探究“光對鼠婦生活”的基本過程及方法

1、探究“光對鼠婦生活”的基本過程及方法探究“光對鼠婦生活影響”的基木過程及方法江蘇省無錫市港下屮學(xué)(214199)馬亞芬摘要良好的開端是成功的一半，“光對鼠婦生活的影響”是人教版初中生物教材的 第一個探究實驗，更是學(xué)生進入中學(xué)接觸的第一次探究實驗，能把這次探究落到實處，對 培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力會起到事半功倍的效果。因此，本文以“光對鼠婦生活的影響” 為例，對于如何指導(dǎo)學(xué)生怎樣設(shè)計一個科學(xué)合理、可操作性強的實驗程序，既要表述準(zhǔn) 確，乂要符合實驗原則進行了梳理。關(guān)鍵詞探究基本過程方法科學(xué)合理作為-線教師，在實際教學(xué)屮發(fā)現(xiàn)：自課程改革以來，學(xué)生科學(xué)探究的能力與前幾年相 比，有明顯的改觀，生物科學(xué)素養(yǎng)

2、明顯提高，說明教改已見成效。但是，在實際教學(xué)過程 中，還是反映出了各種問題。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，特別對于指導(dǎo)學(xué)生如何設(shè)計一個科學(xué)合理、 可操作性強的實驗程序，既要表述準(zhǔn)確，乂要符合實驗原則，更是一個難題。良好的開端 是成功的一半，“光對鼠婦生活的影響”是人教版初中生物教材的第一個探究實驗，更 是學(xué)生進入中學(xué)接觸的第一次探究實驗，假如能把這次探究落到實處，對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué) 探究能力會起到事半功倍的效果。鑒于此，木文就此實驗針対探究的基木過程進行了梳 理。1提出問題學(xué)起于思，思緣于疑，懷碰常常是創(chuàng)新的開始，因此，提出問題是科學(xué)探究的基礎(chǔ)。因 為提出問題離不開學(xué)生的主動性、積極性、創(chuàng)造性，需要他們用新的角

3、度去審視原有的知 識和經(jīng)驗，批判和澄清新舊知識的差異，在認(rèn)識上產(chǎn)生沖突，從而提出一個新的可能性。 問題從何而來呢？可以從學(xué)生的生活經(jīng)驗、經(jīng)歷中來，也可以通過呈現(xiàn)的生物標(biāo)本、模 型、數(shù)據(jù)或?；瞽h(huán)境中來。在教學(xué)中，教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，冇h的、冇計劃地創(chuàng)設(shè)一 些含有真實事件或真實問題的情境，使學(xué)生在探究事件或解決問題的過程中自主地產(chǎn)生問 題，并h嘗試用書而或口頭來表述這些問題。例如木實驗，教師首先呈現(xiàn)探究課題：“環(huán)境對鼠婦?；畹挠绊憽?，讓學(xué)生明確探究h 標(biāo)。再把學(xué)生分成8組，每紐在課前觀察鼠婦的生活環(huán)境，捕捉鼠婦若十只(注意，不要 破壞學(xué)?；蛏鐓^(qū)的草坪、花壇等，并j1探究結(jié)朿要把鼠婦放凹大口然)。

4、學(xué)牛會根據(jù)所觀 察到的“鼠婦的生活環(huán)境”提出各種各樣的問題。如有的學(xué)生是在陰暗的地方找到鼠婦， 明亮的地方?jīng)]發(fā)現(xiàn)，就會提出問題：鼠婦喜歡在什么樣的光照條件下生活呢？但環(huán)境因素 很多，有光、土壤、濕度、溫度、空氣、食物、天敵等，所以針對其他的環(huán)境因索學(xué)生也 提出了各種各樣的問題。這時，教師要不失時機地鼓勵學(xué)生大膽想象，積極提問，充分激 發(fā)學(xué)生的求知欲，調(diào)動其學(xué)習(xí)的主動性。2作出假設(shè)解決問題常常需要作出假設(shè)，假設(shè)是依據(jù)已發(fā)現(xiàn)的事實材料和己知的科學(xué)原理，通過創(chuàng) 造性思維，針対所提出的問題設(shè)想可能的答案，這種答案是你的推理，假定性結(jié)論。因 為學(xué)生對鼠婦的采集環(huán)境以及知識經(jīng)驗的差杲，對自己所提出的問題產(chǎn)

5、生了形形色色的假設(shè)。如，學(xué)生是在陰暗處采集到標(biāo)木，明亮處沒采到，就會針對自己所提岀的問題“鼠婦 喜歡在什么樣的光照條件卞生活？”作出假設(shè)：“鼠婦喜歡生活在陰暗處，光會影響鼠婦 的生活”。3制訂計劃假設(shè)是否止確是一個疑問，必須設(shè)計實驗方案進行論證，論證的結(jié)果是你的假設(shè)或被證 實，或被推翻，也有可能需要修正。例如本實驗提出的問題是：鼠婦喜歡在什么樣的光照 條件下生活？假設(shè)是：鼠婦喜歡生活在陰暗處，光會影響鼠婦的生活。但也力同學(xué)會說， 把花盆搬開后鼠婦爬走，不一定是光的影響，因為搬動花盆本身就是對鼠婦的外來刺激。 看來，檢驗假設(shè)是否正確，還需要通過實驗進行探究。如何設(shè)計一個實驗方案？要根據(jù)探究冃的，

6、緊緊圍繞你所提出的問題，進行分析比較， 選擇方法和器材，制訂實驗方案。一個科學(xué)合理的實驗方案，不僅僅是理論上可行，還應(yīng) 該在操作上有可行性。所謂可行性指所設(shè)計的實驗方案在現(xiàn)在的實驗條件下能滿足實驗要 求，實驗的材料盡量能就地取材而且比較便宜，實驗的裝置簡單且操作簡便，實驗步驟簡 潔口操作時間較短。要使別人照著方案去做，也能夠得到預(yù)期的結(jié)呆?？刂茊我蛔兞亢驮O(shè)置對照實驗是實驗設(shè)計的兩個基本原則。在研究一種條件對研究對彖的影響時，所進行的除了這種條件不同以外，其它條件都相 同的實驗，叫做對照實驗。這里的"一種條件”是實驗過程中為實驗者所操縱給疋的，稱 為實驗變量；實驗過程中除了實驗變量以外

7、，影響實驗變化和結(jié)果的“其他條件”稱為無 關(guān)變量。設(shè)置對照實驗的u的在于消除無關(guān)變量對實驗結(jié)果的影響，叮以增加實驗結(jié)果的 可信度和說服力。通常，把接受實驗變量處理的對象組作為實驗組；把相對實驗假設(shè)而言 不接受實驗變量處理的對象組作為對照組。從理論上說，實驗組和對照組受無關(guān)變量的影 響是和等的，實驗組和対照組只冇一個變量（即實驗變量）。因此，當(dāng)兩組出現(xiàn)不同的結(jié) 杲時，可認(rèn)為是由實驗變量的效杲造成的。例，本實驗研究的是光對鼠婦生活的影響，作出的假設(shè)是鼠婦適于生活在陰暗的壞境 屮，光會影響鼠婦的生活。這就需耍設(shè)計實驗時，給鼠婦提供陰暗和明亮的兩種壞境，觀 察鼠婦對環(huán)境的選擇。我們可以把明亮的作為實驗

8、組，陰暗處的作為刈照組。但是，除了 光照情況以外，土壤的潮濕程度、溫度等因素也可能對鼠婦有影響。為了確保實驗結(jié)杲只 是由光照不同而引起的，就應(yīng)當(dāng)使這兩種環(huán)境中，除光照以外，溫度、濕度等其他條件都 相同，也就是說，光是這個實驗中唯一的變量，即實驗變量。根據(jù)上述，木實驗所選材料用具：每個小組10只鼠婦，濕土，鐵盤（或樓料盤、紙 盒），紙板，玻璃板。實驗裝置：在鐵盤內(nèi)放上一層濕土，以橫軸中線為界，一側(cè)蓋上紙板，另一側(cè)蓋上玻璃 板。這樣在盤內(nèi)就形成了陰暗和明亮兩種環(huán)境。方法步驟：1、全班分成8組進行實驗；2、將鼠婦放入實驗裝置，兩側(cè)中央放同樣數(shù) li，靜置2分鐘；3、每分鐘統(tǒng)計一次明亮處和陰暗處的鼠婦

9、數(shù)統(tǒng)計10次；4、設(shè)計 個類似下表的表格，記錄實驗數(shù)據(jù)不同時間、不同壞境下的鼠婦數(shù)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒灢僮鞑拍艿贸鲋勾_而冃可靠的實驗結(jié)果。因此有必要組織學(xué)生討論：按照以 上實驗方案，怎么做才能實現(xiàn)探究標(biāo)？增加“操作前討論”這一環(huán)節(jié)，不僅強化了探究 過程，而且培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方式、h主介作的學(xué)習(xí)精神，使他們迅速發(fā)現(xiàn)解決問題 的方法。實踐證明，如果缺乏這一環(huán)節(jié)，學(xué)生會邊做邊想，探究成功的幾率降低。生物實 驗材料的準(zhǔn)備有的需很長時間，例如探究“綠葉在光卜-制造有機物”，葉片必須饑餓處理 一晝夜，然后移到陽光下兒個小時，假如因草率而失敗在課堂上就沒有重做的可能，不能 體現(xiàn)“解決問題”這-過程。本實驗經(jīng)過學(xué)生

10、操作前的討論，會發(fā)現(xiàn)：實驗屮有必要消除其他的t擾因素，如實驗臺 的抖動，實驗臺傾斜角度、鼠婦假死、遮光是否符合實驗耍求等。每一小組按照實驗方 案，分工合作，通過觀察和實驗收集數(shù)據(jù)，記錄不同光照強度、環(huán)境中鼠婦的數(shù)量。觀察 記錄實驗屮的現(xiàn)象、數(shù)據(jù)一定要實事求是，盡可能反映客觀事物的木來frfu,不能憑主觀 臆造。5得出結(jié)論從對收集的數(shù)據(jù)進行整理，然后比較、分析，進行簡單的因杲推理，形成一般性的結(jié) 論，而論證假設(shè)。本實驗每一組學(xué)生觀察到在不同光照環(huán)境屮鼠婦的數(shù)量并計算占鼠婦總量的百分比，從 而得出自c小組的結(jié)論。有的結(jié)論與假設(shè)一致，有的卻相反。該結(jié)論從科學(xué)概念來看是不 完善的，但是從學(xué)生所做的實驗

11、出發(fā)，得出這樣的結(jié)論是符合邏轎的，因此應(yīng)對學(xué)生的 結(jié)論予以高度的贊揚。6表達與交流并不是所有的小組通過一次探究都能得出正確的結(jié)論，因此，各組必須交流實驗數(shù)據(jù)， 分析小組和全班的數(shù)據(jù)，討論實驗數(shù)據(jù)是否支持假設(shè)。有時，由于探究的方法不夠完善， 會得出錯誤結(jié)論，老師不要急于否定其錯誤的結(jié)論，而是啟發(fā)他們從選擇材料、實驗處理 操作、收集數(shù)據(jù)等方而查找產(chǎn)生實驗誤差的可能原因，力求從中發(fā)現(xiàn)問題，找出重新解決 問題的辦法。并進一步誘導(dǎo)他們認(rèn)識小小的失誤會影響到小組其至全班實驗的準(zhǔn)確性，應(yīng) 該最大限度的減少誤差。學(xué)牛通過討論，可以領(lǐng)悟到實驗數(shù)據(jù)收集的越多，結(jié)論會越準(zhǔn) 確。木實驗全班分8組，所用的實驗材料一樣，

12、每一小組向全班進行匯報交流小組探究的過 程和結(jié)果。學(xué)生通過討論能夠從鼠婦個體差異與生活力、記時和記數(shù)的準(zhǔn)確性等方而查找 產(chǎn)生誤差的具體原因。并計算岀全班各組第10次數(shù)據(jù)的平均值。對全班平均值進行分析 后發(fā)現(xiàn)：陰暗處鼠婦比冇光處明顯多，所以得出結(jié)論：鼠婦喜歡陰暗的地方，光對鼠婦生 活有影響。討論結(jié)朿，應(yīng)該寫出科學(xué)探究報告。撰寫一篇報告的過程，是科學(xué)探究活動的繼續(xù)，可 以鍛煉辨證的邏輯、嚴(yán)密的推理。報告的形式很多，可以用文字描述、數(shù)字表格、示意 圖、曲線圖等，假如有條件還可以攝影、攝像。老師還應(yīng)該創(chuàng)造各種條件來展出學(xué)綸的報告，如墻報、展覽、制作網(wǎng)頁等。7實驗再設(shè)計探究實驗至此已告一段落，為了打破思

13、維定勢，進一步發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維和形成嚴(yán)謹(jǐn) 的實驗作風(fēng)，在肯定學(xué)生取得的成績后，應(yīng)不失時機的鼓勵學(xué)生在不受實驗所給出的器材 影響下，自行設(shè)計方案。因此在課堂教學(xué)過程中我又增加了最后一個環(huán)節(jié)實驗再設(shè) 計。鼓勵學(xué)生多問幾個為什么，有沒有更好的設(shè)計方法，結(jié)果會怎樣。這樣對學(xué)生的思維 是一個極大的促進，也體現(xiàn)出課程改革對學(xué)生能力培養(yǎng)的要求。如木實驗：除上述方法外，還有哪些方法可以做？怎樣做的效果更好？鼠婦的生活是否 還受其它因素(如土壤、潮濕程度、溫度等)的影響呢？受上述實驗方案的啟發(fā)，你能不 能完成一個類似的探究方案？在制訂計劃z前，請認(rèn)真想一-想，這個實驗的變量是什么？ 設(shè)計對照實驗時是否還耍分成明亮和黑暗兩組呢？探究結(jié)束后，完成一個探究報告，內(nèi)容 包活：探究的問題、假設(shè)、設(shè)計思路、材料用具、方法步驟、結(jié)果、結(jié)論。通過實驗再設(shè)計，真正