生物教學(xué)中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)

普布倉決

【摘 要】生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。生物科學(xué)作為由眾多生物學(xué)事實(shí)和理論組成的知識(shí)體系，是在人們不斷探究的過程中逐步發(fā)展起來的。探究也是學(xué)生認(rèn)識(shí)生命世界、學(xué)習(xí)生物課程的有效方法之一。培養(yǎng)學(xué)生的探究能力是中學(xué)階段生物課程的重要目標(biāo)之一。在探究活動(dòng)中學(xué)生可逐步形成觀察、歸納和發(fā)現(xiàn)問題的能力，逐步形成設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、調(diào)查研究、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的能力，逐步形成收集和分析數(shù)據(jù)、表達(dá)和交流的能力等。培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，是中學(xué)生物學(xué)《課程標(biāo)準(zhǔn)》中所明確要求的一個(gè)目標(biāo)。所以將“初中生物教學(xué)中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)”作為本次研究的主題。

【關(guān)鍵詞】初中生物;實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力;培養(yǎng);思路;方法

在新課程理念的影響下，初中生物對(duì)于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的要求越來越高。那什么是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)呢？實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是指正式實(shí)驗(yàn)之前，實(shí)驗(yàn)者根據(jù)一定的實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?，運(yùn)用有關(guān)的科學(xué)知識(shí)和原理，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中的材料、手段、方法、步驟等全部方案的制定。這在新的課程改革和考試與評(píng)價(jià)改革中，越來越受到重視。本文擬結(jié)合初中生物教學(xué)談?wù)剬?duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。

一、提出問題

中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的題目雖然是教材給定的，但是讓學(xué)生了解科學(xué)家如何發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、確立研究課題的過程，對(duì)激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的興趣，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力有很大的作用。問題的提出可從題目中的“目的”句入手，初中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題中的“目的”句一般為“探究……對(duì)……”或“為證明……對(duì)……”，很容易確定。只要找到了“目的”句，問題的提出就很好解決。如探究“光對(duì)鼠婦生活的影響”的實(shí)驗(yàn)，在制定實(shí)驗(yàn)方案時(shí)直接將題目中的“目的”句――探究“光對(duì)鼠婦生活的影響”找到，再根據(jù)提問的句式為一般疑問句，有疑問詞和問號(hào)等特征，將“目的”句進(jìn)行適當(dāng)?shù)匦薷?，即可得到：提出問題――“光對(duì)鼠婦生活的有影響嗎？”或者“光影響鼠婦的生活嗎？”

二、引導(dǎo)學(xué)生做出假設(shè)

假設(shè)是實(shí)驗(yàn)者對(duì)自然界或生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中的可以觀察到的現(xiàn)象提出一種推測(cè)或猜想。中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的假設(shè)一般是依據(jù)教材提供的事實(shí)和一定的實(shí)驗(yàn)原理而提出的，因此在指導(dǎo)學(xué)生做出假設(shè)前，應(yīng)對(duì)教材中提供的材料進(jìn)行歸納分析，從中找出共同性、本質(zhì)性的東西，將感性的材料上升為理性的思考，從而做出合理的假設(shè)。如何引導(dǎo)做出實(shí)驗(yàn)假說根據(jù)科學(xué)事實(shí)提出問題和假說，這是科學(xué)研究的起始步驟。從現(xiàn)行教材提供的材料看，探究性實(shí)驗(yàn)和研究性課題都是有一定目的的引導(dǎo)性探究和發(fā)現(xiàn)。

假說是問題的延伸，同時(shí)也是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，如果提出問題相比假設(shè)是陳述句，那么，一般情況下將提問中疑問詞和問號(hào)去掉就可以變成假設(shè)。例如：“光對(duì)鼠婦的生活有影響嗎？”就可以變成假設(shè)――光對(duì)鼠婦生活的有影響或光對(duì)鼠婦生的生活沒有影響。

三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則

1、科學(xué)性原則

實(shí)驗(yàn)是人為控制條件下研究事物（對(duì)象）的一種科學(xué)方法;是依據(jù)假設(shè)，在人為條件下對(duì)實(shí)驗(yàn)變量的變化和結(jié)果進(jìn)行捕獲、解釋的科學(xué)方法?？茖W(xué)探究的過程本身就是科學(xué)，并不是說研究的結(jié)論才是科學(xué)方法。因此，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中必須有充分的科學(xué)依據(jù)。生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中，一種生命現(xiàn)象的發(fā)生往往有其復(fù)雜的前因后果，從不同角度全面地分析問題就是科學(xué)性的基本原則。

2、單因子變量原則

實(shí)驗(yàn)變量，或稱自變量，指實(shí)驗(yàn)假設(shè)中涉及的給定的研究因素。反應(yīng)變量，或稱因變量，指實(shí)驗(yàn)變量所引起產(chǎn)生的結(jié)果或結(jié)論。而其他對(duì)反應(yīng)變量有影響的因素稱之為無關(guān)變量，觀察其對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。例如，在驗(yàn)證溫度對(duì)水稻種子萌發(fā)的影響的實(shí)驗(yàn)中，就必須控制水分、空氣因素相等同，只改變單一因子——溫度，觀察不同溫度下種子萌發(fā)的差異;在驗(yàn)證空氣對(duì)水稻種子萌發(fā)的影響的實(shí)驗(yàn)中，就必須控制水分、溫度因素相等同，只改變單一因子——空氣，觀察不同空氣條件下種子萌發(fā)的差異;在驗(yàn)證水分對(duì)水稻種子萌發(fā)的影響的實(shí)驗(yàn)中，就必須控制溫度、空氣因素相等同，只改變單一因子——水分，觀察不同水分下種子萌發(fā)的差異;遵循單因子原則，既便于對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的分析，又增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度和說服力。

3、對(duì)照性原則

實(shí)驗(yàn)中的無關(guān)變量很多，必須嚴(yán)格控制，要平衡和消除無關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是消除無關(guān)變量影響的有效方法。例如，觀察水稻種子萌發(fā)，設(shè)置三組對(duì)照實(shí)驗(yàn)：有水和無水的一組對(duì)照實(shí)驗(yàn);有空氣無空氣的一組對(duì)照實(shí)驗(yàn);適宜溫度和低溫的一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?，凡是涉及確定變化因素之間的因果關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，一般都需要設(shè)計(jì)對(duì)照組實(shí)驗(yàn)。

四、制訂實(shí)驗(yàn)方案

初中生物探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般步驟總結(jié)如下：

1、分組編號(hào)

將實(shí)驗(yàn)材料（瓶、盒、試管等）分成幾組（最少分為兩組）并編號(hào)。然后分別向其中放入等量的實(shí)驗(yàn)對(duì)象，如饅頭、種子等實(shí)驗(yàn)材料。

2、控制變量

變量控制好之后，對(duì)一個(gè)或幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行變量的處理，對(duì)照組不做任何處理或加入等量的清水等方式補(bǔ)平衡。

3、培養(yǎng)或處理

將處理過的兩組實(shí)驗(yàn)同時(shí)放入相同的條件下恒溫培養(yǎng)或處理。

4、觀察與記錄

一段時(shí)間后取出實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，觀察并做好記錄。

五、組織討論與交流

學(xué)生寫出實(shí)驗(yàn)方案后，應(yīng)組織討論和交流，說明各自的設(shè)計(jì)思路、依據(jù)的實(shí)驗(yàn)原理、采用的實(shí)驗(yàn)方法、主要的實(shí)驗(yàn)步驟及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)期等。

教學(xué)實(shí)踐中，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)是多方位的。既需要教師的主導(dǎo)，又需要學(xué)生的主體，只有師生共同的配合，才能教學(xué)相長(zhǎng)。