前言:中文期刊網精心挑選了生物探究的一般方法范文供你參考和學習,希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感,歡迎閱讀。
生物探究的一般方法范文1
探究性教學已經被證明是一種高效、多功能的教學模式,對初中生物教學來說尤為如此。因此,教師在進行初中生物教學時應該多利用探究教學模式,以達到教學效率提高、學生成績提升的目的。在實踐中,筆者總結出一套較為成熟的探究教學模式,在此總結出來與大家分享。
一、創設情境,將問題引出
探究性教學的主要亮點之一是通過問題來引起學生的興趣,從而為以后的探究、合作奠定基礎。因此,第一步就要拋出一個豐富有趣的問題情境,讓學生產生興趣,順利地進入探究學習的狀態。一般來說,最好從生活中的實際出發來創設教學情境,比如,在教學“先天、后天行為概念”時,可以讓學生比較為什么小貓小狗可以自己不用教就會吃東西,但是要讓他們在特定的地點排泄就非常困難了。從這個生活中常見的問題就可順利引出后天學習的概念了。
二、組織學生,進行合作探究
新課程要求,探究性學習應該引導學生積極主動地參與、動手探究,培養他們交流與合作的能力。學生之間的差異性對教學來說既有好的一面,也有壞的一面,要通過合作探究來發揮他們所長、避缺點之短。這一點上,要對學生的分組討論等設定科學合理的規定,通過這些規則來達到發掘優點、避免缺點的目的。筆者在教學中,一般是以5人左右為一個小組,通過各種措施平衡組內學生的成績、能力、男女比例等因素。在合作探究過程中,筆者一般多做一個傾聽者,盡量不打擾他們的探究學習,以確保學生之間的溝通認真積極、信息整合有效。
三、多元評價,對效果進行分析
探究教學的成功與否,學生、教師的評價是關鍵,教師應該按照新課標的教學目標,運用各種方法對探究教學是否達到這些目標進行分析,以提高教學質量。在評價中,可以采取學生評價、教師評價、學校評價等方法,在評價中,要注意兩點:(1)教師的評價要及時有效,并且對學生公布,以激發學生求知欲并提出改進措施;(2)評價的主要方面應該是正面的,無論是學生評價還是教師評價,都應該用肯定和發展的眼光來看待探究教學??偟膩碚f,教師應該主導評價,并且引導學生進行反思,以更好地讓學生掌握更多的知識。
參考文獻:
[1]喻舟云.提高初中生物探究教學的有效性[J].科學咨詢:教育科研,2011(02).
生物探究的一般方法范文2
生物探究過程大概包括以下幾個主要環節:提出問題、作出假設、實驗驗證、結論交流。因此解答的策略是從探究的過程即發現提出問題開始,應用已有的生物知識對問題作出假設,設計可行的科學探究實驗,據實驗現象得出結論并交流。例如現有100粒黃豆種子。請你設計一個實驗,探究植物的生長是否需要光照。
(1)提出問題:___?
(2)作出假設:___。
(3)設計并進行實驗:①在發黃豆芽時,50粒放在黑暗處,發出的黃豆芽呈黃白色,難以成苗;②___。
(4)實驗結論:___。
解析此題可獲取以下信息:(1)設計一個探究植物生長需要光照的實驗方案;(2)有光照的種子發育成幼苗,黑暗處的種子難以成苗而死亡。解答此題要善于提煉題中的解題要素“光照”、“黃豆芽”、“難以成苗”,然后進行相應整理,組織語言答題。
其參考答案:(1)植物生長需要光照嗎?
(2)植物的生長需要(或不需要)光照
(3)另50粒放在陽光下,結果黃豆芽變成了“綠”豆芽,并生長成幼苗
(4)植物的生長需要光照。
解答生物探究實驗題應遵循的基本原則:
(1)對照原則:科學合理設置對照,可以使實驗方案簡潔明了,并使實驗更有說服力。
(2)單變量原則:每次實驗所用材料試驗除一個因素(實驗變量)不同外,其它因素都相同,觀察其對實驗結果的影響。
(3)多個參于原則:采取多個個體參于實驗,避免偶然因素的發生。
這就要求在探究實驗設計時要注意以下幾點事項:
①要設計對照實驗。
②在設計時要保證唯一變量。
③嚴格控制實驗條件,盡量減少實驗誤差。
④為了提高實驗的準確性,應考慮增加重復次數,反復驗證實驗結果。
如為了觀察柑橘皮上的青霉,某班的同學制作了6份相同的培養基,還設計了3種實驗方案,如下表:
請你分析:
(1)以上三個方案中,哪一個方案的實驗設計最合理,請說明理由。
(2)找出方案一中的實驗組和對照組。
通過和學生一起分析,特別是教者的解析引導可知:探究實驗的考查方式多種多樣,對探究方案的設計、評價、修改、完善是命題的重要方面。評價探究方案主要從以下幾個方面:方案是否完整,是否符合探究要求;方法步驟是否科學合理,是否有前后顛倒現象;變量設計是否做到只有一個變量等。最終討論得出結論:(1)方案三最合理。因為方案一在接種前未做滅菌處理,會影響實驗效果。方案二接種前后設計了兩個變量,起不到對照的作用。只有方案三在實驗前實驗組和對照組所處的條件完全相同,都進行了滅菌處理,實驗只設計了一個變量。(2)甲組為實驗組,乙組為對照組。
在解答生物探究實驗習題過程中,常常發現大多數學生由于對一些概念理解不到位,產生歧義,從而導致誤解。特別是下列幾組概念,對照實驗是指在研究一種條件對研究對象的影響時,除了這種條件不同以外,其它條件都相同的實驗。這種不同的條件叫實驗變量。學生容易將實驗變量誤認為只要不同就是實驗變量,而忽視實驗變量的唯一性,對照實驗的條件多重比較,也就無法準確把握對照實驗的內涵,也就無法比較實驗組和對照組。其實實驗組和對照組要根據研究的問題和做出的假設來確定。有時研究的問題和做出的假設改變了,對照組和實驗組有可能會發生對換。
一般來說,判斷實驗組和對照組有以下幾種方法:
①保持原有狀態的組為對照組,人為改變條件的組為實驗組(必須是針對實驗變量所做的處理),如設計實驗“探究光合作用需要光”,光是實驗變量,遮光的為實驗組(此為人為處理改變條件的),曝光的為對照組(此為保持原有狀態)。
②已知實驗結果的組為對照組,未知實驗結果的組為實驗組;對照組是已知的、公認的;實驗組往往是未知的、要探究的、需驗證的。如設計實驗“探究唾液淀粉酶對淀粉的消化作用”,唾液淀粉酶是實驗變量,有唾液的為實驗組,加清水的為對照組(此為已知的)。
③接受實驗變量處理的為實驗組,未接受實驗變量處理的為對照組,如設計實驗“探究甲狀腺激素對蝌蚪生長發育的影響”甲狀腺激素是實驗變量,添加甲狀腺激素組是實驗組(針對實驗變量處理過的),喂正常飼料未添加甲狀腺激素的組為對照組。
④正常情況的、條件充分的為對照組,缺少條件或多條件的為實驗組。
有了這幾種判斷方法,在解答相關習題時就能迎刃而解了。
生物探究的一般方法范文3
【關鍵詞】信息技術環境 生物實驗 探究式教學設計
1.初中生物探究性實驗教學現狀分析
為了了解中學生物實驗教學的現狀,筆者于2013年6月組織調查了靖宇縣江鄉第一中學初一(2)班和(3)班兩個班學生生物探究性實驗教學的基本情況,調查采用不記名調查問卷的形式,一共發放問卷100份,收回有效問卷80份。調查結果表明:
(1)數據顯示,83%的學生表示對探究性實驗很感興趣,但是真正認認真真地參與到實驗的學生所占比例為32%,形成明顯對比,說明教師在探究性實驗引導方面做得不夠,甚至對當前新課改提倡的探究性實驗教學沒有賦予重視。
(2)數據中,92%的學生愿意參與小組合作學習,在遇到問題時,多數同學有意愿和同學交流和探討,但是數據還顯示了其中存在的一個問題,就是在協作學習中,學生個人的責任意識不強,分工不明確,導致學生實驗效率低,達不到預期實驗結果,任務完不成,甚至出現推卸責任現象。
(3)在收集的數據中,42%的學生顯示具有探究意識,當在學習和生活中遇到問題時,會采用多種方式收集資料,如咨詢老師和同學,查詢網站,網上發帖等等,具有發現問題,解決問題的欲望,但這些學生所占比例不多,在教學中,教師應加以鼓勵。
2.信息技術環境下初中生物探究性實驗教學設計
本論文將以初中生物經典實驗課《光合作用》為例,具體設計過程如下:
(1)教學目標的設計
探究性實驗教學目標設計如下:
1)知識和技能
通過研究經典實驗大致認識人類探索光合作用的歷程;了解經典實驗的方法及結論;能說出光合作用的原料、產物、場所、動力等。
2)過程和方法
體驗前人設計實驗的技能和思維方式;經歷科學探究的一般過程:提出問題――建立假設――實驗探究――記錄和處理結果――得出結論;初步學會合作交流、建立模型、提出假設、控制實驗條件、設置對照等方法。
3)態度、情感和價值觀
領悟科學知識真實可信,但它不是絕對真理;激發科學興趣,感受實事求是的科學態度、堅忍不拔的意志品質;樹立“懷疑、創新、進取”的科學精神。
(2)教學過程設計
1)提取學生原有認知結構中與學習內容相關的知識點。
老師提問(將事先準備好的有關大自然萬物生長的視頻播放寫給學生們):“民以食為天”,人類、動物需要以食物來維持生命,那么一棵小樹長成一棵參天大樹,其質量增加幾百至幾千倍,同學們思考一下,它的食物是什么呢?
學生發散思維并回答:植物的食物來自土壤中的肥料,還需要陽光、水、空氣等,甚至有的學生說葉綠體也是植物的食物,是植物通過光合作用制造而來的。
分析:信息技術下的探究式教學,應建立在學生已有的探究能力和認知基礎上,通過提問激活、尊重、提升學生的原有知識,創造條件,幫助學生在自己原有的認知基礎上,建構新的認知結構。
2)合理創設問題情境
教師結合多媒體素材,為學生創設一定的問題情境,這個問題一定要符合學生的認知水平,即難易程度始終,并且所利用的多媒體資源要豐富形象,能夠是學生準確理解要探究的問題,并激發學生的探究欲望。
老師提問:根據大家看到的視頻和圖片資料,思考幾個問題,海爾蒙特是帶著什么問題研究的?你認為這個實驗可以得出什么結論?實驗中,為什么起初的90.8kg泥土必須是干燥的?為什么要用雨水澆柳樹?你認為海爾蒙特忽視了哪個重要因素,使得他的實驗結論照現在來看并不完全正確?
3)探究協作提出實驗方案
根據老師創設的問題情境,學生先自己思考,這個過程學生必須具備一定的探究意識,通過上網搜索相關資料,在學生思考完并搜索到相關資料后,進行小組內部交流討論,實現資源共享。最后組內成員達成一致,共同提出假設,同時設計出探究實驗方案,為后期驗證假設做好準備工作。
老師:1864年,德國科學家薩克斯的實驗,把一種植物的葉片放在暗處幾小時,然后再把這片葉片一半照光,一半遮光,過一段時間后,用碘蒸汽處理葉片,發現遮光一半葉片的顏色沒有發生變化,而照光的那一半則呈深藍色。你認為這個實驗可以得出什么結論?
(此過程教師利用多媒體教具,將實驗的過程清晰地呈現給大家)
分析:初中學生注意力不夠集中,通過文字、圖片、聲音結合呈現故事性的實驗過程,提高信息載體的新意、美感程度,喚起學生的心理注意;初中生處于形象思維向抽象思維過渡的階段,并且抽象思維在一定程度上仍要以具體形象作支柱,有效地支持學生的自主學習和協作式探索。
4)驗證假設分享結論
接下來,學生按照上一步設計的實驗方案,進行小組實驗的驗證,這個過程教師進行監督和適當點撥,組內成員各有分工,共同為一個目標完成各自的任務。
3.初中生物探究實驗設計在教學實踐中應注意的問題
(1)以信息技術為支撐,實現實驗資料的多樣性。
(2)結合生活實際,實現探究性實驗的開放性。
(3)加強實驗的學生主體地位,重視協作交流。
生物探究的一般方法范文4
關鍵詞:高中生物探究性學習課堂應用
探究性學習的有效實施,不僅可以培養學生的創新意識和實踐能力,還可以激發學生的潛能,使學生在獲得知識的同時,得到更全面的發展,這就對教師提出了新的挑戰。要求教師要正確引導學生自主學習、積極主動參與、樂于探究,使學生眼看腦想,動手動口,主動獲取知識和發展能力。下面是本人在生物探究性學習中的一些體會。
一、探究性學習的意義
探究性學習模擬科學家進行科學探究的一般過程,即通過提出問題、查閱資料、假設論證、動手實驗、得出結論。生物課是最具有探究性的一門課程,生物教材也是按照:創設情景、提出問題、思考分析、調查研究、提出假設、實驗驗證、得出結論、實際應用、解決問題一系列的科學活動來設計的。生物教學擔負著向學生進行科學啟蒙教育的重要任務,不僅要在教學活動中讓學生感悟一些科學道理,更重要的是培養學生的科學素養,體會進行科學研究的過程與方法,這些直接經驗的取得,必須通過學生的親身實踐和已有知識的積累才能獲得。選擇和實施探究性學習,就成為應對知識經濟挑戰,滿足社會快速發展的必然之舉。
二、高中生物探究式學習的教學策略
1創設情境,激發學生的探究興趣
首先要精心選好題,創設問題情境。教師可從不同的方面,比如聯系生產、生活實際,關注科學、技術和社會熱點等方面選擇探究性學習的內容。
2創新教學方式,提倡多媒體教學
利用多媒體進行探究性學習。多媒體課件能將文字、聲音、圖畫、動畫及影片等融合,以鮮明的色彩、變換的畫面創設逼真、形象的界面,用實驗展現一些有趣的生命現象,很容易激發學生的興趣。利用多媒體講解既形象又有趣,激起學生的求知欲望,教學效果會很好。
3教師要重新扮演教學中的角色
(1)教師的作用的變化。在這種全新的教學模式中教師是一個幫助者、關注者和引導者。作為幫助者,教師要幫助學生尋找、搜集和利用各種學習資源,重視培育每位學生的自信心和團隊合作精神。(2)重視開發課程資源,才能保證新教學模式的順利進行?,F有的教學資源己經不局限于教材,教材只是師生完成教學任務,實現教育目的的若干資源載體之一。在不同的教學環境中,由于不同教師對教材給定的內容及意義的理解存在差異,從而會形成具有各種風格的課程。(3)教師自身的要求。教師只有加強自身的學習,增大知識的儲備,提高自己的業務素質和教學水平,掌握課堂的調控藝術,才能適應教育發展的需要。探究式教學對教師和學生均提出新的要求,探究式教學不再是教育專家的專利,教與學的參與者都是研究者,探究式學習是教育學領域的范疇,其內涵必然要與教育價值和實踐相聯系。
4鼓勵學生大膽提問,進一步升華學生的探究能力
創造力是一個人綜合素質中最具有生命力的一種特殊素質,培養學生的創造力是素質教育的必然要求。創造性思維是創造力的核心。對于這方面,首先要保護學生的好奇心,鼓勵大膽質疑。好奇心是創造性思維的萌芽。教師應當充分展示出生物問題的提出、討論和解決的思維過程,并把它們有機地結合起來。例如,高中學生知道絕大多數生物體是由細胞構成的,但他們往往忽略生物體也是由分子構成的,因為學生往往只把分子與非生命物質聯系起來。又如,許多學生對生物進化過程中的自然選擇存在錯誤認識,他們可能把生物進化過程中發現的適應性變異理解成一種有目的的生物行為等。
5對現象做出解釋,科學分析出結論
讓學生在實踐的基礎上,根據邏輯關系和推理對現象做出解釋,科學分析出結論。教師可通過具體要求,提出一些方法上的指導,把實驗所得系統化、簡明化、概念化、模型化,并經過數據的處理、結果的分析及驗證,得出正確的結論。教學過程是一個互動過程,是師生的教與學相互融合的階段,也是學生的認識能力由低級向高級發展的重要環節。因此,作為組織者、協作者及指導者的教師,應當抓住時機,做“問題解決”后的提煉和拓展,如協助學生概括所學內容的知識結構,建立知識體系;指導學生提煉思想觀點,明確解決生物學問題的一般方法;引導學生將探究的問題向不同方向拓展。例如,在“染色體變異”一節教學中,教師可以協助學生建立“染色體-染色體組-單倍體-多倍體-誘導育種”的知識發展體系,并在此基礎上歸納出生產實踐上的育種方法和育種原理,從而使學習達到學以致用,探究的問題與生產實踐相結合的目的。
6充分地鼓勵學生
學生個人探究結束后,教師還要充分地鼓勵學生,讓他們通過資料共享,討論交流,大膽創新,提出建設性的方法或結論,通過討論拓展探究的范圍。對于學生的各種見解與觀點,教師應以激勵為主。評價可由教師進行,也可讓學生自評互評。在評價時要注重過程,肯定學生的能力及態度,讓學生通過活動產生成就感,體驗合作與交流的團隊精神。對于存在的問題,就事論事,總結教訓。
總之,探究法極大程度地激發了學生的學習熱情,提高了學生的參與度,是一種貌似復雜,但過程可以操作、規律可以探尋、答案可以在現實的事物中找到的教學模式。如此教學,其效果比教師的單獨表演更加有效。
參考文獻:
[1]宋曉林.淺談學生學習興趣的培養[J].職業教育研究.2005年第6期,
[2]鄭曉惠主編.生物課程與教學論[M].浙江.浙江教育出版社.2004.2.
[3]郭永峰,張祥沛.生物課堂教學中研究性學習的目標定位[J].中學生物教學,2004(Z1).
[4]羅玉明.高中生物開展研究性學習的探索與思考[J].教育探索,2002(6).
生物探究的一般方法范文5
【關 鍵 詞】 規律;學習興趣;實驗技能;能力;改革
生物學是研究生命現象和活動規律,是一門以實驗為基礎的學科。高中生物學實驗課是教學的重要手段,演示實驗、分組實驗、探究實驗幾乎貫穿了整個生物的課堂教學,演示實驗往往都是教師操作,學生觀看;而分組實驗又多是驗證性實驗,只有通過實施探究性實驗,才有利于促進學生學習方式的改變,才有可能最大限度地調動學生的學習興趣,培養基本實驗技能,提高生物學素養以及發現問題、分析問題、解決問題的能力。
如何提高探究性實驗課的教學質量?身為一個剛走上講臺的年青老師,在課堂上如何適時適度地進行探究性實驗教學是一個值得思考的問題。
一、明確探究性實驗的一般步驟
探究實驗的一般過程往往是從發現問題、提出問題開始,根據提出的問題作出假設,設計實驗方案,實施試驗,分析結果,表達與交流。探究性實驗的過程符合高中生認識世界、認識物質的規律,探究性實驗過程當中的很多因素都能夠進一步激發學生發現新知識,探究性實驗能為高中生形成生物學基本概念以及基礎理論提供感性認識素材,可以幫助高中生進一步鞏固生物知識以及生物實驗技能,培養高中生嚴謹的科學態度以及進行科學方法的訓練。對于剛上高中的學生來說,在教師的引導下能夠提出問題、作出假設,但是在設計實驗過程時卻往往是云里霧里、稀里糊涂的。實驗設計是一種思維能力表現出來的過程,是要透過繁雜的表面現象去發現事物的本質,并且生物實驗所展現出來的生物現象是多種因素共同作用的結果。這就需要學生從不同的角度和側重點對問題進行分析和研究,從而制定出一個有效、可行的實驗方案。
二、不要過度依賴多媒體
多媒體教學雖然很形象生動,但有它的弱點,就是講過的東西瞬時即過,不留痕跡,學生做筆記的速度跟不上,導致上課時懂了下課就忘了。而用黑板教學,學生能慢慢吸收,做筆記,課后可以看筆記鞏固,這樣,難點內容的教學效果反而較好。如在講解《探究影響酶活性的條件》這一探究實驗時,在第一個班使用多媒體教學,帶著學生學習溫度和pH值對酶活性的影響實驗,并播放動畫回顧整個操作過程。作為新教師,第一次上這節內容,由于經驗的缺乏,并未及時地掌握到哪些知識對學生來說是比較難于理解的,低估了探究實驗對于高中生的難度,抑或是高估了學生的理解能力,本以為教學效果應該不錯,但隨后的學生作業中我卻發現了很多問題。第一,對照實驗沒搞懂,一些概念模糊不清,如自變量、因變量、實驗組、對照組;第二,對于實驗中用于檢測實驗結果的檢測原理不理解;第三,對于出現的實驗結果不清楚,不知道導致它們的原因是什么,無法分析實驗結果。
看了那么多份做錯的作業,心里真的開始懷疑自己的教學能力?;倚?、氣憤之余,我冷靜分析了一下多媒體課上學生的反應。分析原因,可能是多媒體課件中出現的圖片是瞬時的,整個過程是一起出現的,學生看到后首先從心理上就有了一定的壓力,其思考與理解的速度跟不上課件的速度,導致在某個地方卡住了。于是在下一個班,我臨時改變了授課方式,決定還是用一支粉筆和一塊黑板,現場演繹整個探究影響酶活性條件的實驗過程。我放慢速度,一(下轉55頁)(上接53頁)步一步地講解、畫圖分析整個探究過程,并要求學生拿出紙筆一起畫一起描述,并引導學生思考每個步驟的原因和目的。大概花了30分鐘把溫度對酶活性的影響講完后,讓學生獨立設計實驗探究pH值對酶活性的影響。80%的學生都能自己設計,隨后的課后習題做得也很不錯。
三、通過變式訓練培養表達能力
實驗中的表達能力,是指運用生物學的概念和原理對實驗中出現的現象和結果,進行分析并做出解釋,得出正確結論的能力。新課程標準強調探究性學習,新課改下高中生物學加大了探究實驗的比重。探究實驗能否有效,關鍵在于能否根據實驗現象得出正確的結論,因此,教師必須加強對表達能力的培養。常言道:百聞不如一見。而百見不如一“做”,知識不等于能力。知識的積累只是學生表達能力培養的起點。表達能力不是靠教師的“教”和學生的“學”得來的,而是必須通過學生的“練”和“做”養成的,只有加強對學生的訓練和實踐才能促進培養學生的表達能力。尤其在對實驗現象、實驗結果以及圖表的分析方面應對學生進行變式訓練,使學生能從不同的角度、不同的方式,或正面或反面地思考問題和解決問題,從而形成解決問題的獨創性,培養學生良好的表達能力及創造性思維能力。在課堂教學中,對學生進行訓練,是培養學生思維多樣性、靈活性和獨創性不可缺少的一環。
“授之以魚,不如授之以漁”,知識是教不完的,但是學會了探究方法可以進行課外探究,甚至終身受益。通過生物實驗課教學實踐,我體會到生物實驗課對提高生物學科教學質量能起到很大的促進作用。要想達到更好的教學效果,我們還需根據教學內容選擇適當的教學方式,而不是一味追求其中某一種教學模式。什么內容該用什么方式教學,這需要我們在實踐中不斷反思和改進。我決心將實驗課的改革繼續深入進行下去,全面提高學生素質,提高生物教學質量。
【參考文獻】
[1] 林裕坤. 初中生開展生物探究實驗問題的調查分析[J]. 廣西教育,2013(2).
生物探究的一般方法范文6
目前我國探究實驗主要側重于利用實驗儀器開展探究(即實驗的實際操作研究),而對如何開發網絡在學生實驗探究能力培養的方面的研究較少。比如,如何利用網絡互相討論、進行思想的碰撞,提升提出問題的能力;如何利用網絡共享探究成果等,均較少有人研究。
我校的設備為開展這類實驗提供了可能。我校的網絡硬件設備好,學校有生物探究性實驗室,學校網絡與國際互聯網相連接,能夠實現學生實驗與模擬實驗同步進行。全校每間課室都有電腦多媒體設備,且隨時可以接入國際互聯網。學校配備4個網絡教室,有近300臺學生用電腦。
2 具體做法
2.1基于網絡環境培養學生“制定計劃”的能力
生物科學探究需要通過具體的實驗操作來獲取證據和驗證假設。制定生物學探究計劃、設計實驗方案,將探究的猜想與假設落實到具體的操作方案上來。探究計劃是否科學、有序,將直接影響探究結果的可靠性和科學性。
因此,制定計劃與設計實驗是生物科學探究過程中重要的環節。但在大多數情況下,為了節約時間,使科學探究能在規定的時間內完成,教師或教科書都會介紹現成的探究方案,因此在傳統課堂教學中,這個環節學生較少有鍛煉的機會。由此看來,讓學生經歷制定計劃與設計實驗的過程就顯得特別必要。
網絡環境下的實驗探究能力教學使學生“制定計劃”的能力培養成為可能。筆者針對不同學段的學生這方面的能力培養采用不同的做法。
通過文獻研究,發現生物探究性實驗方案框架一般包括以下幾個項目:“確定實驗題目、提出問題、作出假設、制訂實驗計劃、實驗、預測結果、做出結論等”。其中的實驗操作步驟為:“第一步:取材、分組、編號;第二步:分實驗組和對照組,要體現出單一變量原則和對照原則;第三步:放在相同適宜條件下進行或反應等;第四步,觀察并記錄實驗結果”。
在網絡環境下,筆者為培養學生“制定計劃”的能力,主要做了以下工作。
對于初級學習者(如高一學生)“制定計劃”的能力培養:在網絡教室中通過在網絡環境下給m學習支架(即給出科學家探究方案的范本、給出實驗方案的框架、給出探究部分的條件、藥品、儀器、給出適當的指引等)讓學生學習,學生在思維層面做網絡下的模擬實驗。即根據“提出的問題”用計算機軟件設計探究方案,通過網絡提交探究方案。提交方案后計算機才給出專業人員的方案設計。對照專業人員的方案設計和其他同學的方案設計,教師引導學生對方案進行自評、小組評價。
對于中高級學習(如高二、高三)者“制定計劃”的能力培養:在網絡教室中,教師不給出學習支架,讓學生根據“提出的問題和做出的猜想假設”在思維層面做網絡下的模擬實驗,根據“提出的問題”用計算機軟件設計探究方案,通過網絡提交探究方案。提交方案后計算機才給出專業人員的方案設計。對照專業人員的方案設計和其他同學的方案設計,教師引導學生對方案進行自評、小組評價。學生對方案做出選擇,是堅持自己的,還是按科學家或專業人員的方案進行修改(教學流程見圖1)。
案例1:測定水綿的細胞液濃度。
在學完“植物細胞的質壁分離和復原”后,有不少學生提出了許多值得探究的問題。如:“能否用水綿等其他材料代替洋蔥表皮細胞做實驗材料”、“能否測定水綿的細胞液濃度”、“能否采用其他溶液(如胭脂紅、龍膽紫溶液)代替蔗糖溶液”等。在引導學生進行大膽的猜想和假設后,筆者要求學生做出相關的實驗方案。不少學生做出了不錯的方案,并上傳至網絡。雖然方案的細節有值得打磨的地方,但對初學者來說是難能可貴的。教師利用口頭和網絡等形式大力表揚了這種精神和做法,并引導學生進行了討論和學習。
某學生的方案如下:
實驗方案:探究水綿的細胞液濃度
(1)提出問題:水綿的細胞液濃度是多少?
(2)做出假設:水綿的細胞液濃度為20%。
(3)實驗方案:
①配制質量分數為10%、15%、20%、25%、30%的蔗糖溶液。
②用上述蔗糖溶液對水綿細胞分別進行質壁分離實驗。
③將進行了質壁分離的細胞放到顯微鏡下觀察,得出結論。
(4)預測結果:水綿細胞在濃度為10%、15%、20%蔗糖溶液下無明顯變化,在濃度為25%、30%蔗糖溶液下發生質壁分離。
(5)結論:猜想正確,水綿的細胞液濃度為20%。
3.2基于網絡環境培養“表達與交流”的能力
古人說:“言之無文,行而不遠”。新課程標準對學生的“表達與交流”的能力要求主要包括:能寫出自己的探究報告,準確表述自己觀點,能思考別人的意見,改進自己的探究方案,有合作精神等。
在基于網絡環境培養“表達與交流”的能力培養中,筆者的做法是:要求學生寫出電子版的探究報告,充分運用QQ、電子郵件、論壇、麥圈、貼吧等、BBS、微博等其中的一項或幾項進行交流。能進行現場的交流,包括做探究匯報、接受其他同學或教師提問等(教學流程圖2)。
學生活動
案例2:利用網絡進行探究結果的匯報。
在進行高二生物“其他的植物激素”一節教學時,教師提前兩周引導學生進行分組,布置了收集“植物生長調節劑在生產中的應用”相關資料的任務。學生’通過上網、實地考察等方式收集了相關資料,并制作了相關的匯報材料。兩周后,學生進行了“植物生長調節劑在生產中的應用”匯報交流。師生共同學習,共同點評、交流。
受到案例發生的過程和結果的啟發,不少學生進行其他的生物探究實驗。
如:有學生發現用洋蔥鱗片葉的外表皮做“植物細胞的質壁分離和復原”的效果不明顯。大膽采用逆向思維,采用洋蔥鱗片葉的內表皮來做實驗材料,分別用“胭脂紅、紅墨水、龍膽紫溶液”來代替蔗糖溶液做這個實驗。通過反復研究,他們發現:“胭脂紅”和洋蔥鱗片葉的內表皮搭配來做這個實驗能取得更好的效果。他們觀察到外界溶液濃度高于細胞液濃度時,洋蔥液泡不斷縮小,紅色的外界溶液進入細胞壁,但不能進入原生質層;反之,外界溶液濃度低于細胞液濃度時,洋蔥液泡不斷漲大,紅色的外界溶液被擠出細胞壁。
又如:有學生大膽采用水綿、黑藻、金魚藻等新材料來代替洋蔥鱗片葉做實驗材料,經過多次探究,反復試驗,發現用“水綿”做材料的效果也非常好。
由于發現了實驗的新方法、新材料,學生們的興奮之情難于言表。教師又將他們的探究性實驗的方案、過程圖片、探究結果等上傳到局域網制定空間、QQ群、論壇等處供其他同學共享,激發了更多的學生創新的激情。
4 討論