初中生物探究性實(shí)驗(yàn)存在的問題和創(chuàng)新

初中生物探究性實(shí)驗(yàn)存在的問題和創(chuàng)新1前言生物課程中的科學(xué)探究是指學(xué)生積極主動地獲取科學(xué)知識，領(lǐng)悟科學(xué)研究辦法的各種活動。科學(xué)探究通常包括：提出問題、作出若、制定方案、實(shí)施方案、得出結(jié)論和敘述交流。科學(xué)探究能夠使學(xué)生主動地獲取科學(xué)知識，體驗(yàn)科學(xué)過程，形成一定的科學(xué)探究能力和科學(xué)態(tài)度價值觀，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。然而在具體的生物教學(xué)中，很多實(shí)驗(yàn)發(fā)展起來難度很大，存在諸多問題，如有些實(shí)驗(yàn)材料難以準(zhǔn)備，器材相對缺乏;師生重視程度不夠，探究內(nèi)容淺顯，探究過程倉促，或?qū)τ谔骄拷Y(jié)果存在想當(dāng)然的情況，教師告知實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生習(xí)慣性接受……這些原因?qū)е乱恍┥飳?shí)驗(yàn)教學(xué)流于外表，學(xué)生在體驗(yàn)科學(xué)探究的過程中達(dá)不到提高科學(xué)探究的能力的目的。2以“探究螞蟻的覓食行為〞的實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例筆者將以蘇教版“動物的行為〞一節(jié)為例，分析初中生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)如何從紙上談兵到實(shí)戰(zhàn)演練。動物的行為是動物適應(yīng)其生活環(huán)境所表現(xiàn)出來的各種動作，動物的行為對動物的生存和開展有利。教材安頓了探究螞蟻的覓食行為的探究性實(shí)驗(yàn)，目的在于讓學(xué)生初步掌握探究動物行為的辦法。教材中提出的問題：“螞蟻的覓食行為與食物的氣味和顏色有關(guān)嗎《〞很多教師在進(jìn)行這局部內(nèi)容的教學(xué)時，常常只停留在教學(xué)設(shè)計上，即紙上談兵。當(dāng)討論出實(shí)驗(yàn)計劃后，教師往往會因?yàn)闀r空限制把實(shí)驗(yàn)放在課后，或基本不實(shí)施，即沒有實(shí)戰(zhàn)演練。這個探究性實(shí)驗(yàn)看似簡單，但在實(shí)際實(shí)驗(yàn)設(shè)計、實(shí)施的過程中存在諸多問題，對于培養(yǎng)學(xué)生探究自然界奧秘的能力和鍛煉學(xué)生進(jìn)行科學(xué)思維具有非常重要的作用，因此非常值得開設(shè)。但如何讓學(xué)生在課堂上設(shè)計完實(shí)驗(yàn)后還能動手做實(shí)驗(yàn)，即從紙上談兵到實(shí)戰(zhàn)演練，一直是筆者非常困惑的問題。2.1探究實(shí)驗(yàn)存在的問題在實(shí)際準(zhǔn)備的過程中，筆者發(fā)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)難以完成的主要原因如下：(1)實(shí)驗(yàn)的可操作性，要在課堂上察看螞蟻在自然狀態(tài)下的覓食行為是非常困難的，只能模擬自然情況。且上課時，已經(jīng)是深秋時節(jié)，很難捕捉到螞蟻，學(xué)生也很難在課下察看到螞蟻的覓食行為。(2)實(shí)驗(yàn)的可控性低：實(shí)驗(yàn)時，螞蟻四處活動，不受控制，不斷有螞蟻試圖逃走。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與常識相悖：很多螞蟻匯集在食鹽一側(cè)，并不像想象的那樣匯集在糖的一側(cè)，令師生感到非常的困惑。2.2解決計劃(1)獲取實(shí)驗(yàn)材料。為了解決實(shí)驗(yàn)材料難以獲取的問題，筆者曾組織學(xué)生在校園里尋找螞蟻。由于時值深秋，溫度較低，捕捉來的螞蟻數(shù)量很少。筆者將學(xué)生捉來的螞蟻放在一個桶里喂養(yǎng)，第二天早晨發(fā)現(xiàn)僅有少數(shù)幾只螞蟻存活，大局部螞蟻死亡，后來得知是因?yàn)椴煌N群的螞蟻匯集在一起存在斗毆現(xiàn)象。如何得到一定數(shù)量同一種群的螞蟻成為了個難題，最后網(wǎng)購了幾十管螞蟻，每管10只。這些螞蟻來自同一種群，因此相安無事。螞蟻在運(yùn)輸?shù)倪^程中，靠管子兩端的海綿里浸的糖水為生，到貨之后由于長途跋涉螞蟻比擬虛弱，所以不能立即發(fā)展實(shí)驗(yàn)，需要飼養(yǎng)一段時間。(2)設(shè)計實(shí)驗(yàn)計劃。學(xué)生以小組為單位，提出自己想探究的關(guān)于螞蟻覓食的問題。如螞蟻的覓食行為是否和食物的氣味、顏色、形狀、大小等因素有關(guān)《由于時間有限，課堂上統(tǒng)一探究“螞蟻的覓食行為與食物的氣味有關(guān)嗎〞這一問題。教師引導(dǎo)學(xué)生作出若，制定具體的實(shí)施計劃。待課堂上實(shí)驗(yàn)操作完成后，學(xué)生在課后就有能力科學(xué)地設(shè)計計劃，完成其他探究。得到螞蟻后，學(xué)生開始設(shè)計實(shí)驗(yàn)計劃，最初準(zhǔn)備將螞蟻倒入硬鞋盒中，4個角落分別放置不同氣味但相同顏色的食物。實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)，倒入時螞蟻受震動而驚嚇，四處逃竄，無法完成實(shí)驗(yàn)。因此只能蓋上盒蓋，待螞蟻完全穩(wěn)定后才能發(fā)展實(shí)驗(yàn)。學(xué)生提出質(zhì)疑：翻開盒蓋后，光線射入是否會對螞蟻的覓食產(chǎn)生影響《因此，筆者引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了進(jìn)一步的改良。課前將螞蟻放入一次性帶蓋透明的快餐盒里靜置一段時間。為了探究螞蟻的覓食是否與食物的氣味有關(guān)，實(shí)驗(yàn)時在餐盒的4個角落分別放置蘸有清水、糖水、鹽水、白醋的四個海綿塊。實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)，有些螞蟻會沿著盒壁爬出趁機(jī)逃走，因此為每個小組準(zhǔn)備了小毛筆一只，避免螞蟻逃脫。但這樣依然不能阻止螞蟻逃跑。因此筆者查閱文獻(xiàn)自制了螞蟻防逃液，其成分是酒精和滑石粉(體積比4：1),將防逃液涂在塑料快餐盒的內(nèi)壁并吹干。這樣螞蟻只能在底部活動。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與常識相悖。實(shí)驗(yàn)裝置準(zhǔn)備完畢后，學(xué)生們興致勃勃地開始實(shí)驗(yàn)了。他們都想當(dāng)然地認(rèn)為，螞蟻肯定爭先恐后地向蘸有糖水的海綿處匯集?？墒钱?dāng)察看到實(shí)驗(yàn)結(jié)果時，學(xué)生都困惑了。很多小組的螞蟻在實(shí)驗(yàn)后紛紛向蘸有鹽水的海綿處匯集，反而糖水處無蟻問津。這是為什么呢《查閱資料發(fā)現(xiàn)，所有動物從螞蟻到人類都需要鹽來維持其身體神經(jīng)和肌肉的活動性以及水分的平衡。在滿足了身體對于鹽分的根本需求之后，螞蟻才會去覓食糖食獲取能量。網(wǎng)購的螞蟻在學(xué)生養(yǎng)殖的過程中只喂養(yǎng)了清水和糖水，因此在實(shí)驗(yàn)時才會由于身體的需要優(yōu)先選擇了蘸有鹽水的海綿。尋找到原因后，學(xué)生在接下來的喂養(yǎng)過程中，每天給螞蟻添加了少量鹽水，滿足其根本需求。課堂發(fā)展實(shí)驗(yàn)時，螞蟻的覓食行為終于和人們的常識吻合了，紛紛向蘸有糖水的海綿處匯集。3創(chuàng)新之處實(shí)驗(yàn)材料上進(jìn)行的創(chuàng)新筆者經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)后認(rèn)為，螞蟻從野外被捕捉到實(shí)驗(yàn)室，由于受到驚嚇而逃生或首先忙于筑巢等過程，基本無暇顧及覓食。不同種群的螞蟻匯集在一起相互爭斗，存在大批量死亡現(xiàn)象。為了保證能夠在課堂發(fā)展實(shí)驗(yàn)，筆者采納了學(xué)生的倡議從淘寶購置螞蟻。收到螞蟻后，不能立即發(fā)展實(shí)驗(yàn)，需要喂養(yǎng)一段時間讓螞蟻適應(yīng)所在的環(huán)境。在喂養(yǎng)過程中需要提供充沛的水分、鹽分、糖分，滿足螞蟻的正常生命活動的需要。之后筆者在淘寶上先后購置過天竺葵、草履蟲、水蚤等生物材料，盡可能地保證每個探究性實(shí)驗(yàn)的順利發(fā)展。實(shí)驗(yàn)辦法上進(jìn)行的創(chuàng)新螞蟻在自然狀態(tài)下的覓食行為和課堂相比更加真實(shí)，效果也更明顯。但由于教材安頓的實(shí)驗(yàn)已在深秋，自然狀態(tài)下螞蟻很難尋覓，因此網(wǎng)購了螞蟻在課堂完成該實(shí)驗(yàn)。雖然該實(shí)驗(yàn)在課堂完成，但是實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)該盡可能地接近自然狀態(tài)，才能夠得出更為科學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。但是實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)，螞蟻并不會如所預(yù)期的那樣行動，會四處逃竄，似乎求生的本能大大超過了覓食的需求。學(xué)生選擇用手去捉準(zhǔn)備逃逸的螞蟻，用毛筆去趕，但效果都不理想。盒壁涂上了螞蟻防逃脫液后，螞蟻只能在盒底活動后，開始尋覓食物。看似簡單易操作的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)施的過程中，會遇到各種各樣的問題，如實(shí)驗(yàn)的可操作性、設(shè)計的合理性、現(xiàn)象的科學(xué)性等問題，需要教師勇于改良實(shí)驗(yàn)，即要有勇氣;善于思考問題、察看生活、聯(lián)系生活，即要有靈氣;善于集中集體的力量，共同解決問題，即要有人氣。實(shí)驗(yàn)評價上進(jìn)行的創(chuàng)新上課時，該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了10min。大局部學(xué)習(xí)小組察看結(jié)果一致，但也有些小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期不一致，如有些螞蟻一直徘徊不前，或到處轉(zhuǎn)動，或選擇了蘸有鹽水、清水的海綿。教師不要急于總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，可以實(shí)施延時評價，讓學(xué)生把實(shí)驗(yàn)裝置放到抽屜里，繼續(xù)上課，待下課時再拿出來再次察看，此時發(fā)現(xiàn)大局部螞蟻匯集在蘸糖水的海綿上。下課后，學(xué)生可以利用該實(shí)驗(yàn)裝置繼