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探究性实验法在生物教学中的应用

时间:2023/11/9 作者: 新生代 热度: 14993
付灵丽 安徽省萧县初级中学城西校区 235200

  教学方法是实现教学目标的手段,随着教学改革的深入,生物教学方法百花齐放,本文就“探究性实验教学法”谈谈自己的认识。

  探索自然不仅需要有关的科学知识,更需要有探索自然的方法和能力。以往的科学教学由于把知识本身作目的,注重科学知识的机械灌输,忽视科学方法的训练,致使学生虽然掌握了某门学科的许多知识,但却不懂得该门学科的科学方法及其价值,缺乏相应的科学研究能力。探究教学则把科学知识与科学方法相结合,在掌握知识的基础上发展学生的观察能力、建立假设的能力、推理和预测的能力、交流结果的能力等,即增进学生对科学探究的理解,发展进行科学探究的能力。

  生物科学是自然科学中的一门基础科学,它是研究生物的形态、结构、分类、生理、遗传和变异、进化、生态的科学。生物以其丰富多彩的生命活动呈现在我们眼前,想要了解其内在的因素,实验是必不可少的,同时实验也是生物学研究的一种重要手段,通过实验可探知生命活动的规律。学生通过实验体验,能够加深对课本知识的理解和掌握,增强学生学习生物学的兴趣。因此,教师在教学过程中应重视实验课,尽可能的为学生创造实验的条件,并指导学生以实事求是的科学态度进行观察和实验,通过实验去探索生命的奥秘。学生在获取新知的同时,体验了发现的乐趣,这一点对开发学生的智力和激发学生学习的主观能动性、创造性以及对科学的热爱等方面具有重要的意义。

  例如,在学习了实验法研究案例后,要求学生运用实验探究法进行“探究影响鼠妇分布的环境因素”的实验,让全体学生积极参与,依靠集体的力量进行分工合作。

  教师指导:本实验包括以下几个重要步骤:⑴发现并提出问题 ⑵收集与问题相关的信息 ⑶作出假设 ⑷设计实验方案 ⑸实施实验并记录 ⑸分析实验现象 ⑹得出结论。

  让学生分组(8个小组),各组自行设计实验探究方案,小组间交流合作,找出最佳方案,然后进行实验。下面是一个小组的实验方案:

  ⑴提出问题

  实验前捕捉鼠妇(又称潮虫、西瓜虫)。找一个深棕色或不透光的空瓶子,在瓶盖上打两个小孔。瓶中放一层潮湿的土壤,压实。上课的前一天在家或学校的花盆下、石块下或其他地方寻找鼠妇,每人捕捉10只,放入瓶中,准备下一节上课用。捕捉鼠妇时会发现,它们经常躲在阴暗潮湿的地方,如石块的下面、花盆的底部,以及放置擦地墩布的角落。通过观察会产生这样一种疑惑:鼠妇为什么要躲藏在这些地方?请你从生物与环境关系的角度,用短句准确表述出这个问题。这样,你就提出了一个需要通过实验来探究的问题。

  问题:鼠妇通常躲在阴暗的花盆、石块下,光对鼠妇的分布有影响吗?

  思维都是从问题开始的,发现问题是解决问题的起点,也是解决问题的一种动力。问题就是矛盾,矛盾时时刻刻存在着,但因循守旧和不善于思考的人往往觉察不出矛盾和问题的存在,而勤于独立思考的人,常常会在别人认为没有问题的地方发现重要问题,进而取得重大的成果。比如,牛顿发现的万有引力定律,瓦特发明的蒸汽机等,都是从生活的小事件入手的。同时,任何科学研究都往往有一个从无效到不可靠而被日后的事实所否定,但这些假设给后来的科学者以成功的过程,其间,研究者必须善于发现问题,才能从失败的教训中总结出有益的经验,推动研究工作不断前进。学生的学习活动也和科学研究工作一样,需要有启发性的问题的导入才能逐步深入。

  ⑵作出假设:

  观察中发现和提出的问题,经过查阅资料和思考以后,你会对问题作出各种尝试性解释,这就是假设。一个成功的假设要能够说明相关事物之间的因果关系。我们知道,环境中的各种因素都可能影响鼠妇的分布,那么究竟是哪种环境因素影响鼠妇的分布呢?是鼠妇怕其他生物的侵扰吗?是鼠妇怕光吗?是鼠妇喜湿吗?你是否观察过鼠妇出来活动的时间,它的活动规律对你作出假设是否有启示?通过查阅资料,收集信息,在组内同学的讨论后,本组作出了假设。

  假设:因为鼠妇怕光,所以鼠妇通常躲在阴暗处。

  假设是解决问题的侦察兵,是科学发展的必经之路。假设无论被证实还是被证伪,都具有推动认识发展的作用。海涅说过:“谁若为我们指出了走不出的道路,那么他就像为我们指导了正确道路的人一样,对我们做了一件同样的好事”。在科学史上,一些假设由于其内容部分正确可靠为事后的事实证实并经过修改、补充、丰富而成为科学理论 而有些假设虽然不正确、不可靠而被日后的事实所否定,但这些假设给后来的科学者以启发,使他们找到了另一条通往科学真理的道路。

  (3)实验程序的制定与实施。

  ①课前捕捉鼠妇。

  ②自制鼠妇实验装置。用硬纸板制成一个长30cm、宽10cm、高5cm的纸槽,将纸槽分成长度相等的两部分,一端用黑纸包好形成一个黑暗的环境,另一端不做处理。

  ③将做好的纸槽放在课桌上,将捕捉到的鼠妇(10只)轻轻放入纸槽中。

  ④将有鼠妇的实验装置放在实验桌上,接受由窗户进入的阳光,将有黑纸遮挡的一端朝向窗外。

  ⑤观察并记录。同组的同学配合,一人计时,一人计数并记录。统计每分钟未遮盖部分有几只鼠妇,暗处有几只鼠妇(将放入的鼠妇总数减去亮处的即可),将数字填写在表格中。至少统计10次以上。

  

  时间 1min 2min 3min 4min 5min 6min 7min 8min 9min 10min亮处暗处

  ⑥将每次亮处的鼠妇总数累加起来,除以实验鼠妇的数目与观察次数的积。

  ⑦将全班各实验小组的比例累加起来,求平均值。

  ⑧根据实验得出的数据,判断鼠妇喜欢亮处还是暗处,检验假设是否成立。如果鼠妇分布在光下的平均值小于50﹪,即支持假设,鼠妇喜欢黑暗的环境。

  ⑨分析实验过程是否有误差,讨论产生误差的原因和减少误差的方法。

  (4)回顾探究活动的一般过程,作出总结

  实验完成后,组织学生交流。

  ①请学生回答为什么不能用一只鼠妇,而且每个组都要十只。

  ②请学生回答为什么要计算全班的平均值。

  ③组织学生比较本组的数据和结论与全班的平均数据和结论有无异同,并自我分析或其他组帮助分析。

  学生纷纷讨论交流,作出以下回答:①思考回答:是因为一只或少数几只的偶然性太大,如果数目较多,可以减少误差,使实验结果更科学。每组都用10只是便于最后统计全班结果。

  ②讨论回答:因为每个小组只能实验一次,误差较大,如果算出全班的平均值,就相当于做了8次重复实验,全班得出的结论就更加科学。

  ③分析原因有:实验装置的颜色干扰 实验装置的设计不合理 实验时同学的声音干扰等。

  实验目的不单是学习有关鼠妇的生活习性,而是要求学生在真实的实验经历中体现实验法研究的过程和方法。教学中,教师应鼓励学生收集有助于他们评定方案是否有效的资料,或指导学生自己动手来验证方案。在学生验证方案的过程中,教师应该以“指导者”的身份出现,鼓励学生依靠自己的力量来完成对整个方案的验证。在学生遇到困难且经过努力仍无法克服时,教师应该给予必要的引导,帮助学生克服困难,使学生顺利进入下一个的验证。

  研究性学习注重培养学生独立思考、自主学习的能力,课程要有较大的灵活性,通过教与学传统方式的改变,师生共同建立起平等、民主、教学相长的教学过程,有效提高学生分析、解决实际问题的能力,使教与学的重心不再仅仅放在获取知识上,而是转到学会学习,掌握学习方法上,使被动的接受式学习转向主动的探索式学习。研究性学习的评价关注的不是研究成果、学术水平的高低,而是学习内容的丰富性和研究方法的多样性,强调学生学会收集、分析、归纳、整理资料,学会处理反馈信息,更加注重研究过程。

  总之,只有关注学生,以学生的发展为本,教师多反思多钻研,灵活运用各种有效的方法,将课堂时间用在“刀口”上,讲学生之所需,解学生之所疑,我想在生物课堂的有效教学中一定会取得更大的成绩,学生会学得更好。

  温馨提示:

  本次试验观察后,要特别提醒学生把鼠妇放归大自然。教育学生爱护动物,对野生动植物,不宜大量采集,这既是爱护生物的资源,也是一种情感教育。
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