立足教材培养学生实验设计能力
来源:用户上传
作者: 李淑红
实验教学是生物学教学的基本形式之一，许多探究性活动也是通过实验来进行的。同时，基础教育课程改革也要求教学以提高学生的思维和创新能力为主。生物学教学中研究性课题的开展也对学生的实验能力提出了更高的要求。因此，在教学中教师如何利用现有条件，如何有效的利用教材内容来培养学生的实验设计能力、分析实验数据、优化实验方案的能力，成为教师面临的新问题。
1． 剖析教材中经典实验，建立科学实验的思维方法
经典实验是科学家精心思考、巧妙设计，反复实践，经后人多次重复证明是正确的一些具有代表性的实验。让学生在理解经典实验的设计思想的基础上，对实验选材、实验条件的控制、对照实验的设计、实验结果的分析、验证等方面作深入剖析，有助于学生建立科学实验的思维方法。
“探究光合作用的产物实验”（河北版，八年级上）是中学教材中的一个经典实验，在“叶的光合作用与光能利用”一章中占重要的地位。教师将实验课的重点放在如何引导学生进行此实验的设计上，根据学生已有的知识经验，设计一系列的问题情景，启发学生的思维，促使学生主动探究实验方法，了解整个实验安排的必要性。
2．分析教材中学生实验，还原科学探究过程
课堂中注重科学探究过程的教学对培养学生的创新精神和实践能力很有帮助。教师的主导作用是要和学生一起努力去还原科学探究过程本身，是要学生充分体验：假如他们是当时的科学家，在当时的科学认知水平下，观察实验现象（或身边生活现象）时，可能会产生哪些问题？如何做出合理的假设？怎样进行周密的求证？最后根据实验结果能得出那些科学的结论？课堂上教师提供尽可能多的实验用具，大胆放开手脚，然学生当一回科学家，去发现问题，去寻求解决问题的方法。这是发挥学生主体地位的好方式，在素质教育中值得推广。
“探究鱼的呼吸”一课（河北版，七年级上），教师课前作了大量准备工作：金鱼、墨水、滴管、塑料盆、广口平、凉白开（缺氧水）、晾晒后的自来水（含氧水）、培养皿、新鲜鱼鳃、解剖针等等。由观察引发鱼为什么不停张口“吞水”？分成三级课题：第一级课题，求证金鱼是否吞水入肚？五花八门的证实方法的讨论后，找出了“口前滴加墨水看是否由鳃孔排出”的经济且易行方案，经过学生各自亲手摸索，总结出了四个注意事项（①让鱼保持安静，不惊扰它； ②滴管吸取墨水的量勿多；③滴管距鱼口0.5cm最佳；④滴墨水时用力要轻快），保证了实验的顺利完成，证实了水由口入再由鳃孔排出。第二级课题，探究“水由口入，再由鳃孔排出的意义？”设计对照实验,为使实验具有说服力和严密性，四人一组计数在不同含氧水中呼吸频率，连测三次，分析所得数据，证实了水由口入，是获取水中的氧。第三级课题，鱼是怎样通过鳃来完成呼吸的？观察新鲜鱼鳃，借助于教材中的“小辞典”等科学资料，明晰鳃不仅是鱼也是其他水产动物适于水中生活的一种非常重要的呼吸器官。（学生以次为题撰写了小论文并发标于《初中生学生物》杂志上）。
在此过程中，既重视了以“发现”、“探究”为基础的生物学知识的传授，又重视了以探索性实验为基础的科学方法训练。体现了生物学的研究法：即“观察→提出问题→进行假设 →设计并进行实验→整理数据并得出结论”。
3、巧解教材内容，体验科学过程和方法
新课程强调学生的直接经验、鼓励学生对教科书的自我解读、自我理解，尊重学生的个人感受和独特见解。在教学中教师积极创设各种情景，引导学生由被动到主动，由依赖到自主，由接受到创造性的对教育情景进行体验，在体验中发展、享受和利用积极的情感与正确的认识，使学生感受到教学活动的欢乐与愉悦。
“人类起源和发展”一节中，有关古人类在劳动中产生语言这部分内容的处理上，教师请一位学生选择三位同学，自己想好一句话并告诉其中一位，要求他用表情或动作把这句话的意思传给第2位，由他再用同样的方式传给第3位，最后请第3位学生用语言表达出意思来。通过这样的体验，让学生去体会语言在生活中的重要性。再例，在学习有关植物分类时，利用教室的窗台、角落等地方，让学生自己种植一种具有典型分类特征的植物，亲自护理，然后将自己种植植物的形态学特征进行详细的描述；
生物学是一门实践性很强的科学，不身临其境，很难有深刻的认识。为进一步提高学生的理论和实验设计能力，教师可引导学生回归课本，挖掘书中潜在实验设计，特别要注意书中的一些实验结论、规律，鼓励学生发挥创造性思维，变验证实验为探究实验，设计相应实验方案验证它，师生共同挖掘书中涉及到的热点问题，成立相关课题小组，进行实验设计。教师应尽量利用学校的空闲场地、空闲时间组织学生进行一些小课题的研究。学生动手做过一两个课题后，他们的动手能力、解决问题的能力、尤其学习迁移能力都有极大提高，所谓“小课题大学问”。
在新课题实施的一年中，教师带领学生开展了一系列小课题研究活动，像“生态瓶制作”“再生纸制造”“酸雨测定”等等。以“废旧纸张制作再生纸”为例。
课题大意：有关资料表明，制造1吨纸张，需砍伐约20棵树龄在20至40年的树木，全世界约有35％的商品木材用于造纸。丢弃于垃圾堆中的各种废纸、废木纤维，过去多被送往垃圾场付之一炬。近年来却开始被一些国家回收利用，成为廉价的造纸新原料，科学家称其为原始森林、天然次生林和人工林之外的“第四种森林”。据估算，回收1吨办公类废纸，可生产0．8吨再生纸，相应节约木材4立方米，相当于保存17棵大树。如果把今天世界上所用办公纸张的一半加以回收利用，就能满足新纸需求量的75％，相当于800万公顷森林可以免遭砍伐。?回收废纸生产再生纸，成为环保共识。而我们在生活中每天都接触到纸，如：报纸、书刊、作业本等，有些用过之后，就没有利用价值了。如何节约资源，使废旧纸张重新成为有用物品？制作再生纸就是一个很好的途径。
据以上题意，学生进行分工合作，在调查研究的基础上成立了课题小组，以废旧报纸为原料，经研磨、打浆、抄造等环节，亲手制造出了再生纸。
总之，要想提高学生的实验设计能力，教师最简便易行的方式是“吃透”现有教材，引导学生在掌握基本生物学知识的基础上，通过一系列活动，才能达到目的。在活动过程中教师成为幕后者，成为学生活动的咨询者，但又是学生实验方向的引导者。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-3188626.htm
