食物中含有蛋白质、淀粉、脂肪”是一个验证性的实验，此次教学中，我特意将其改为探究性实验，由学生探究完成食物中蛋白质、淀粉、脂肪的鉴定。
教师：蛋白质、糖类、脂肪是人体需要的有机物。它们既是人体的组成物质，又是人体的供能物质。如何探究食物中含有以上物质呢？引导学生按照科学探究的一般方法即：提出问题—作出假设—设计实验—得出结论，分组进行探究实验。
学生：根据生活中已有的知识，设计相关探究实验，得出结论。例如：1.知道淀粉属于糖类，学生凭经验假设面粉里含有淀粉，再通过上网查询了解到：淀粉遇碘变蓝。学生将面粉倒入水中并搅拌，之后滴入碘液，发现白色液体确实变蓝了，得出结论：面粉中含有糖类。2.学生通过网络查询知道蛋白质燃烧时会有臭味，于是假设鸡蛋中含有蛋白质，将蛋白放在火上燃烧，发现确实有一股臭味发出，得出结论，鸡蛋中含有蛋白质。3.假设花生里含有脂肪，将花生纵剖后，在白纸上挤压，用手摸留下的印记，感觉有油，得出结论，花生中有脂肪。等等。各组设计实验不同，选择材料不同，但都能通过实验探究出食物中含有蛋白质、糖类、脂肪。实验完毕，各组交流，并得出新的结论，不同食物中，蛋白质、糖类、脂肪的含量各不相同。
问题：在此探究实验中，出现了3个值得关注的问题。1是：学生在做淀粉遇碘变蓝的实验中，部分学生的碘液滴加过多，致使颜色近似黑色，影响观察。2是：学生在做蛋白质燃烧的实验中，取的鸡蛋白较少，燃烧时间短，效果不明显。3是：学生做挤压花生的实验时，部分学生（特别是女生），力气较小，挤压的油渍较浅，影响观察。针对这些问题，学生相互之间提出来改进方法。
（四）课堂小结
教师：通过刚才的学习，谁能小结一下，有哪些收获？
学生：重点谈了对食物中营养成分的认识，以及如何探究食物中的蛋白质、糖类、脂肪。同时，结合相关信息调整饮食结构和饮食习惯，提高自己的生活质量。
三、反思
（一）收获
本节课的设计使学生积极参与到实验中来，变被动为主动。让学生参与实验的准备、实验计划的制定。有利于加深学生对实验过程的了解、实验作用的理解，同时，在一系列参与过程中，学生的能力也得到了发展，尤其是思维能力的发展。更重要的是参与和体验了探究过程。教师在教学过程中指导实验，解答困惑，不过多地干涉操作，学生在实验中可以互相帮助，提高了小组合作学习的能力。每位学生都进行实验操作，教师在实验中或实验后提出一些与实验过程有关的问题让学生思考，从而使每一位学生都能体验一种动手实验的快乐，这也是一种教学的评价。
（二）不足