【正文】摘   要：生物实验是培养学生创新精神的最好机会。而研究性学习则是指学生在教师指导下，以类似科学研究的方式获取知识，培养能力的一种学习方式。如何从以教师为主的实验教学方式中创设让学生进行研究性学习的情境呢?本文对此作了阐述。
　　关键词：生物实验；研究性学习
　　生物学是一门实验性学科，实验能使学生直接接触生物，并能仔细地研究生命现象，调动学生学习的积极性，培养学生对实验原理的理解能力、积极思维能力、对实验结果做出理论上的分析和解释的能力；培养学生实事求是的科学态度。因此，生物实验是培养学生创新精神的最好机会。而研究性学习则是指学生在教师指导下，以类似科学研究的方式获取知识，培养能力的一种学习方式。 如何从以教师为主的实验教学方式中创设让学生进行研究性学习的情境呢?在近几年的高中生物实验教学中，我们进行了有关的实践与研究，设计了一些研究性实验，设计原则是以学生为主体，让学生在遵循基本的实验操作程序的基础上，在理解实验原理的前提下，进行研究性学习，以寻求最佳的实验方法，或通过研究性实验，来证明某些观点或探求某些结论。
　　一、从实验原理出发设计研究性实验 
　　模式：教师提出需学生研究的问题→学生设计实验→实验验证→得出结论→填写报告。 
　　 以“细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验为例，本实验的原理是：一个成熟的植物细胞，放在一定浓度的溶液中，就可构成一个渗透系统，从而可以发生渗透作用。渗透系统建立的条件为：需要半透膜，且半透膜两侧具有浓度差（水势差）。学生通过大纲规定的实验得出结论：水分子总是从水势高处向水势低处移动。 
　　通过对实验原理的分析，我们从渗透系统建立的条件上思考，创设了一些研究性学习的情景。 
　　 （1）对外界溶液的改变：要求学生利用此实验原理，对现有的Ａ、Ｂ、Ｃ三种不同浓度的溶液进行排序。此题作为本实验的研究题目在实验课上布置下去，要求学生在完成大纲规定的实验基础上进行研究，自行设计有关的方法、步骤，然后把方法、结论及其说明填写在报告上。 
　　通过对实验班的数据统计表明，100％的学生在20min以内完成了教学大纲规定的实验；91．3％的学生完成了此实验研究，正确率在65．3％左右。从学生对此设计的喜欢程度看，可达95％以上。从学生使用的方法来看，可以说是多种多样：有每种溶液各制一张装片，比较细胞的质壁分离的数量与程度的；有通过引流方法，观察细胞有无质壁分离或质壁分离复原现象的；也有的学生使用了物理上的方法，如把溶液滴在载玻片上，观察其表面张力或观察溶液在试管内液面的凹陷；甚至有位学生问到：溶液的化学成分是什么?当得知是食盐溶液后，他把每种溶液都尝了一下，来验证其实验的结果；有的学生还提到可以通过测定溶液的导电率来判断其浓度等。我们从中可以看出学生主动研究的精神。课堂小结时请学生分析自己实验成功与失败的原因，很多学生谈到了实验过程中比较心急，引流之后没有等待足够的时间，便早早的下结论，导致实验结论的错误。我们认为这些失败的教训也是他们的收获之一。通过这些带有研究性质的学习过程，加深了学生对此实验原理的理解。 
       （2）对内部溶液的改变：在高二的实验教学过程中，我们主要采用了（1）所示的情境，但也可设计针对植物细胞内部溶液的两种实验情境，因实验所需的时间较长以及器材较多，此情境一般适合课外活动或高三选修生物的学生。 
　　二、从实验过程（步骤）出发设计研究性实验 
　　模式：教师对实验步骤提出建议→学生选择比较实验→分析对比结果→得出结论→填写报告。 
　　以“叶绿体中色素的提取和分离”实验为例。本实验的步骤是：去除叶柄、粗叶脉的新鲜菠菜叶5ｇ，剪碎放入研钵，加少量碳酸钙、石英砂，15ml无水酒精，研磨成匀浆后过滤，得叶绿体色素提取液。用毛细管吸取少量滤液，在干燥的滤纸条上划一细线，烘干后再次划线，重复多次，然后放入层析液中进行层析。 
　　我们在教学过程中，鼓励学生在实验过程中使用不同方法，通过对比实验来研究哪种方法能达到最佳的实验效果。如建议学生对所取的菠菜与酒精的量的比例作一研究（可以采用10g菠菜叶与5ml无水酒精组合、10g菠菜叶与10ml无水酒精组合、5ｇ菠菜叶与5ml无水酒精组合、5ｇ菠菜叶与10ml无水酒精组合等）；也可对滤纸条的划线次数（可以是3次、5次、7次、10次等）、划线方法（可以是用毛细管、载玻片、铅笔、滤纸条折线等器材或方法）、取用碳酸钙的量（少量或较多）、是否需要过滤等实验步骤提出建议。学生在实验过程中，自己选择对比实验组，通过自己的实验，得出结论。 
　　三、从允许学生故意出错的角度设计研究性实验 
　　 模式：教师针对教材中某些“不许”“不能”“注意”等内容提出质疑→要求学生解释为什么→学生实验→得出结论。 
　　如在“叶绿体中色素的提取与分离”实验中不能让层析液浸没滤液细线，否则色素会溶解在层析液中，影响实验结果；“植物细胞的有丝分裂”实验中根尖解离后必须经过漂洗，否则盐酸同染色剂反应，会影响根尖细胞内染色体的染色效果；“生物组织中蛋白质的鉴定”实验中蓖麻籽的薄片需用95％酒精洗去油脂，以免影响对蛋白质晶体的观察；“水质污染对生物的影响”实验中合成洗涤剂对生物的影响应使用普通的洗衣粉等。为什么要这样做呢?以往教学过程中，往往是教师把答案告诉学生，要求学生记住，实验中不能如此操作。但在开展研究性学习的实践与研究后，教师不再给出答案，而是建议学生不妨在实验时试一下，通过亲自进行“错误”操作，学生知道了此操作所造成的后果，其印象比教师口头的讲述要深得多，也更有说服力，其心理体验是前者无法相比的。也有一些“错误”操作的结果对实验并无多大影响，如“水质污染对生物的影响”实验中使用普通的洗衣粉与使用加酶的洗衣粉的实验效果是相同的，那么教师就应引导学生分析其原因，为什么教材中采用前者，由此让学生体会科学研究的严谨性。 
　　通过这一设计，能养成学生批判性的获取教科书知识的习惯，培养学生发现问题，并积极探索解决问题的精神，更能培养学生的逻辑思维能力。学生能更深入的认识科学的本质特点，加深对生物学知识的理解，超越现有知识，也有助于培养学生的科学态度和创新精神。