中学生物学探究性实验设计实施

中学生物学探究性实验设计实施

作者：姜彩霞

来源：《读写算》2014年第14期

【摘要】本文着重从初中生物探究性实验的六个步骤，即提出问题、作出假设、设计探究实验、实施探究过程、通过分析实验结果，得出结论、探究结果的表达和交流等六个方面阐述了新课程实验教学中对探究性学习的实施，培养学生创新精神和科学素养，使学生领悟科学研究的方法，提高学生主动求知的能力。

【关键词】课程改革科学探究课程标准生物学实验

在新一轮的国家基础教育课程改革初中《生物课程标准》中明显增加了科学探究内容，把以往的演示性实验变成探究性实验，其目的是为了培养学生的创新精神和科学素质，从而提高中华民族的整体素质，提高竞争力。

中国有句古话：授人百鱼，不如授人一渔（古人语）。我认为新课程标准中，推出的探究性实验正好如此古语之说，探究性实验，不只是教会学生一个知识点，而更重要的教给学生一种探究方法，一种思维方法，有利于学生在以后的工作中继续发展。

探究性实验设计及实施，一般分为六步进行（以初中生物实验为例）：

一、提出问题

问题是创新的源泉。在以往生物实验教学中多是由教师提出面小、狭窄的问题，学生进行解疑，这严重阻碍了学生创新意识和创新精神的发展。学生是“有思想、有个性”的人，对生命现象的好奇心促使其会产生定向的探究反射，也就存在许多发自内心的疑问，如：花为什么是五颜六色而叶片是绿色的？鱼为什么生活在水中？鸟为什么能飞？等等，这些问题的出现往往激发其强烈的求知欲，向往自己能解决。因此，在生物实验教学中，教师不应“圈地为牢”，限制学生创新意识的发展，相反应充分尊重学生的主体地位、主动精神，创造民主平等的地位，允许和鼓励学生敢于提出问题，敢于面对要解决的问题，这样才能有效地激发学生的创新意识。

二、作出假设

提出问题后，要主动分析问题、解决问题，这就要求大胆假设。教师应启发、鼓励学生大胆作出假设。假设可以是各方面的，也可以是单方面的；可以是正确的，也可以是错误的。只要能作出假设，就可以据此小心求证。初中生物探究性实验一般是探究唯一变量对生物的影响，如“探究甲状腺素对蝌蚪发育的影响”实验中，可以假设：a.有促进作用，b.有抑制作用，c.

无影响。任何一种假设都应得到肯定，都可以进行分析。这样从不同的方面启发学生进行假设，这些假设对与不对，都通过学生自己去解决，从而激发学生学习的积极性，使学生乐学、好学。

三、设计探究实验

要检验假设是否正确，还需要通过实验进行探究。探究实验的设计要紧紧围绕提出的问题和作出的假设来进行。如研究“光对叶绿素形成的关系”实验中，研究的是光对叶绿素形成的影响，作出的假设叶绿素的形成需要光。这就需要在设计实验时，给绿色植物提供有光和无光两种环境，观察叶绿素的形成。为了使学生在最短的时间内达到探索目标，完成实验设计，教师可向学生提供探索材料，学生收集、熟悉材料。教师可把依据教学内容精心设计的最清晰、准确、鲜明、完备、既能反映本质规律，又能最大限度地排除无关干扰的最优材料提供学生。如有关的教材（章、节、段）、文献、活的生物体、标本、模型、实验材料、各种类型的图表、数据、幻灯、电影等。在提供材料的同时要说明材料的性质、内容和特点，使学生认识、熟悉并占有这些材料，为他们进行独立的探索创造条件。例如，探索水生植物适应水生环境的结构知识时，教师向学生提供了水生及旱生植物地上茎、地下茎的切段、叶片、浮萍、水生植物叶横切面切片、烧杯、镊子等。

四、实施探究过程

这是在教师的指导下，学生独立进行探索的过程，要求教师向学生交待探索的方式、方法，提出具体程序、探索提纲及注意事项。例如，阅读、观察描述、实验、模型、图卡、模拟生理过程、对比、分析等方法。学生按教师的引导与指导设计探索方案，进行探索活动，填写探索报告、整理材料，得出初步结论。在学生探索过程中，教师只能发挥引导、指点的作用，决不可包办代替，要充分发挥学生的主观能动性。例如，探索水生植物结构特点时，学生用放大镜观察水、旱生茎的纵、横切面进行比较发现不同点。用宽嘴镊子夹住浮萍叶状体伸入水中用力夹，观察有何现象产生。用显微镜观察水生叶横切面切片看其结构有何特点，思考这些特点与水生环境有什么关系？这样的探索活动，是学生主动向大脑输入必要的、有序的、与探索目标有直接关系的直觉教材信息，经过加工整理，就能对探索目标有初步的认识。

五、通过分析实验结果，得出结论

在此过程要求教师实行全程跟踪指导，对不同的学生、不同的问题给予个性化指导。做到点到为止，切不可越俎代庖，应该留给学生充分思考和想象的空间。学生学完《叶肉的结构》之后，先让学生自己假设叶片落下时正反面朝上的机率，然后做课后小实验，最后大多验证了自己的猜想。

六、探究结果的表达和交流

这一步是在学生个人探索的基础上，同学之间开展讨论，互相补充与纠正，教师在必要时给以指导点拨，让学生充分发表自己的见解，使认识向更接近探索目标的方向发展。例如，探索水生植物结构特点时，有的学生将茎叶切段的一端插入水里，另一端用嘴吹气，发现水中有气泡产生，在交流中学生进一步领悟到“孔眼”、“孔道”可以通气贮气的道理。

学生在自学探究基础上不能自行解决的问题，即可组织学生合作探究，多则班级全体参加，少则几个人，形式灵活多样，让学生充分对话、答辩、争论，教师只需在关键处加以点拨。当“观察鼠妇的活动”实验成果拿到学校交流时，学生互相交换自己或小组的心得体会，直观生动的实验现象给学生带来了活的知识，这和以往生硬的记忆相比，的确有事半功倍的效果。

当今的学生思维活跃，想法大胆且有创新，除了可以互相交流，还完全可以与教师作平等的交流与合作，时时可以收获意想不到的学术小成果。

总之，生物学实验是以认识生命运动的本质和规律为目标的实践活动。它不是盲目的行为，而是在理性指导下的变革现实的实践活动。在每一个实验的过程中，从实验意念的产生到实验方案的设计，从实验结果的分析到实验报告的完成，每一步都有探究学习的活动，每一步都是探究学习的结果。

培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力，既重视基础知识、基本技能教学，也关注情感、态度的培养，学生在学习中自觉的探究，使学习的全过程充满无限乐趣和动力。“探究性学习”恰似一缕春风，给呆板的传统的实验教学带来了活力和生机。

参考文献

[1]《义务教育生物课程标准》[S] 中华人民共和国教育部制订北京师范大学出版社 2001.

[2]《义务教育生物标准解读》[S] 教育部基础教育司组织编写的北京师范大学出版社 2002.

[3]《生物学》 [Z] 山东：山东科学技术出版社2003.

[4]《生物学教学》 [Z] 上海：《生物学教学》杂志社出版. 2005.