高中生物实验教学中论证式教学的实施策略

发布时间:2018/11/28 20:02:00 编辑:goodook 手机版
  论证式教学是师生围绕某一既定论题,利用科学的方法进行论据的收集,并运用相关的论证方式去解释、评价自己(或他人)证据、观点之间的相关性,进而达到培养学生逻辑思维能力、实现知识共享与碰撞的目的,最终对该既定论题实现可接受结论的活动。将论证式教学模式应用于高中生物实验教学之中,既可以将探究实验的开放性、体验性与论证式教学的实证性予以有机整合,也可以达到促进、提升学生归纳、探究实验结果的目的,并对培养学生自主建构知识网络的能力也具有重要的促进作用,能全面提升高中生物实验教学的有效性。本文就论证式教学模式在高中生物“植物细胞质壁分离”实验教学中的应用进行系统阐述。
  一、完善课前准备,奠定教学基础
  论证式教学既是对教师教学能力、组织能力的一种考验,也是对其课前准备工作、教学设计的一种考验。由于论证式教学模式在高中生物实验教学中的应用尚不广泛,很多教师无法在较短时间内完全掌握论证式教学模式的应用方法。因此在实施生物论证式教学之前,教师应完善课前系列准备工作。首先,设计教学内容。教师应立足于“植物细胞质壁分离”的教学大纲要求,适当进行拓展教学,以期为提高论证式教学的高效性提供更多的论证内容。其次,设计论证内容。论证式教学模式与传统教学模式存在诸多差異,该教学模式主要体现、突出学生的主体性。该教学模式下,学生要亲自参与到类似于“生物专家”“生物科学家”的资料评价之中,并结合自身既有的生物学知识提出自己的主张,同时对自己的主张(或他人的观点)进行论证、辩驳等。这就需要教师设计一个合理的、具有探究意义的论证内容(或题目)以提高学生论证的积极性、自主参与度,进而达到有效教学与论证式教学相融合的目的。因此,笔者将本节课的论证主题设计为“不同溶液浓度对细胞液产生的影响”。该论证主题的设计,既可以让学生分析渗透作用的原理、发生条件,也可以让学生通过论证达到系统了解、掌握“植物细胞质壁分离”的目的。最后, 准备实验材料。“植物细胞质壁分离”教学中需要洋葱、菠菜、不同浓度的蔗糖溶液(0.1g/mL、0.3g/mL、0.5g/mL、0.7g/mL)、0.3 g/mL的KNO3溶液、1mol/L的醋酸溶液、清水以及显微镜、滴管、吸水纸、载玻片等。同时,还应提前要求学生熟悉相关材料、器具的使用注意事项等,以保证实验成功率,为论证式教学的实施奠定基础。
  二、抛出论证主题,细化实验内容
  实验教学前,笔者先组织学生回顾分析渗透作用发生的条件,举例说明生活问题“盐水泡过的萝卜条为什么会变软,再泡入清水中,为什么又会变硬?”,组织学生就成熟的植物细胞结构进行分析。然后,抛出论证主题——“不同溶液浓度对细胞液产生的影响”,促使学生就论证主题进行自主探究。
  不同小组的学生带着自己不同的论证目的着手相关实验。首先,制作临时装片;其次,观察、分辨洋葱表皮细胞及其中的大液泡(紫色)、原生质层与细胞壁;第三,滴加蔗糖溶液,观察质壁分离现象;第四,滴加清水,观察质壁分离及复原现象。此时,学生通过实验了解到,当细胞液浓度小于外界溶液浓度时,其表皮细胞会发生失水,并出现质壁分离现象;当细胞液浓度大于外界溶液浓度时,其表皮细胞则会发生吸水,导致已质壁分离的细胞出现质壁复原现象。随后,笔者再次组织学生就不同浓度的蔗糖溶液(0.1g/mL、0.3g/mL、0.5g/mL、0.7g/mL)进行重复性实验,并就实验结果进行自主分析,收集资料、数据为论证的观点提供科学的实验数据。笔者组织学生将自己在不同浓度的蔗糖溶液(0.1g/mL、0.3g/mL、0.5g/mL、0.7g/mL)下所得到的细胞质壁分离、复原情况进行统计、整理和记录。绝大多数学生的统计结果如表1所示。
  三、组织学生论证,完善知识建构
  为了更好地进行本次“不同溶液浓度对细胞液产生的影响”论证式教学,笔者在论证前组织学生就相关的细胞质壁分离、复原实验进行系统的回顾性分析、归纳、总结、梳理后,然后再组织学生进行大胆论证。首先,以实验结果作为论证基本资料引导学生提出自己的主张。此时,笔者会引导、鼓励学生大胆说出自己的实验结果及总结(见表1)。其次,提供资料,组织学生重新进行相关的实验。笔者鼓励学生利用菠菜来替代紫色洋葱进行重复性实验,以进一步证实表1内容。此时,学生的论证结果基本是一致的——浓度越高的蔗糖溶液其质壁分离程度越明显。但是,随着浓度的增加,其在清水中则无法复原。
  为寻找更多的论据,帮助学生通过实验论证来完成“植物细胞质壁分离”知识的自主建构,笔者组织、引导学生进行探究性实验。笔者指导学生利用0.3g/mL的KNO3溶液来替代相同浓度的蔗糖溶液,重新进行上述实验操作,并观察、记录实验结果。实验完毕,有的学生提出:“0.3 g/mL的KNO3溶液与相关浓度的蔗糖溶液一样,也可以出现明显的质壁分离现象,但是不易观察到质壁分离现象,也不易观察到质壁分离复原现象。”有的学生提出:“适宜的浓度,可以促使洋葱细胞出现质壁分离;但想让质壁复原,还需要清水,使细胞液与外界溶液浓度相同。”还有的学生提出:“0.3 g/mL的KNO3溶液中,洋葱细胞质壁出现分离,但在分离之后,又会出现自动复原的现象。但分离、复原过程,不像蔗糖溶液那样明显。”
  随后,笔者指导、鼓励学生设计“0.3g/mL的KNO3溶液”的质壁分离实验来论证依据,以帮助学生高效完成质壁分离实验的自主论证。学生在自主探究与论证过程中,不断完善相关实验内容及知识网络,这对提升学生生物学核心素养有重要的意义。
  总之,将论证式教学应用于高中生物实验教学中,教师必须从学生的实际学情出发,并在尊重学生主体地位的基础上,结合学生已学生物知识,为其巧妙设置一些实验问题,以激发他们的学习兴趣,为论证式教学奠定良好的基础。同时,教师还要积极引导、启发学生对生物实验结果进行科学分析,针对不同的实验结果进行质疑、反思,并提出自己的主张,不断修正完善自己主张的观点,从而促进学生对生物知识的自主建构,加深学生对生物知识及本质的理解,最大限度地培养学生的生物学核心素养。
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