學(xué)科教育論文-初中生物探究性實(shí)驗的設(shè)計與教學(xué).doc

學(xué)科教育論文-初中生物探究性實(shí)驗的設(shè)計與教學(xué)【摘要】探究性實(shí)驗的教學(xué)對于學(xué)生學(xué)習(xí)能力、解決問題能力的提高有著不可替代的作用。本文從探究性實(shí)驗論題的選擇、探究實(shí)驗的設(shè)計與指導(dǎo)、探究性實(shí)驗結(jié)果的分析三個方面分析新課標(biāo)下初中生物探究性實(shí)驗的設(shè)計與教學(xué)?！娟P(guān)鍵詞】探究實(shí)驗選擇設(shè)計生物學(xué)是一門以實(shí)驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗教學(xué)在課堂教學(xué)中占有極其重要的地位。但由于在組織教學(xué)、結(jié)果控制等方面比較費(fèi)神，且占用時間較多，很多教師不大愿意進(jìn)行生物實(shí)驗教學(xué)，特別是探究性實(shí)驗的教學(xué)。那么，怎樣才能上好探究性實(shí)驗課呢？一、探究性實(shí)驗論題的選擇探究性實(shí)驗是一個尋求問題答案的過程，是一個挑戰(zhàn)未知領(lǐng)域的過程，這是探究性實(shí)驗?zāi)軌蚣ぐl(fā)學(xué)生興趣的一個原因。探究性實(shí)驗論題應(yīng)使學(xué)生能夠進(jìn)行廣泛的聯(lián)系，讓學(xué)生們將他們與論題相關(guān)的知識或體驗顯現(xiàn)出來。這些論題還能使教師看到學(xué)生可能產(chǎn)生的錯誤想法及學(xué)生的理解差距，從而在教學(xué)中解決這些問題。1.要選擇學(xué)生感興趣的論題探究性實(shí)驗在選擇論題時，要盡量選擇學(xué)生感興趣的論題。論題不能吸引學(xué)生，即使它是專家們的寵兒，它的價值已經(jīng)喪失了，因為學(xué)生不會去探究。如此，我們選擇探究性實(shí)驗論題時，要充分考慮論題與學(xué)生們目前的生活有什么聯(lián)系，我們怎么能讓學(xué)生對這個論題感興趣，等等。如探究種子萌發(fā)的條件、校園和社區(qū)綠化的設(shè)計等實(shí)驗論題的選擇，學(xué)生就很感興趣。2.要選擇容易獲得資料和資源的論題探究性實(shí)驗需要學(xué)生自己去探索，在探究過程中會遇到各種各樣的問題，他們需要去查找資料，需要去獲取各種實(shí)驗資源。這就要求我們選擇探究性實(shí)驗論題的時候，能夠引導(dǎo)學(xué)生找出這些資料和資源，甚至明確地指出是哪本書或是哪個博物館，以及如何獲得實(shí)驗需要的資源。當(dāng)然，確認(rèn)這些資源、資料并不是說在探究性實(shí)驗中一定會用到它，但是我們選擇探究性實(shí)驗時需要同時兼顧資源的豐富性和易用性，使學(xué)生選擇最好的資源。我們應(yīng)通過確定和考慮大范圍里的各類資料和資源，讓學(xué)生在不同的環(huán)境、不同的場所中都能夠進(jìn)行探究。3.要與學(xué)科內(nèi)外眾多方面有豐富聯(lián)系探究性實(shí)驗論題要與學(xué)科內(nèi)的知識以及其他學(xué)科有密切的聯(lián)系，與學(xué)生課堂外的生活有密切的聯(lián)系。我們使用這些聯(lián)系來幫助學(xué)生理解論題里的關(guān)鍵概念及其重要性。如“對白色污染的調(diào)查和處理辦法”實(shí)驗論題的選擇，不僅考慮到與學(xué)生生活有著密切的關(guān)系，而且涉及生物學(xué)中的生態(tài)學(xué)知識及一定的化學(xué)知識4.要充分考慮實(shí)驗的難度和實(shí)驗需要的時間我們選擇探究性實(shí)驗的目的是要提高學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣和積極性。如果我們選擇探究性實(shí)驗的論題，需要學(xué)生花太長的時間去觀察和實(shí)驗，學(xué)生容易失去耐心，挫傷學(xué)生對實(shí)驗的興趣。難度過大的實(shí)驗，讓學(xué)生無法完成，容易讓學(xué)生失去信心，挫傷學(xué)生學(xué)習(xí)生物的積極性。二、探究實(shí)驗的設(shè)計與指導(dǎo)實(shí)驗是生命科學(xué)研究的基本手段，設(shè)計實(shí)驗是實(shí)驗研究的基本能力。教學(xué)過程中，教師必須科學(xué)地講解實(shí)驗的假設(shè)和目的，指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實(shí)驗。1.對照實(shí)驗的設(shè)立為了更科學(xué)、更有說服力地論證假說，生物學(xué)實(shí)驗常設(shè)置對照實(shí)驗，教師必須針對不同知識背景的學(xué)生，做出不同的教學(xué)處理，使學(xué)生充分認(rèn)識對照組設(shè)置的必要性和科學(xué)性。探究肉湯變質(zhì)的原因的實(shí)驗設(shè)計，就要準(zhǔn)備兩個相同的耐熱玻璃瓶，分別裝入等量的肉湯，一個設(shè)法將瓶口密封，另一個不封口。將兩個瓶子中的肉湯都煮沸，取出并放置在溫暖的地方，靜置數(shù)天。可觀察到：密封的瓶子中的肉湯較長時間保持無菌，不密封的瓶子中的肉湯會較快變質(zhì)。由此可以說明，引起肉湯變質(zhì)的細(xì)菌來自空氣。再將密封瓶子的蓋子去掉，仍然放置在該處，幾天之后也發(fā)生變質(zhì)，則進(jìn)一步證明了所得結(jié)論。2.適宜條件的設(shè)定生物學(xué)實(shí)驗實(shí)質(zhì)上是一種人為控制條件下的生命再現(xiàn)過程。實(shí)驗中所涉及的可能影響到生命活動的所有條件，除了控制條件，都必須盡量控制在最適宜的條件下，以充分再現(xiàn)生命現(xiàn)象。如探究光照對植物生存的影響的實(shí)驗設(shè)計，就要在適宜的溫度、適宜的水分條件下，設(shè)計不同的光照條件去觀察植物的生長情況。3.全面地考慮實(shí)驗有許多因素是實(shí)驗者并不關(guān)注的非研究因素，但它們照樣可能影響到生命活動，這些因素在實(shí)驗者不知情、無監(jiān)測的情況下影響甚至改變實(shí)驗結(jié)果。如：在探究不同植被對空氣濕度的影響的實(shí)驗中，選擇三種不同的植被環(huán)境（灌木叢、草坪、裸地）時，測試地附近就不能有水田、水池、池塘、河流和湖泊等，因為如果旁邊有水源，就會增加空氣中水分的來源，干擾對植物與空氣濕度的關(guān)系的測定。4.注意實(shí)驗設(shè)計的可操作性多數(shù)情況下學(xué)生設(shè)計的實(shí)驗方案形式多樣，各有優(yōu)點(diǎn)，但較普遍的問題之一是可操作性不強(qiáng)。為了確保實(shí)驗設(shè)計的可操作性，教學(xué)實(shí)踐中可以有2種處理方案：（1）圍繞同一個實(shí)驗課題的多個不同設(shè)計方案，讓學(xué)生比較、綜合并評價；（2）將實(shí)驗設(shè)計的目的和假說交給學(xué)生，讓全體學(xué)生來設(shè)計，再反饋有代表性的方案，通過討論評選出可行性方案和不可行方案，再在可行性方案中評選出最優(yōu)方案、較好方案和一般方案。最后還可以討論方案不可行的原因，找出最優(yōu)方案優(yōu)在哪些方面？這樣充分發(fā)揮了學(xué)生的參與性、積極性和主動性，對求異思維的發(fā)展有很大的促進(jìn)作用。三、探究性實(shí)驗結(jié)果的分析探究性實(shí)驗完成之后，對于結(jié)果的分析是十分重要的，而這一方面學(xué)生很容易忽略，他們往往在實(shí)驗結(jié)束之后便草草下了結(jié)論。事實(shí)上，對于探究性實(shí)驗結(jié)果的分析、判斷，甚至比實(shí)驗的過程還要重要。如著名科學(xué)家弗萊明提取到了青霉素，并判斷它可能是一種抗菌素，但僅此而已。他沒有開展觀察青霉素治療效果的系統(tǒng)試驗，他只給健康的兔子和老鼠注射過細(xì)菌培養(yǎng)液的過濾液進(jìn)行青霉素的毒性試驗，但從未給患病的動物注射過。如果當(dāng)時他做了這方面的試驗，這種“神奇藥物”很可能會提早10年問世。對于實(shí)驗結(jié)果的分析，還要正確對待實(shí)驗結(jié)果的差異性。即使實(shí)驗步驟再準(zhǔn)確，學(xué)生之間的實(shí)驗結(jié)果，是應(yīng)該有差異的。為了減少實(shí)驗差距，實(shí)驗必須在相同的環(huán)境下，準(zhǔn)備多于一次的測試，若有可能，應(yīng)進(jìn)行多次實(shí)驗，其用意是利用平均數(shù)，從而減少實(shí)驗中的結(jié)果差距。如探究水溫的變化對金魚呼吸次數(shù)的影響的實(shí)驗設(shè)計，教材要求設(shè)立的溫度有兩個：常溫下和升高10（或降低10）。不過，為了實(shí)驗尋求水溫與金魚呼吸次數(shù)之間的關(guān)系，可以在整個班級各個小組之間設(shè)置溫度梯度。假使常溫下為10，則可以讓各個小組在5、10、15、20、25、