實(shí)驗(yàn)

王?，|

1什么是“實(shí)驗(yàn)——探究”模式

“實(shí)驗(yàn)一探究”模式就是通過(guò)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，使學(xué)生自主地進(jìn)行探究，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)不斷發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題從中獲取新知識(shí)，并獲得全面發(fā)展的一種教學(xué)模式。在“實(shí)驗(yàn)—探究”模式中，“實(shí)驗(yàn)：是手段，“探究”是核心，是一種對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)功能全面開(kāi)發(fā)的教學(xué)模式，是一種以學(xué)生發(fā)展為目標(biāo)的探索性、發(fā)現(xiàn)性學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，是最具有典型意義的教學(xué)模式。

2“實(shí)驗(yàn)一探究”教學(xué)模式的目標(biāo)

“實(shí)驗(yàn)—探究”教學(xué)模式的目標(biāo)是：通過(guò)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)的問(wèn)題情境，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，使他們依循科學(xué)的方法自主地進(jìn)行探究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)不斷地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，或通過(guò)實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證自己的理論假設(shè)，從中獲取新知識(shí)，體驗(yàn)科學(xué)的思維方法，養(yǎng)成良好的科學(xué)研究習(xí)慣，培育出科學(xué)的精神和態(tài)度。

3“實(shí)驗(yàn)－探究”教學(xué)模式的教學(xué)程序

“實(shí)驗(yàn)—探究”教學(xué)模式的教學(xué)程序可表示為：?jiǎn)栴}一實(shí)驗(yàn)一討論，即按“問(wèn)—做—議”的程序組織教學(xué)。根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容的不同，這種教學(xué)模式可分成下面兩種形式：

問(wèn)題(探究的方向)一實(shí)驗(yàn)(發(fā)現(xiàn))—結(jié)論；問(wèn)題(理論假設(shè))一實(shí)驗(yàn)(驗(yàn)證假設(shè))一結(jié)論。

在具體的教學(xué)過(guò)程中，在問(wèn)題與實(shí)驗(yàn)兩個(gè)環(huán)節(jié)之間往往還增加一個(gè)附屬環(huán)節(jié)——實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，即用怎樣的實(shí)驗(yàn)解決問(wèn)題的思考。教師根據(jù)不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容，可以靈活地運(yùn)用以上兩種形式，但會(huì)略有側(cè)重。

例如，可以用形式甲，即“問(wèn)題一實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)—結(jié)論”的模式來(lái)學(xué)習(xí)生物學(xué)概念和理論的知識(shí)，如下面的課例一；也可運(yùn)用形式乙，即“假設(shè)一實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證一結(jié)論”的模式，來(lái)學(xué)習(xí)生物的探究知識(shí)，如下面的課例

課例一：

師：植物光合作用產(chǎn)物是否產(chǎn)生氧?怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究這個(gè)問(wèn)題呢?教師可引導(dǎo)學(xué)生做普里斯特的實(shí)驗(yàn)：蠟燭單獨(dú)放在密閉容器內(nèi)容易熄滅，而與植物一起放在容器則不易熄滅。

學(xué)生活動(dòng)：設(shè)計(jì)系列可行性實(shí)驗(yàn)，求證“秋海棠”光合作用是否放出氧氣。

師：植物在光合作用中產(chǎn)生了什么?提示學(xué)生淀粉遇碘變藍(lán)。

學(xué)生活動(dòng)：薩克斯實(shí)驗(yàn)：“饑餓”處理的葉片，部分見(jiàn)光幾小時(shí)后，剪下脫色，用碘液處理，見(jiàn)光一半遇碘變藍(lán)，遮光一半不變藍(lán)。

師：水是通過(guò)葉片的那個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)入葉肉細(xì)胞的?

生：是通過(guò)葉脈。

師：光合作用的原料有水嗎?引導(dǎo)學(xué)生驗(yàn)證水是光合作用的原料。

學(xué)生活動(dòng)：設(shè)計(jì)將葉片主脈切斷，觀察葉片是否有淀粉產(chǎn)生，驗(yàn)證水是光合作用的原料。

師：光合作用需要二氧化碳嗎?引導(dǎo)學(xué)生驗(yàn)證植物進(jìn)行光合作用吸收二氧化碳。

學(xué)生活動(dòng)：設(shè)計(jì)出利用氫氧化鈣吸收二氧化碳的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證植物光合作用吸收二氧化碳。

師：光合作用需要葉綠體及葉綠素?

學(xué)生活動(dòng)：對(duì)比綠葉、枯葉的光合作用，驗(yàn)證葉綠體即葉綠素與光合作用的關(guān)系。

注意：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生容易忽略對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)置，單一變量的控制，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的變化，教師應(yīng)適時(shí)指導(dǎo)。

對(duì)照試驗(yàn)：在研究某種因素對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的影響時(shí)，除了這個(gè)因素不同以外，其他條件都相同，這樣的實(shí)驗(yàn)叫對(duì)照實(shí)驗(yàn)。通過(guò)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論：光合作用需要水和二氧化碳，產(chǎn)物是淀粉和氧氣，條件是光，場(chǎng)所是葉綠體。這種模式對(duì)光合作用的概念的學(xué)習(xí)獲取新知識(shí)有幫助，也是學(xué)生積極主動(dòng)參與知識(shí)的建構(gòu)，使知識(shí)轉(zhuǎn)化為個(gè)體內(nèi)在認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)的過(guò)程。

課例二：

如：現(xiàn)有一種植物的種子，已經(jīng)知道它的萌發(fā)受水分、溫度和氧氣的影響，但不了解其萌發(fā)與光是否有關(guān)，為探究光的有無(wú)對(duì)該種子萌發(fā)的影響，請(qǐng)你依據(jù)所給材料和用品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方法和步驟，預(yù)測(cè)可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并分別得出結(jié)論。

探究性生物實(shí)驗(yàn)應(yīng)當(dāng)要求學(xué)生在明確實(shí)驗(yàn)要求、目的的前提下遵循實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)操作方便、程序合理、藥品節(jié)約、依據(jù)現(xiàn)象推測(cè)結(jié)論的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般可分以下幾個(gè)環(huán)節(jié)。

2.1理論假設(shè)的提出

根據(jù)題目要求，確定試驗(yàn)的條件即實(shí)驗(yàn)變量x，實(shí)驗(yàn)時(shí)要控制“變量”。一般只確定一個(gè)變量，即惟一一個(gè)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能產(chǎn)生影響的變量。在此基礎(chǔ)上提出理論假設(shè)，它常?？梢悦枋鰹椋寒?dāng)條件x存在時(shí)，事件p可能發(fā)生；當(dāng)條件x改變時(shí)，若事件p發(fā)生，能得出結(jié)論；若事件p不發(fā)生，能得出何結(jié)論。

2.2設(shè)計(jì)探究性假設(shè)

分五個(gè)步驟進(jìn)行：

(1)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：包括必要的實(shí)驗(yàn)器材及藥品的準(zhǔn)備。

(2)滿足條件x設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，觀察事件p能否發(fā)生，發(fā)生的程度如何?

(3)條件x改變?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，觀察事件p能否發(fā)生，發(fā)生的程度如何?

(4)設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)。對(duì)照的常用方法有以下幾種：a：空白對(duì)照，不給對(duì)照組任何處理因素；b：條件對(duì)照，雖然給對(duì)照組施以部分實(shí)驗(yàn)因素，但不是所要研究的實(shí)驗(yàn)因素；c：自身對(duì)照，對(duì)照和實(shí)驗(yàn)都在同一研究對(duì)象上進(jìn)行；d：相互對(duì)照，不單獨(dú)設(shè)立對(duì)照組，而是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組相互對(duì)照。

(5)梳理：實(shí)驗(yàn)是否遵循“單因子變量”、“平行重復(fù)”原則。

仔細(xì)觀察并準(zhǔn)確記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象作出相應(yīng)的結(jié)論，一般規(guī)律是：

(1)若條件x存在，事件p能發(fā)生；條件x改變，事件p不能發(fā)生(或發(fā)生程度改變)，得出結(jié)論。

(2)若條件x存在，事件p能發(fā)生；條件x改變，事件p能發(fā)生(或發(fā)生程度改變)，得出結(jié)論。

(3)若條件x存在，事件p不能發(fā)生；條件x改變，事件p能發(fā)生(或發(fā)生程度改變)得出結(jié)論。例題解析：根據(jù)題目要求可知，“水分、濕度、氧氣”是條件x；因此可以做出“當(dāng)水、溫度、氧氣條件滿足時(shí)，種子可能萌發(fā)，也可能不萌發(fā)；當(dāng)水、溫度、氧氣、光照條件滿足時(shí)，種子可能萌發(fā)，也可能不萌發(fā)”的理論假設(shè)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下：取兩組培養(yǎng)皿，各倒入等量的適量的水，將1組置于黑暗的環(huán)境中，2組置于有光的環(huán)境中，培養(yǎng)過(guò)程中使兩組的水、溫度、氧氣等的狀況相同。1組試驗(yàn)組與2組對(duì)照，符合“單因子變量”、“平行重復(fù)”原則。

可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及相應(yīng)的結(jié)論：(1)1組萌發(fā)2組不萌發(fā)，光抑制種子的萌發(fā)；(2)1組萌發(fā)、2組也萌發(fā)，該植物種子不受光的影響；(3)1組不萌發(fā)2組萌發(fā)，光是該植物種子萌發(fā)的必要條件之一。

可以看出，這種可以靈活運(yùn)用于各種課型各種知識(shí)學(xué)習(xí)的教學(xué)模式，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思想，科學(xué)素質(zhì)是極為有利的。

4“實(shí)驗(yàn)——探究”教學(xué)模式運(yùn)用的條件

在生物教學(xué)中，“實(shí)驗(yàn)——探究”教學(xué)模式的運(yùn)用是需要一定條件的。其中主要有4個(gè)：一是硬件設(shè)備，如生物實(shí)驗(yàn)室的數(shù)量，實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備等；二是教師教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變，素質(zhì)教育的質(zhì)量觀，以生為本的師生觀等都是很重要的；三是教師要有較為嫻熟的課堂教學(xué)技能，包括提問(wèn)的技能、組織討論的技能、指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的技能，尤其是組織教學(xué)駕馭課堂的技能；四是和諧民主的師生關(guān)系，愉快的課堂氣氛，這也是“實(shí)驗(yàn)—探究”能否順利實(shí)現(xiàn)必不可少的。

5“實(shí)驗(yàn)——探究”教學(xué)模式運(yùn)用的關(guān)鍵

在運(yùn)用“實(shí)驗(yàn)——探究”模式時(shí)，不管依照“問(wèn)題——實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)——結(jié)論”的思路，還是“問(wèn)題(理論假設(shè))——實(shí)驗(yàn)(驗(yàn)證假設(shè))一結(jié)論”的思路，能否達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)功能，一個(gè)重要的關(guān)鍵是要有一個(gè)成功的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)。

創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境的目的，主要是為了激發(fā)和啟發(fā)思維。興趣是構(gòu)成學(xué)習(xí)心理的動(dòng)力系統(tǒng)中情感，意志的最活躍因素。思維是能力的核心，啟發(fā)思維是生物教學(xué)中培養(yǎng)能力，發(fā)展知識(shí)，進(jìn)而提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)關(guān)鍵的一步。

并不是任何實(shí)驗(yàn)都可以成為情境的。能設(shè)置情境的實(shí)驗(yàn)，必須內(nèi)含足夠的思考性和趣味性，必須能啟動(dòng)學(xué)生思維的欲望。這樣的實(shí)驗(yàn)不一定很復(fù)雜，但現(xiàn)象一定要明顯，一定要有同步設(shè)計(jì)的問(wèn)題組。

創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)中十分重要，但卻不容易，好的教學(xué)情境必須能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，啟動(dòng)學(xué)生思維，不是任何一個(gè)實(shí)驗(yàn)成者提問(wèn)都可以自然而然地成為教學(xué)情境的，這需要教師的精心設(shè)計(jì)。