學(xué)科教育論文-初中生物探究性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與教學(xué).doc

學(xué)科教育論文-初中生物探究性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與教學(xué)【摘要】探究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)對(duì)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(yàn)論題的選擇、探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與指導(dǎo)、探究性實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析三個(gè)方面分析新課標(biāo)下初中生物探究性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與教學(xué)。【關(guān)鍵詞】探究實(shí)驗(yàn)選擇設(shè)計(jì)生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)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(shí)間較多，很多教師不大愿意進(jìn)行生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，特別是探究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)。那么，怎樣才能上好探究性實(shí)驗(yàn)課呢？一、探究性實(shí)驗(yàn)論題的選擇探究性實(shí)驗(yàn)是一個(gè)尋求問題答案的過程，是一個(gè)挑戰(zhàn)未知領(lǐng)域的過程，這是探究性實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚣ぐl(fā)學(xué)生興趣的一個(gè)原因。探究性實(shí)驗(yàn)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(shí)或體驗(yàn)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(cuò)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(yàn)在選擇論題時(shí)，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(jià)值已經(jīng)喪失了，因?yàn)閷W(xué)生不會(huì)去探究。如此，我們選擇探究性實(shí)驗(yàn)論題時(shí)，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?cè)趺茨茏寣W(xué)生對(duì)這個(gè)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(jì)等實(shí)驗(yàn)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(yàn)需要學(xué)生自己去探索，在探究過程中會(huì)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(yàn)資源。這就要求我們選擇探究性實(shí)驗(yàn)論題的時(shí)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(gè)博物館，以及如何獲得實(shí)驗(yàn)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(yàn)中一定會(huì)用到它，但是我們選擇探究性實(shí)驗(yàn)時(shí)需要同時(shí)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(yàn)論題要與學(xué)科內(nèi)的知識(shí)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(duì)白色污染的調(diào)查和處理辦法”實(shí)驗(yàn)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(shí)及一定的化學(xué)知識(shí)4.要充分考慮實(shí)驗(yàn)的難度和實(shí)驗(yàn)需要的時(shí)間我們選擇探究性實(shí)驗(yàn)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(yàn)的論題，需要學(xué)生花太長的時(shí)間去觀察和實(shí)驗(yàn)，學(xué)生容易失去耐心，挫傷學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣。難度過大的實(shí)驗(yàn)，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(yàn)的設(shè)計(jì)與指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)是生命科學(xué)研究的基本手段，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)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(yàn)的假設(shè)和目的，指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。1.對(duì)照實(shí)驗(yàn)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(yàn)常設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，教師必須針對(duì)不同知識(shí)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(shí)對(duì)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(yàn)設(shè)計(jì)，就要準(zhǔn)備兩個(gè)相同的耐熱玻璃瓶，分別裝入等量的肉湯，一個(gè)設(shè)法將瓶口密封，另一個(gè)不封口。將兩個(gè)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?？捎^察到：密封的瓶子中的肉湯較長時(shí)間保持無菌，不密封的瓶子中的肉湯會(huì)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(yàn)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(yàn)中所涉及的可能影響到生命活動(dòng)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(duì)植物生存的影響的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，就要在適宜的溫度、適宜的水分條件下，設(shè)計(jì)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(yàn)有許多因素是實(shí)驗(yàn)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(dòng)，這些因素在實(shí)驗(yàn)者不知情、無監(jiān)測的情況下影響甚至改變實(shí)驗(yàn)結(jié)果。如：在探究不同植被對(duì)空氣濕度的影響的實(shí)驗(yàn)中，選擇三種不同的植被環(huán)境（灌木叢、草坪、裸地）時(shí)，測試地附近就不能有水田、水池、池塘、河流和湖泊等，因?yàn)槿绻赃呌兴?，就?huì)增加空氣中水分的來源，干擾對(duì)植物與空氣濕度的關(guān)系的測定。4.注意實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的可操作性多數(shù)情況下學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)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(yàn)設(shè)計(jì)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(gè)實(shí)驗(yàn)課題的多個(gè)不同設(shè)計(jì)方案，讓學(xué)生比較、綜合并評(píng)價(jià)；（2）將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的和假說交給學(xué)生，讓全體學(xué)生來設(shè)計(jì)，再反饋有代表性的方案，通過討論評(píng)選出可行性方案和不可行方案，再在可行性方案中評(píng)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(dòng)性，對(duì)求異思維的發(fā)展有很大的促進(jìn)作用。三、探究性實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析探究性實(shí)驗(yàn)完成之后，對(duì)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(yàn)結(jié)束之后便草草下了結(jié)論。事實(shí)上，對(duì)于探究性實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析、判斷，甚至比實(shí)驗(yàn)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(yàn)，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(yàn)，但從未給患病的動(dòng)物注射過。如果當(dāng)時(shí)他做了這方面的試驗(yàn)，這種“神奇藥物”很可能會(huì)提早10年問世。對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，還要正確對(duì)待實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異性。即使實(shí)驗(yàn)步驟再準(zhǔn)確，學(xué)生之間的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，是應(yīng)該有差異的。為了減少實(shí)驗(yàn)差距，實(shí)驗(yàn)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(yàn)，其用意是利用平均數(shù)，從而減少實(shí)驗(yàn)中的結(jié)果差距。如探究水溫的變化對(duì)金魚呼吸次數(shù)的影響的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，教材要求設(shè)立的溫度有兩個(gè)：常溫下和升高10（或降低10）。不過，為了實(shí)驗(yàn)尋求水溫與金魚呼吸次數(shù)之間的關(guān)系，可以在整個(gè)班級(jí)各個(gè)小組之間設(shè)置溫度梯度。假使常溫下為10，則可以讓各個(gè)小組在5、10、15、20、25、