生物教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力研究

何玉燕

摘 要：教師在生物教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。要以教材為依據(jù)精心設(shè)計(jì)課程，對學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的理論指導(dǎo)，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，開展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、協(xié)作精神、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。

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

中圖分類號：G421;G633.91文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1008-3561（2019）11-0038-01

生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科，許多生物學(xué)知識都是通過觀察、實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐得來的。生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力是指對某一現(xiàn)象或問題能自行提出假設(shè)，設(shè)計(jì)解決方法，并加以實(shí)施和修改，直至獲得最優(yōu)化方案的能力。生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力是通過一系列探究活動(dòng)不斷培養(yǎng)和發(fā)展而形成的。當(dāng)前，初中生對生物實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)存在思路模糊、有畏懼心理的問題。對此，教師要以定性實(shí)驗(yàn)為主，采取由淺入深、由簡單到復(fù)雜的循序漸進(jìn)的策略，以點(diǎn)帶面逐漸喚起初中生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)意識，培養(yǎng)初中生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。

一、以教材為依據(jù)精心設(shè)計(jì)課程，激發(fā)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的興趣

（1）充分挖掘教材內(nèi)容，調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣。教學(xué)“青霉素的發(fā)現(xiàn)史”時(shí)，教師可以指出青霉素的發(fā)現(xiàn)者曾獲諾貝爾獎(jiǎng)，讓學(xué)生對青霉素是怎樣被發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)生興趣。這樣，就可以吸引學(xué)生體會(huì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的全過程。講授“光合作用的原理”時(shí)，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)趣味實(shí)驗(yàn)，根據(jù)光合作用原理在葉片上印出自己想要的圖形。講授環(huán)保內(nèi)容時(shí)，教師可以談南極臭氧層空洞及酸雨的成因，并提出一些大膽設(shè)想激發(fā)學(xué)生的探究興趣。

（2）精心設(shè)計(jì)課程，激發(fā)學(xué)生的好奇心。教師要精心設(shè)計(jì)每一節(jié)課，從內(nèi)容和形式上不斷給學(xué)生以新鮮感，激發(fā)他們的好奇心，使他們產(chǎn)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的動(dòng)力。例如，教學(xué)完“葉片的基本結(jié)構(gòu)”后，教師可以告訴學(xué)生不同植物葉片中葉綠素含量不同，不同環(huán)境下生長的同種植物葉片中的葉綠素的含量也不相同。這會(huì)激發(fā)學(xué)生的好奇心，使他們積極設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探索影響葉綠素形成的因素。

二、對學(xué)生進(jìn)行理論指導(dǎo)，使學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、原則與方法

（1）挖掘教材中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的理論知識。教材中有實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)，但沒有系統(tǒng)闡述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、原則和方法等，這些內(nèi)容都隱含于教材的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和生物學(xué)史內(nèi)容中。因此，教師要提煉出教材中的隱含信息，幫助學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的理論知識。

（2）擴(kuò)展經(jīng)典實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)理論更明確。教師要適當(dāng)給生物學(xué)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充一些內(nèi)容，使實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)理論更明確。例如，探究教材上的“光對鼠婦活動(dòng)的影響”實(shí)驗(yàn)后，可以開展“溫度對霉菌生活的影響”實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生了解設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過程，分析實(shí)驗(yàn)中每一步處理的目的，更好地理解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則、方法。

三、教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，幫助學(xué)生理順設(shè)計(jì)思路

在“光對鼠婦活動(dòng)的影響”實(shí)驗(yàn)中，教師先提出“鼠婦對生活環(huán)境的要求是什么樣的”問題。學(xué)生們紛紛提出鼠婦是否喜濕、是否喜光、以什么為食等，最后師生共同確定實(shí)驗(yàn)主題——光對鼠婦活動(dòng)的影響。教師讓學(xué)生思考怎樣檢驗(yàn)光對鼠婦的活動(dòng)的影響，有學(xué)生提出分別設(shè)置有光區(qū)和無光區(qū)，看鼠婦去哪兒。教師追問這兩個(gè)區(qū)域怎么設(shè)置，學(xué)生又想出不少辦法。教師再提出怎樣選取鼠婦、如何控制實(shí)驗(yàn)條件、怎樣選取儀器、如何分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果等。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生們設(shè)計(jì)出科學(xué)、清晰的實(shí)驗(yàn)方案。在整個(gè)過程中，學(xué)生們積極參與和思考，教師對有閃光點(diǎn)的設(shè)計(jì)給予表揚(yáng)，讓學(xué)生體會(huì)成功的喜悅，增強(qiáng)學(xué)生的信心。

四、開展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)訓(xùn)練，使學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

（1）提供實(shí)驗(yàn)條件，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。教師應(yīng)讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)材料、用具和藥品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。例如，在光合作用的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生在了解葉片的結(jié)構(gòu)與功能后，對光合作用的實(shí)驗(yàn)探索產(chǎn)生了濃厚興趣，但學(xué)生憑借現(xiàn)有知識水平不足以設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案。這時(shí)，教師可以給學(xué)生一些知識支持（如淀粉遇碘液變藍(lán)、氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃、氫氧化鈉能吸收二氧化碳等）、用具支持（錐形瓶、漏斗、導(dǎo)管等）、材料支持（金魚藻、天竺葵）等，再讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，這樣就減小了設(shè)計(jì)的難度。學(xué)生們通過小組討論能夠設(shè)計(jì)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案，體會(huì)到成功的喜悅。

（2）給出實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，讓學(xué)生自己選擇實(shí)驗(yàn)條件，學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。教師可以給出實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，讓學(xué)生自己選擇實(shí)驗(yàn)儀器、材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。例如，在“探究細(xì)胞的吸水與失水”實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生通過自行選擇儀器、材料來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。在教師的引導(dǎo)下，各小組選擇了不同的儀器和材料，均得出了正確的結(jié)論。學(xué)生們從不同角度、不同層面，采用不同方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，本身就是一個(gè)思維不斷完善和豐富的過程，是創(chuàng)新思維的實(shí)踐過程。

（3）要求學(xué)生對已有實(shí)驗(yàn)方案加以改進(jìn)。對于一些難度較大的實(shí)驗(yàn)，教師可以給出一些不夠合理的設(shè)計(jì)，讓各小組討論實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性、可操作性，并對其不斷改進(jìn)和完善，從而進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。

（4）選取成熟實(shí)驗(yàn)，重新設(shè)計(jì)。教師可以選取一些課本實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生進(jìn)行重新設(shè)計(jì)或針對生活中的問題分組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。如在“光對鼠婦活動(dòng)的影響”實(shí)驗(yàn)后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步探究水對鼠婦活動(dòng)是否有影響。這樣，學(xué)生就可以在成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上學(xué)會(huì)舉一反三，進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。

參考文獻(xiàn)：

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