在当前深化新课改的背景下, 加强生物探究实验的教学显得十分突出和重要。
每个学生都有被他人认可, 渴望成功的要求, 都有实现自身价值的动机和要求。演示探究实验中, 教师由“演员”转换为“导演”, 创设参与情景, 让学生主动参与实验;学生探究实验课上, 教师采取“精讲”、“放权”, 根据学生的程度不同合理分组, 在实验步骤和学法指导上也要有所区别。对实验能力较强的学生, 组织学生进行独立操作并求他们对实验的方法、步骤进行大胆改进和重新设计;对于实验能力一般的学生, 采取分段教学, 针对实验步骤分讲一段, 做一段;对于实验能力较弱的学生, 采取边讲解、边演示、边指导的教学方法。
探究实验设计的基本思考方法, 是问题→假设→实验→结论。根据这一思路要按步骤来分析、设计实验过程。主要有:发现并提出问题→作出假设→设计实验方案→进行实验并做好观察与记录→分析实验现象得出结论→表达与交流。在设计实验时要注意设置对照级, 以排除实验干扰因素对实验结果的影响, 要有熟练而规范使用仪器的技能, 要了解所用仪器的名称、用途和使用中的注意事项。观察时要注重先整体观察后局部观察, 分析时要一部分一部分地思考, 从实验现象中发现其本质。
例1李洋同学要探究某种植物生长是否需要含氮的无机盐, 设计方案如下:请你帮他将探究活动的过程填写完整。
(1) 提出问题_______________________。
(2) 作出假设_______________________。
(3) 实验步骤:
(1) 配制种类齐全的无机盐培养液放在甲中。
(2) 配制与甲相比缺少_____的无机盐培养液放在乙中。
(3) 将两株生长状况相同的幼苗同时分别培养在甲和乙中, 过一段时间后长势情况如右图。
(4) 起对照作用的是_____________________________。
(5) 得出结论_____________________________。
解析 (1) 该同学要探究的是“植物生长是否需要含氮的无机盐”, 这就是他的实验目的, 提出的问题要以实验目的为中心, 且以问句的形式表达:含氮的无机盐影响植物的生长吗? (2) 作出假设是对 (1) 提出的问题的尝试性回答, 以陈述句的形式表达:含氮的无机盐会影响植物的生长。 (3) 既然是要通过实验验证“含氮的无机盐”对植物生长是否有影响, 则培养液中是否“含有含氮的无机盐”是这个探究实验的实验变量, 因此, 既然甲中放置了配制种类齐全的无机盐培养液, 则乙中放置的无机盐培养液中一定要缺少含氮的无机盐。
(4) 探究实验中“对照”是相对于具有实验变量的实验而言的。因此, 甲对乙来说起到一个“对照 (或参照) ”的作用, 起对照作用的是甲。 (5) 因为将两株生长状况相同的幼苗同时分别培养在甲和乙中, 过一段时间后长势得到了甲和乙两种结果。因此, 得出结论是:含氮的无机盐会影响植物的生长。
答案 (1) 含氮的无机盐影响植物的生长吗? (2) 含氮的无机盐会影响植物的生长。 (3) 含氮 (4) 甲 (5) 含氮的无机盐会影响植物的生长。
例2袆探究温度对霉菌生活的影响:日常生活中常看到在温暖潮湿的环境中, 馒头表面很快会生出霉菌, 而在冰箱低温储存室内的馒头可以保存较长时间。以下是某生物活动小组的同学设计的“探究温度对霉菌生活影响的实验”。请你来和他们共同完成实验报告。
(1) 提出问题:温度对霉菌的生活有影响吗?
(2) 作出假设:__________________________。
(3) 制定计划:
(1) 实验材料:2个相同的馒头、两个塑料袋、冰箱、线绳、记录纸、笔。
(2) 实验步骤:将两个馒头分别装入塑料袋, 用线绳扎紧袋口, 一个放在温暖的地方, 另一个放在冰箱里。每天观察一次, 连续观察5d, 并记录看到的现象。
(4) 实验计划:按实验步骤进行实验, 实验现象见下表。
(5) 得出结论:。
(6) 此实验中的变量是____________。
解析 (1) 明确探究问题:一般的实验探究题都会给出学生明确的探究问题, 即明确的实验目的, 并且多数题目都会在题干叙述的第一句话就明确实验目的。掌握这一规律对学生袆特别是一些中、下学生成功把握解题思路, 取得好成绩是绝对有帮助的。
(2) 作出合理假设:一般实验探究题都要求作出科学、合理的假设, 解答中应把握:一定根据所探究的问题、同时结合以往的知识或生活经验作为依据来作出假设。
(3) 设计实验步骤:这个环节是实验探究题目考察的重点, 同时也是难点所在。一般会考察学生以下几方面的能力:设计对照实验、控制单一变量、等量原则以及其他一些细节。对照实验的类型很多, 包括:空白对照、条件对照、自身对照、相互对照等。但在初中阶段不要求学生掌握这些对照的方法, 只要求学生掌握探究实验都必须设计对照实验即可。在实验设计中, 必须设置对照组, 不论实验组数多少, 一般都是两两形成对照实验, 通过对照实验组的变量差异引起的结果来得出实验结论。控制单一变量就是一组对照实验中只能有一个变量, 而变量的确定必须与所提出的问题和作出的假设有关。等量原则是指在设计一组对照实验时除变量外, 其他条件都应相同。
(4) 预测实验结果和得出实验结论:二者往往是紧密联系在一起的, 有什么实验结果就对应什么实验结论。做题时, 首先要注意实验是验证性的还是探究性的。如果是验证性实验, 那么结果的预测和得出的结论应该是与实验的假设相一致的。如果是探究性的, 那么就需要充分考虑到各种情况的可能性来预测实验的结果和得出实验结论。大致可以有以下三种情况 (1) 变量与所作假设正相关; (2) 变量与所作假设负相关; (3) 变量与所作假设无关。
答案 (2) 温度对霉菌的生活有影响 (或没有影响或霉菌适合生活在温暖的环境中)
(5) 温度对霉菌的生活有影响 (霉菌适合生活在温暖的环境中)
(6) 温度
探究性实验有很强的开放性、探究性和创新性, 搞好探究性实验的教学有利于培养学生的科学素养和创新精神, 让学生亲自体验知识的发生、发展过程, 让学生从中学会发现问题、分析问题, 提高解决问题的能力。
[1] 李国萍.新课改背景下高中生物实验教学的几点思考.内蒙古师范大学学报 (教育科学版) , 2011, 24 (10) :155-156.
[2] 赵慧, 毛庆梅.中考生物实验探究试题类型及解题技巧.中学生物学, 2007, 23 (11) :53-55.
[3] 张玉兰.新课改背景下中学生物实验教学探讨.教育探索, 2008, (9) :207-208.
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