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高中生物探究型實(shí)驗(yàn)芻議
高中生物探究型實(shí)驗(yàn)芻議 高中生物新教材教學(xué)大綱的課程目標(biāo)明確指出,要使學(xué)生“學(xué)會(huì)科學(xué)觀察和實(shí)驗(yàn)的方法,初步學(xué)會(huì)提出問題,做出假設(shè),設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn),分析和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),作出合理的結(jié)論”和“養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,養(yǎng)成勇于探索、不斷創(chuàng)新的精神與合作精神。”與原教材相比,在學(xué)生實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中增加了研究性課題,其中包括探究型實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)一般可分為技能型、驗(yàn)證型和探究型,其中探究型實(shí)驗(yàn)最能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),通過探究型實(shí)驗(yàn)使理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)地結(jié)合在一起,體現(xiàn)了科學(xué)方法之間的聯(lián)系,使學(xué)生“腦”“手”并用,不但可以掌握生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本實(shí)驗(yàn)技能,而且初步學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),探求新知識(shí)的方法,改變機(jī)械地“照方抓藥”的實(shí)驗(yàn)方法,使高中生物實(shí)驗(yàn)躍上了新臺(tái)階。
如何組織學(xué)生做好探究型實(shí)驗(yàn),現(xiàn)根據(jù)本人的教學(xué)實(shí)踐,談?wù)剮c(diǎn)體會(huì)。
一、教師要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念
當(dāng)今社會(huì)越來越強(qiáng)調(diào)教育要注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,而不是偏重于對(duì)學(xué)科知識(shí)的機(jī)械記憶,淺層理解和簡(jiǎn)單應(yīng)用。原生物教材的長(zhǎng)時(shí)間使用,使實(shí)驗(yàn)停留在技能型和驗(yàn)證型階段,通常是教師把儀器、設(shè)備、實(shí)驗(yàn)材料、藥品等都配備好,學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課只是簡(jiǎn)單地操作、觀察一下,其結(jié)果僅是學(xué)生只知道“是什么?”(部分學(xué)生沒有預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),連本次做什么實(shí)驗(yàn)都不知道就倉(cāng)促上陣)而不知道“為什么?”與舊教材相比,新教材在實(shí)驗(yàn)部分有了較大的改變,對(duì)原先的三個(gè)實(shí)驗(yàn)作了保留與改進(jìn),又增添了12個(gè)實(shí)驗(yàn),6項(xiàng)研究性課題,教師可以從研究性課題或其他方面組織學(xué)生做探究型實(shí)驗(yàn)。
組織學(xué)生做探究型實(shí)驗(yàn),教師既要成為學(xué)生的指導(dǎo)者、組織者、促進(jìn)者,又要和學(xué)生平等參與實(shí)驗(yàn)研究,不能越俎代庖,將學(xué)生的研究引向既定的結(jié)論。應(yīng)樹立以學(xué)生發(fā)展為中心的教學(xué)理念,積極為學(xué)生提供信息,啟發(fā)思路,介紹方法,引導(dǎo)質(zhì)疑,探究和創(chuàng)新。培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力和創(chuàng)新精神,讓學(xué)生在探究型實(shí)驗(yàn)過程中充分發(fā)揮自己的聰明才智。
由于新教材實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的增加,有些實(shí)驗(yàn)(包括研究性課題、探究型實(shí)驗(yàn))是教師從未接觸過的,教師必須改變以往那種只讓實(shí)驗(yàn)員準(zhǔn)備,教師上課的老一套方法,教師應(yīng)親自動(dòng)手,取得第一手材料,從準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題,分析原因,找出對(duì)策。俗語(yǔ)說:要給人家一碗水,自己得有一桶水,教師應(yīng)把實(shí)驗(yàn)課當(dāng)作提高自己業(yè)務(wù)水平的重要途徑。
二、關(guān)于探究型實(shí)驗(yàn)的選題
探究的一般模式是:發(fā)現(xiàn)問題——提出假設(shè)——實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證——結(jié)論。探究型實(shí)驗(yàn)也應(yīng)遵循這一模式。
高中生物探究型實(shí)驗(yàn)的選題,應(yīng)緊扣大綱和教學(xué)內(nèi)容來設(shè)計(jì)。題在書外,理在書中。能使學(xué)生溫故知新,興趣盎然。如設(shè)計(jì)植物根的向重力性實(shí)驗(yàn),由于學(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)習(xí)了有關(guān)種子結(jié)構(gòu)和種子萌發(fā)的條件等知識(shí),并且大部學(xué)生已做過實(shí)驗(yàn)。因此實(shí)驗(yàn)應(yīng)在這個(gè)基礎(chǔ)上再來設(shè)計(jì),使學(xué)生更深刻地了解植物根的生長(zhǎng)具有向重力性的特點(diǎn),層層推進(jìn),學(xué)生也易于領(lǐng)會(huì)和接受。
作為探究型實(shí)驗(yàn),必須考慮它的科學(xué)性、實(shí)用性和可操作性。鼓勵(lì)學(xué)生探索生產(chǎn)和生活中的實(shí)際問題。例如學(xué)習(xí)了生長(zhǎng)素的生理作用,可讓學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)觀察生長(zhǎng)素(或生長(zhǎng)素類似物)促進(jìn)扦插枝條生根的實(shí)驗(yàn);學(xué)習(xí)了植物的向光性,可讓學(xué)生設(shè)計(jì)培育一株“S”形莖的牽�；�;學(xué)習(xí)了光合作用和呼吸作用,可讓學(xué)生利用花盆或小塊菜地設(shè)計(jì)提高大棚蔬菜產(chǎn)量的實(shí)驗(yàn)。通過這些小實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。
鑒于當(dāng)前高中學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)十分繁重,專業(yè)知識(shí)有限,所選題目應(yīng)宜小不宜大,一般使學(xué)生用所學(xué)知識(shí)或收集資料后,既能探索未知的學(xué)習(xí)內(nèi)容,又便于實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的知識(shí)為宜。
三、如何指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)探究型實(shí)驗(yàn)
在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)之前,教師應(yīng)教給學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的思路。一般的程序是:確定課題——提出假設(shè)——設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)——觀察和記錄——驗(yàn)證小結(jié)五個(gè)階段。
實(shí)驗(yàn)前,教師應(yīng)盡可能給學(xué)生提供必要的實(shí)驗(yàn)儀器和藥品,藥品的配制可讓學(xué)生自己動(dòng)手。一些零星的實(shí)驗(yàn)材料如種子、枝條、小紙盒等可讓學(xué)生自己去找。很多探究型實(shí)驗(yàn),需要經(jīng)過一段時(shí)間的觀察和記錄,故可安排在課外或家中進(jìn)行。有些實(shí)驗(yàn)還可分小組進(jìn)行,如觀察植物根的向重力性實(shí)驗(yàn),有的可用單子葉植物種子(如玉米、小麥、水稻等),有的可用雙子葉植物種子(如黃豆、花生等);觀察生長(zhǎng)素促進(jìn)扦插枝條生根實(shí)驗(yàn),有的采用木本植物枝條,有的采用草本植物枝條。這樣做可以起到重復(fù)實(shí)驗(yàn)的作用。
在實(shí)驗(yàn)過程中教師應(yīng)要求學(xué)生認(rèn)真進(jìn)行觀察,如實(shí)做好記錄,不但要記錄與預(yù)期一致的現(xiàn)象,還要記錄與預(yù)期不一致的現(xiàn)象。對(duì)于實(shí)驗(yàn)過程中能采集的數(shù)據(jù),應(yīng)盡量多采集,對(duì)于第一手材料的記錄千萬不能丟失。總之,必須使學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)肅認(rèn)真,實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,教師要教給學(xué)生認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,科學(xué)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法(如列表、坐標(biāo)等),學(xué)會(huì)寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
四、在探究型實(shí)驗(yàn)中引導(dǎo)學(xué)生思考問題
在實(shí)驗(yàn)過程中,教師如何引導(dǎo)學(xué)生思考問題呢?根據(jù)蘇聯(lián)心理學(xué)家維果茨基的“最近發(fā)展區(qū)”理論可知,把問題提在被提問者的“最近發(fā)展區(qū)”,他們不必花力氣就能夠回答問題,這對(duì)他們的發(fā)展無所補(bǔ)益;而問題提得太難則會(huì)挫傷被提問者的積極性。因此提問應(yīng)掌握難度,使被提問者“跳一跳就能把果子摘下來”,把“最近發(fā)展區(qū)”轉(zhuǎn)化成“現(xiàn)實(shí)發(fā)展區(qū)”。我認(rèn)為用這一理論來引導(dǎo)學(xué)生思考問題是確切的。
高中生做探究型實(shí)驗(yàn),是一種基于學(xué)習(xí)的研究和探索,它不同于一般意義上的科學(xué)研究。因此,讓學(xué)生思考的問題應(yīng)以學(xué)為本,符合學(xué)生的最近發(fā)展水平和能力,以便讓他們經(jīng)過適度思考便可回答,最終獲得一個(gè)完整的探究過程。
我曾經(jīng)指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)生態(tài)平衡的原理制作了一個(gè)生態(tài)球。完成后,提出幾個(gè)問題讓學(xué)生思考:⑴本生態(tài)球是密封的,為什么其中的生物能較長(zhǎng)時(shí)間生存?⑵如果把生態(tài)球放在黑暗的地方,一段時(shí)間后將會(huì)出現(xiàn)什么后果?⑶如果生態(tài)球放入過多的魚,后果又將如何?象這些問題,學(xué)生經(jīng)過思考后是可以聯(lián)系學(xué)過的知識(shí)加以回答的。相反,若要讓學(xué)生從這個(gè)生態(tài)球計(jì)算能量流動(dòng)效率,他們就無從下手了。
在探究植物根的向重力性實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生已明顯觀察到根的向地性和莖的背地性這一現(xiàn)象,必然會(huì)產(chǎn)生“為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象”的求知欲望。為此我啟發(fā)學(xué)生用重力影響生長(zhǎng)素的分布以及植物的不同器官對(duì)同一濃度生長(zhǎng)素溶液敏感度不同來解釋這一現(xiàn)象,把要探究的問題變得具體,學(xué)生通過“跳一跳”的努力就能領(lǐng)悟其中的道理,印象便更加深刻了。
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