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生物教学中培养实验设计能力

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摘要:教师在生物教学中要培养学生的实验设计能力。要以教材为依据精心设计课程,对学生进行实验设计的理论指导,带领学生进行实验设计,开展实验设计训练,培养学生的创新精神、协作精神、实事求是的科学态度和实验设计能力。

关键词:初中生物;实验;实验设计能力;培养

生物学是一门实验性很强的学科,许多生物学知识都是通过观察、实验、实践得来的。生物实验设计能力是指对某一现象或问题能自行提出假设,设计解决方法,并加以实施和修改,直至获得最优化方案的能力。生物实验设计能力是通过一系列探究活动不断培养和发展而形成的。当前,初中生对生物实验方案设计存在思路模糊、有畏惧心理的问题。对此,教师要以定性实验为主,采取由浅入深、由简单到复杂的循序渐进的策略,以点带面逐渐唤起初中生的实验设计意识,培养初中生的实验设计能力。

一、以教材为依据精心设计课程,激发学生进行实验设计的兴趣

(1)充分挖掘教材内容,调动学生的兴趣。教学“青霉素的发现史”时,教师可以指出青霉素的发现者曾获诺贝尔奖,让学生对青霉素是怎样被发现的产生兴趣。这样,就可以吸引学生体会实验设计的全过程。讲授“光合作用的原理”时,教师可以鼓励学生设计趣味实验,根据光合作用原理在叶片上印出自己想要的图形。讲授环保内容时,教师可以谈南极臭氧层空洞及酸雨的成因,并提出一些大胆设想激发学生的探究兴趣。(2)精心设计课程,激发学生的好奇心。教师要精心设计每一节课,从内容和形式上不断给学生以新鲜感,激发他们的好奇心,使他们产生设计实验的动力。例如,教学完“叶片的基本结构”后,教师可以告诉学生不同植物叶片中叶绿素含量不同,不同环境下生长的同种植物叶片中的叶绿素的含量也不相同。这会激发学生的好奇心,使他们积极设计实验,探索影响叶绿素形成的因素。

二、对学生进行理论指导,使学生明确实验设计的内容、原则与方法

(1)挖掘教材中实验设计的理论知识。教材中有实验设计的注意事项,但没有系统阐述实验设计的内容、原则和方法等,这些内容都隐含于教材的实验内容和生物学史内容中。因此,教师要提炼出教材中的隐含信息,帮助学生掌握实验设计的理论知识。(2)扩展经典实验内容,使实验设计理论更明确。教师要适当给生物学经典实验补充一些内容,使实验设计理论更明确。例如,探究教材上的“光对鼠妇活动的影响”实验后,可以开展“温度对霉菌生活的影响”实验,使学生了解设计实验的过程,分析实验中每一步处理的目的,更好地理解实验设计的原则、方法。

三、教师带领学生进行实验设计,帮助学生理顺设计思路

在“光对鼠妇活动的影响”实验中,教师先提出“鼠妇对生活环境的要求是什么样的”问题。学生们纷纷提出鼠妇是否喜湿、是否喜光、以什么为食等,最后师生共同确定实验主题———光对鼠妇活动的影响。教师让学生思考怎样检验光对鼠妇的活动的影响,有学生提出分别设置有光区和无光区,看鼠妇去哪儿。教师追问这两个区域怎么设置,学生又想出不少办法。教师再提出怎样选取鼠妇、如何控制实验条件、怎样选取仪器、如何分析实验结果等。在教师的引导下,学生们设计出科学、清晰的实验方案。在整个过程中,学生们积极参与和思考,教师对有闪光点的设计给予表扬,让学生体会成功的喜悦,增强学生的信心。

四、开展实验设计训练,使学生在实践中学会实验设计

(1)提供实验条件,引导学生在实践中学会实验设计。教师应让学生根据实验目的、实验材料、用具和药品设计实验方案。例如,在光合作用的实验中,学生在了解叶片的结构与功能后,对光合作用的实验探索产生了浓厚兴趣,但学生凭借现有知识水平不足以设计出实验方案。这时,教师可以给学生一些知识支持(如淀粉遇碘液变蓝、氧气能使带火星的木条复燃、氢氧化钠能吸收二氧化碳等)、用具支持(锥形瓶、漏斗、导管等)、材料支持(金鱼藻、天竺葵)等,再让学生设计实验,这样就减小了设计的难度。学生们通过小组讨论能够设计科学的实验方案,体会到成功的喜悦。(2)给出实验目的,让学生自己选择实验条件,学会实验设计。教师可以给出实验目的,让学生自己选择实验仪器、材料,设计实验方案。例如,在“探究细胞的吸水与失水”实验中,让学生通过自行选择仪器、材料来设计实验。在教师的引导下,各小组选择了不同的仪器和材料,均得出了正确的结论。学生们从不同角度、不同层面,采用不同方法进行实验设计,本身就是一个思维不断完善和丰富的过程,是创新思维的实践过程。(3)要求学生对已有实验方案加以改进。对于一些难度较大的实验,教师可以给出一些不够合理的设计,让各小组讨论实验的科学性、可操作性,并对其不断改进和完善,从而进一步培养学生的实验设计能力。(4)选取成熟实验,重新设计。教师可以选取一些课本实验,让学生进行重新设计或针对生活中的问题分组设计实验。如在“光对鼠妇活动的影响”实验后,教师可以引导学生进一步探究水对鼠妇活动是否有影响。这样,学生就可以在成功经验的基础上学会举一反三,进一步提高实验设计能力。

参考文献:

[1]董志轩.重视生物实验设计培养学生综合能力[J].甘肃教育,2011(16).

[2]周小雄.精析生物实验内在联系提高实验设计能力[J].中学生物教学,2010(08).

作者:何玉燕 单位:江苏省苏州市工业园区景城学校

生物教学中培养实验设计能力责任编辑:张雨    阅读:人次