作者：课程教育研究 | 字数：6957 | 阅读： 　　【摘要】高中生物课程重视实验教学，倡导探究式教学，本文以“被动运输”的教学为例，探讨高中生物学课堂教学中，教师如何实施以学生为主体的探究式实验教学，以提高学生能力，提升学生学科核心素养。
　　【关键词】高中生物  实施  探究式实验
　　【中图分类号】G633.91        【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2021）43-0134-02
　　《普通高中生物课程标准》（2017年版）指出“生命观念、科学思维、科学探究和社会责任” [1] 是生物学科核心素养;在该课程标准的（一）课程性质中，对学生的学习生物学提出要求：“主动地参与学习”、对学生学习生物学知识提倡“亲历提出问题、获取信息、寻找证据、检验假设、发现规律等过程”[1]; 在（六）实施建议的教学建议中，提出：“组织以探究为特点的主动学习是落实生物学学科核心素养的关键”“实验教学是促成学生达成生物学学科核心素养的重要支撑”。教师在生物教学过程中，如果能根据教学内容和实际情况创造条件，给学生提供更多的探究式实验的学习机会，通过亲历实验，自主学习的过程获取生物学知识，对激发学生的学习热情，发展学生的核心素养，培养学生的创新精神和实践能力具有重要的作用。
　　并不是所有教学内容都适合实验探究教学，因此，教师在备课时，要吃透教材，挑选、挖掘有利于引导学生探究式学习的实验教学内容。人教版普通高中生物学生物学必修1的第四章第1节“被动运输”中，问题探讨的“渗透现象”“植物细胞的吸水和失水”等教学内容，是进行探究式实验教学的好素材，本文以该教学内容为例，探讨高中生物学教师教学如何实施探究式实验教学。
　　一、演示实验，探究式进行“问题探讨”
　　教材的“问题探讨”介绍渗透装置及实验结果，教师在教学时，往往通过分析教材插图“渗透示意图”，引导学生分析讨论“渗透作用”，而导入新课学习，学生是通过图片和理论来认识渗透装置及渗透现象的实验结果。事实会是这样的吗？学生心中是存在疑问的，如果教师在教学中，能够改“看插图说实验”为让学生动手动脑，“亲历实验”，通过操作实验过程，观察实验结果来认识渗透装置及原理，达到“做实验探究学习”，学习效果不言而喻。
　　首先，教师做好课堂实验器材、材料的准备工作：  1.制备半透膜：上课前2天，把两个鸭蛋（为防止操作失败，可以多泡几个）洗净，放入装有醋的容器中浸泡，醋要完全没过鸭蛋（醋如果多一些，蛋壳钙质溶解的速度会更快）静置1～2天，待鸭蛋壳的硬壳钙质完全溶于醋中，用清水轻轻地冲洗蛋膜表面的物质，获得由蛋膜包被的，软软的鸭蛋。用剪刀把在蛋膜剪破，倒出蛋清和蛋黄，再用清水冲洗鸭蛋膜，洗净后，即可获得半透膜（鸭蛋膜）。2.取2个半透膜分别套在2个长颈漏斗口，用橡皮筋固定。3.配制50%蔗糖溶液，量取30ml装在小烧杯中，在溶液中滴加几滴染液，把溶液染成颜色，编号①;另一小烧杯装30ml清水，编号②。4.另取两个大烧杯，盛等量的清水，分别编号A、B;准备2个铁架台用来固定长颈漏斗。
　　其次，演示实验，创设探究情境。“生物学教师要有意识地设计和实施课堂上的科学探究活动，并提供必要的课堂环境和良好的氛围”[2]。用实验来创设探究情境，激发学生的好奇心和求知欲，引入实验探究学习。
　　考虑课堂教学时间较紧的问题，在课前组织学生做好如图的实验装置：1.取两个长颈漏斗，将长颈漏斗口（有半透膜的一端）分别浸入盛有清水的两个大烧杯中，A装置长颈漏斗装入30ml的蔗糖溶液，B装置长颈漏斗装入30ml（等量）的清水中。2.把长颈漏斗固定在铁架台上，调节长颈漏斗内外两侧液面等高。3.装置静置一段时间。上课时，直接展示实验装置，指导学生观察比较两组实验中，长颈漏斗内溶液的液面和外界清水液面的高度差，A组的长颈漏斗液面上升，明显比烧杯清水液面高，B长颈漏斗内的液面与烧杯液面等高。为什么两组液面不一样了？实验小组的学生补充说明实验前的准备，两组实验装置中长颈漏斗内的溶液的区别。学生的注意力一下被吸引了，激起学生展开分析讨论。
　　最后，引导学生分析实验，自主探究。在操作、观察、讨论实验现象的基础上，教师引导学生思考、讨论下列的问题：1.为什么A组的长颈漏斗液面会上升，而B长颈漏斗液面保持不变？A组的长颈漏斗液面会不断上升吗？2.A组的长颈漏斗液面不再上升时，长颈漏斗内外溶液的浓度是否相等？3.如果用一层纱布代替半透膜，A组长颈漏斗液面会上升吗？4.如果大烧杯中不是清水，而是与A组同样浓度的蔗糖溶液，A、B两组的实验结果会怎样？学生通过动手实验、探究，在教师问题的引导下，渗透作用的发生，需要满足渗透装置的两个条件——半透明、膜两侧有浓度差，为进一步探究学习渗透吸水和渗透失水的知识奠定基础。
　　二、探究实验，体验“质壁分离和复原”
　　学生在学习“渗透作用”“水进出动物细胞的原理”的基础上，教师课前准备好实验材料，指导学生实验探究植物细胞的吸水和失水。
　　先引导学生学习实验探究的知识背景：展示成熟的植物细胞模式图，回顾细胞壁、细胞膜、细胞质、大液泡等细胞结构，解析原生质层的结构组成，理解水进出成熟的植物细胞，主要是指水经过原生质层进出液泡。
　　在实验操作之前，进行科学实验探究方法指导：学生体验分别泡在清水和盐水中萝卜条的大小和硬度，观察萎蔫的和新鮮的蔬菜。提出问题：1.植物细胞在什么条件下吸水和失水？2.吸水和失水是通过渗透作用吗？如果是，植物细胞中，相当于半透膜的结构是什么？3.除了观察萝卜条的大小和硬度外，你能不能用其他方法，直接观察植物细胞是否吸水或失水？组织学生讨论分析，引导学生发现问题、针对植物细胞的吸水和失水的问题探讨作出假设、讨论实验设计方案及可能观察到的实验结果、制作填写实验现象的表格，通过全班交流完善。