初中生物學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)踐

陸敬球

【內(nèi)容摘要】立足于課堂教學(xué)和教材中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，來(lái)實(shí)施探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對(duì)此進(jìn)行了思考和嘗試。探究性教學(xué)既可以激發(fā)學(xué)生興趣，又可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神；探究性學(xué)習(xí)的最終目的是要學(xué)生掌握科學(xué)研究的方法，在生物教學(xué)中實(shí)施探究性學(xué)習(xí)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力具有十分重要的作用。

【關(guān)鍵詞】初中生物 探究性實(shí)驗(yàn) 教學(xué)實(shí)踐

新的中小學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)明確提出了以“學(xué)生發(fā)展為本”，追求全體學(xué)生全面發(fā)展的課程理念。在生物學(xué)教學(xué)中，探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是推進(jìn)上述理念的貫徹、培養(yǎng)學(xué)生的好奇心和求知欲的重要途徑。本校目前未參加新版教材的試點(diǎn)，使用的仍是原《生物》教材，那么，立足于課堂教學(xué)和教材中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探究性實(shí)驗(yàn)來(lái)實(shí)施探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是否可行呢？對(duì)此，筆者進(jìn)行了思考和嘗試。

一、實(shí)施探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的可能性和必要性

1.初中學(xué)生身心發(fā)展特點(diǎn)

大量資料顯示：初中學(xué)生求知欲旺盛，對(duì)未知事物具有極強(qiáng)的好奇心，是知識(shí)和能力發(fā)展的重要階段。從學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的角度看，初一年級(jí)學(xué)生的思維已經(jīng)擺脫了具體事物的束縛，能根據(jù)種種可能的假設(shè)進(jìn)行推理，相信演繹得到的結(jié)論；能產(chǎn)生、理解和驗(yàn)證命題。

2.學(xué)生終生發(fā)展的需要

探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，創(chuàng)設(shè)一種關(guān)于某一實(shí)驗(yàn)的類似科學(xué)研究的課堂情境，引導(dǎo)學(xué)生收集相關(guān)實(shí)驗(yàn)資料，然后使學(xué)生通過(guò)自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，獲取特定的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證過(guò)程中提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ膶W(xué)習(xí)形式。它不僅僅讓學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的方法和過(guò)程，更重要的是通過(guò)這個(gè)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生探索思考的習(xí)慣和能力，最終使學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)得到一定的提高，為學(xué)生的終生學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

二、實(shí)驗(yàn)探究性教學(xué)的實(shí)踐

以現(xiàn)行初一《生物》教材“綠色植物在光下制造淀粉”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)為探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，取得了較好的效果。

1.教學(xué)目標(biāo)

知道綠色植物在光下制造淀粉；了解科學(xué)研究的一般過(guò)程，讓學(xué)生在親身參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上了解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該注意的問(wèn)題。

2.教學(xué)設(shè)計(jì)思路

首先進(jìn)行“綠色植物制造淀粉”實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通過(guò)學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅知道葉片中含有淀粉，而且還了解了對(duì)葉片中的淀粉進(jìn)行鑒定的方法和操作過(guò)程。而這些方法和過(guò)程是在研究光是否是光合作用的必要條件所必需的。因此，實(shí)驗(yàn)“綠色植物制造淀粉”是知識(shí)和方法上的鋪墊和準(zhǔn)備。

在學(xué)生得出“綠色植物制造淀粉”后立即設(shè)疑：光是不是綠色植物制造淀粉必需條件，教師不作任何講解而引導(dǎo)學(xué)生分析作出假設(shè)；接著學(xué)生分組，以實(shí)驗(yàn)“綠色植物制造淀粉”中所學(xué)的方法和知識(shí)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案；然后教師組織各組討論交流，并且改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案；在此基礎(chǔ)上學(xué)生實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，同時(shí)驗(yàn)證自己的假設(shè)是否正確。

在此過(guò)程中，既可以激發(fā)學(xué)生興趣，又可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神；讓學(xué)生大膽嘗試自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，以培養(yǎng)和提高學(xué)生的思維分析能力；并在各組交流討論過(guò)程中，通過(guò)學(xué)生質(zhì)疑以及教師提問(wèn)等形式幫助學(xué)生了解本組設(shè)計(jì)的問(wèn)題所在并且加以改進(jìn)。在此過(guò)程中滲透進(jìn)行“對(duì)照設(shè)置”和“變量控制”等實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題的教學(xué)，以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

三、實(shí)驗(yàn)探究性教學(xué)的體會(huì)

1.實(shí)施探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是切實(shí)可行的

從本次探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)際看，學(xué)生在課堂上自始至終都能按照教師的安排進(jìn)行各項(xiàng)教學(xué)活動(dòng)，并且能夠完成各項(xiàng)教學(xué)任務(wù)。尤其是在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)這一探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程難度最大的一個(gè)環(huán)節(jié)中，基本上所有小組的組員都能彼此合作、相互啟發(fā)，各小組都能較好地解決溶解色素、檢驗(yàn)淀粉和設(shè)置對(duì)照等問(wèn)題，僅僅在控制變量上有所欠缺（許多組提出：取兩盆植物，一盆放在光下，一盆放在暗處）。而且經(jīng)過(guò)分析討論后，學(xué)生們也能知道自己的設(shè)計(jì)存在欠缺的原因，并且知道變量控制在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的重要性。

2.實(shí)驗(yàn)探究性教學(xué)需要相關(guān)的知識(shí)基礎(chǔ)

如前所述，實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)是探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，也是難點(diǎn)，涉及到相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本方法。例如：設(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要在明確研究目的的基礎(chǔ)上對(duì)淀粉的鑒定方法、葉片中的色素去除方法、對(duì)照設(shè)置和變量控制等知識(shí)有所了解，否則會(huì)直接影響到學(xué)生能否順利地完成實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。因此，需要教師在讓學(xué)生開始設(shè)計(jì)之前，進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的復(fù)習(xí)鞏固或知識(shí)介紹，作好鋪墊，以保證課堂上的探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利實(shí)施。

3.實(shí)施探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要教師進(jìn)行適當(dāng)控制

鼓勵(lì)學(xué)生積極思維，自主尋找解決問(wèn)題的方法是探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的宗旨之一，但它在筆者所嘗試的基于課堂、基于教材的探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可能會(huì)帶來(lái)一些問(wèn)題。例如：在分析影響光合作用的因素時(shí)，學(xué)生會(huì)提出溫度、光和水等多種因素；分組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案過(guò)程中，各小組會(huì)“八仙過(guò)海、各顯神通”，提出各種各樣的實(shí)施方案。在目前的教學(xué)條件下，讓每一種方案在課堂上都得以實(shí)施顯然是不現(xiàn)實(shí)的。

因此，本人采用了“民主討論”與“重點(diǎn)聚焦”相結(jié)合的方法，再選用其中少數(shù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行課堂實(shí)施；同時(shí)指出各種方案在實(shí)驗(yàn)方案上的共性以及可行性，鼓勵(lì)學(xué)生在課后繼續(xù)其它方案的實(shí)施和其它課題的研究。

四、探究性學(xué)習(xí)的實(shí)踐與思考

生物學(xué)是研究生命現(xiàn)象和生命活動(dòng)規(guī)律的一門自然科學(xué)，由于其知識(shí)體系的完整性，實(shí)驗(yàn)方法探索性，思維訓(xùn)練的獨(dú)特性等特點(diǎn)。因此，在生物教學(xué)中實(shí)施探究性學(xué)習(xí)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力具有十分重要的作用。

1.對(duì)于教師自身素質(zhì)問(wèn)題的思考

在探究性學(xué)習(xí)中教師的作用發(fā)生了較大的變化，教師應(yīng)從知識(shí)的權(quán)威者變?yōu)閷W(xué)生探究的參與者、學(xué)習(xí)者與合作者，從知識(shí)的傳遞者變?yōu)閷W(xué)習(xí)的促進(jìn)者、組織者和指導(dǎo)者、策劃者、研究者，教師應(yīng)從思想觀念、知識(shí)結(jié)構(gòu)、工作方式和行為等方面挑戰(zhàn)自己、改變自己、充實(shí)自己和完善自己。

2.對(duì)于教材中實(shí)驗(yàn)方法的思考

教材中實(shí)驗(yàn)方法的闡述比較少，教師實(shí)施實(shí)驗(yàn)方法的訓(xùn)練有一定的困難，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)室方法也沒(méi)有系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。若能在教學(xué)中更多融入實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，學(xué)生可以系統(tǒng)了解科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本方法，又可以在具體實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中得到運(yùn)用、鞏固，教師在教學(xué)中也有據(jù)可依。為了結(jié)合具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、更好對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法教育，通過(guò)實(shí)踐，建議在教材編寫和教學(xué)過(guò)程中，對(duì)實(shí)驗(yàn)材料不做過(guò)死的規(guī)定，為學(xué)生結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際選擇實(shí)驗(yàn)材料留有余地；在方法步驟方面注意體現(xiàn)控制實(shí)驗(yàn)條件、設(shè)置對(duì)照等方法，并注意規(guī)范化引導(dǎo)等等。

我們相信：探究性學(xué)習(xí)的最終目的是要學(xué)生掌握科學(xué)研究的方法，如果不親自參與探究，學(xué)生就無(wú)法理解科學(xué)探究的艱難，無(wú)法體會(huì)科學(xué)家在科學(xué)研究中可能遇到的各種問(wèn)題，以及科學(xué)家怎樣通過(guò)一次一次的嘗試來(lái)解決問(wèn)題。參與探究可以幫助學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)的本質(zhì)。

【參考文獻(xiàn)】

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[2] 徐群翊. 初中生物學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)踐[J]. 生物學(xué)教學(xué)，2005年12期.

（作者單位：江蘇省新沂市啟明中學(xué)）