──“探究细胞的吸水与失水实验”教学设计及评析

广东省广州市第五中学　　马丽娜

一、主题与背景

课程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。

传统的生物实验教学是以验证性的实验为主，教师在课前就告诉学生实验的方法和步骤以及将会出现的实验结果，学生只要沿着既定的“路线”走就能得到实验的“成功”。但是这样的“成功”是教材的成功、教师的成功而不是学生的成功。它大大局限了学生创新精神和实践能力的发挥和培养，更达不到课程标准中“更尊重学生多样化发展的需求；更贴近社会实际和学生的生活经验；更重视发展学生的创新精神和实践能力；更强调学习是一个主动建构知识、发展能力、形成正确的情感态度与价值观的过程”的要求。

要实现这一目标，教师的教学方式就应该发生改变，角色必须变换，由原来课堂的绝对的控制者转变为学生学习的指导者、组织者、合作者，由原来的权威地位转变为和学生平等的地位。而要培养学生的创新思维，教师必须有创新精神，创造宽松和谐的教育环境。教师要实现由传统思想观念到现代思想观念的转变，以学生为主体，解放学生的思想和双手，使学生有充分的精力、时间和空间去创新、去实践。这样才能激发学生独立思考和创新的意识，培养学生的发散性思维，切实提高教学质量。为此，必须把自主、合作、探究的学习模式引入到生物实验教学中去，这样才能使学生在生物实验的过程中提高自身的创造力和形成自主学习的习惯。

那么如何在高中生物的实验教学过程中组织和实施呢？

二、教学实录片段及评析

下面以新教材必修一第4章第一节物质跨膜运输的实例的第2课时“探究细胞的吸水与失水的课例”为例，具体阐明如何在生物实验教学中实施 “自主、合作、探究”的学习模式。

片段1：在教师检查学生的实验设计“关于植物细胞失水和吸水，在日常生活中有什么例子”的时候，有个小组的学生兴高采烈地拿着他们的设计来找我。原来他们的设计是“用自己的手指泡在不同浓度的溶液中，感受皮肤细胞失水的程度”。他们认为自己的设计很有创意，想得到我的赞扬。看到他们的设计和四个充满喜悦之情的面容，我也笑了。

评析：教师在组织学生开展自主探究学习的时候，要把握好“度”。既不能包办代替，也不能“放羊”。要扮演好指导者的角色，引导学生自己解决问题。对情景一，我的处理是既没有马上否定他们和帮他们修改，也没有让他们继续进行实验验证。而是提醒他们题目是“关于植物细胞失水和吸水，在日常生活中有什么例子”，当植物细胞失水和吸水后会和人的手指皮肤一样吗？我们可以怎么判断呢？经过我的引导，学生的实验设计就改为：用萝卜条代替“手指”泡在不同浓度的溶液中，一段时间后，用手感受萝卜条的软硬程度，以此推断细胞是失水还是吸水。这样的设计当然就符合要求了。

片段2：有一个小组在自主实验的时候，整个小组争论不休。他们的实验结果是“活细胞和死细胞都发生失水和吸水”。不可能啊！这和他们预期的结果不一样啊！究竟是什么地方出错呢？大家很迷惘。

评析：探究性学习的实施，对教师的要求是比以往更高了。教师的知识面要广、思维要敏捷，要有预见问题和处理预见性问题的能力，更要有处理好在实验、学习过程中随时出现的“生成性”问题的应变能力，及时地引导学生不要偏离主干知识的学习方向，防止漫无边际的无效的“探究”。在片段2中，我留意到该小组在实验过程中，对于如何使细胞死亡上没有处理好，只是用滴管滴了一滴开水就认为细胞死亡了。因此他们再继续实验的过程中发现活细胞和“死”细胞都发生了吸水和失水的现象。这时候，教师就要及时提醒他们，在处理细胞的环节上是否没有考虑到让细胞充分和开水接触呢？经过这样的点拨，学生马上想到把洋葱表皮组织整片泡在开水中，这样就解决了使细胞死亡的问题。最后实验成功了。如果当时不及时作出指导的话，就可能使学生在一些实验细节上浪费时间又无法解决问题，或者得出错误的结论：“活细胞和死细胞都发生失水和吸水”。这些都不是我们希望看到的。

片段3：在课堂上进行“表达与交流──质疑、答辩”环节的时候，一个学生指着显微投影仪显示出来的图像绘声绘色地描述他们“探究关于植物细胞失水和吸水”的过程，当他正讲到细胞失水的时候，有个学生举手发言：我怎么看不到你说的质壁分离现象啊？这个时候，大家再留意看看屏幕，由于这个小组所使用的实验材料是“菜心”，液泡没有颜色，的确很难观察到。在台上的学生再解释也很难得到其他小组的认同。

评析：教师应充分重视表达与交流──质疑、答辩环节。这个环节能使学生获得更多的间接经验，真正体现合作学习的优势。例如，在课堂上有的小组是“探究细胞液的浓度大约在哪个浓度范围”；有些小组是探究“活细胞和死细胞在失水和吸水时有没有不同”；有些小组的实验材料是菜心，有些是萝卜，有些是洋葱，还有些是橙子。虽然自己小组只做了一个实验，但是通过交流可以分享其他小组的成果，增大了探究的信息和课堂的容量。同时在片段3中，通过答辩的环节就可以具体、深入地落实知识点，如学生发现使用菜心做成的装片很难看得出分离的效果，还是紫色洋葱的表皮细胞制片的效果好，原因是洋葱的表皮容易剥取和找到单层的细胞，而且液泡中有颜色更容易观察。再经过教师的引导，原生质层的概念、细胞在什么情况下失水和吸水等知识的落实就水到渠成了。