初中学生科学实验设计能力培养的“三步曲”

实验原理和器材进行探究实验 。 重点是让 学 生把解 决问题的方式 ， 思考 答案 的线索 和过 程完整地呈现 出来 。 这些设计难免存 在不完 善之处 ， 教师 的另一个重任 是引导他们逐 步 完善解决 问题 的方法 。
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图 ２
例 如： 七年级上册有一个探究 活动 ：是什么将蝴蝶吸引到 “
实 验结论 ： 浸有蒸 馏水 的圆纸块周 围没 有清 晰区 ， 浸有不
这 时 ， 师可 以引导学 生进行 以下 的思考 ： 明确研 究的 教 ①
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１ １ ９ ・
新 校 园理 论
Ｘｎｉ ＹａＬ［ｎ ｉ ａ ｕｎｉｉ Ｘｏ ｔ
同浓度 青霉素 的圆纸 片有清晰区 ， 清晰 区没有 细菌生长 ， 这是 因为 圆纸块上的青霉素以环形 扩散 到外 面的琼脂 ， 杀死或抑制 细菌生 长 ， 晰区的周 围长满 了细菌 ， 清 清晰 区面积 与青霉素浓 度成正 比。 清晰区面积越大 ， 显示青 霉素越 能有效地对抗细菌。 借助这 个材料 ， 我们可 以让学生 思考一 系列 问题 ： ①为什 么培养皿 中要放含营养物 质的琼脂 ？为什 么要涂抹均匀？②为 什么把一些小圆纸片浸在不 同浓度 的青霉素 中？为什么另外 ２
的圆纸 周 围的清晰区无 细菌 ， 清晰 区面积与青霉素浓度成正
比。
是否成立 。
这样是实验设计显然是错误 ： 因为这个 设计 中忽略了对其 它条 件 的有效控 制（ 如气 味 ）因为 自然界 中 ， 种颜色不 同的 ； 两 鲜花往往气 味不 同， 大小也可能不 同。
（） ３ 出现 以上实验结果 的原 因是 ： 青霉素能杀死 细菌 ， 浓度 越高效果越好 。
１ 学 生 亲历 相 对 独 立 的 设 计过 程 ． 让
中生长时 ， 细菌 的生长会受抑制 。 其后 ， 发现这种 现象 是由一 他 种 真菌产生的化合物——青霉素所造成的。 至 ２ 直 ０世纪 ４ ０年 代， 科学家才能成功地把青霉素分离 和提纯。这种抗生 素能有
效 地对抗 多种细菌 ， 因此 ， 至现在仍被广 泛应用 于治疗细 菌 直
花上来 的？” 假 设 一 ： 能是 花 的颜 色 可
假设二 ： 可能是 花的气 味
假 设 三 ： 能 是 花 的形 状 可
图 １
学生对假设一的研究方案 ， 往往是 选择 两种不同颜色的鲜 花来做实验 。 观察蝴蝶落在哪种 花上 ， 以此作为证 据 ， 检验假设
一
（ ） １ 示 了实 验 结 果 ， 细 观 察 ， 有 不 同 浓 度 青 霉 素 ２图 显 仔 浸
例如 ： 九年级下册有 一个“ 在 青霉素作 用” 的实验 ， 我们 可 以将它作为欣赏 的材料 ， 并通过 它使 学生 了解实验设计 的基本
方法。
青霉素是 由一位名叫弗来 明的英 国微生物学家发现的 。 他 在 １２ ９ ８年发现 ，当青霉菌属 的真菌 与细菌同时在 同一培养 皿
练” 的方 式 ， 让学生根据教师 的指导 ， 独立地分步完成 实验 ， 加 深他们对各个实验环节 的理解 。 第二步 曲 ： 让学生亲历与掌握 实验设计 的一般程序
性疾病 。
活动 ：
让学生 自己亲身经历 比较独立 的设计 ， 就是要求教师只对 探究 实验的某些环节作简单 的点拨 ， 学生 根
据 探 究 实 验 所 要 研 究 的 问 题 ， 择 出恰 当 的 选
（） １把几滴土壤细菌培养液加在培养 皿中含营养物质 的琼 脂上 ， 涂抹均匀 ， 把一些小圆纸片浸在不 同浓度 的青霉 素中 ， 另 外 ２片浸在蒸 馏水 中作 为对照 ， 然后放 在琼 脂表 面 ， 图 １ 如 所 示 。把培养皿放 在 ３ ％～ ２ ０ ３ ℃的恒温箱 内 ２ 时。 ４小
种宝贵 的资源 ，我们完全可 以将这些 资源进行二度开发 ， 攫
取 出适合初一学生水平 的材料 ， 在教师引导下让学 生去认 识蕴 含在这些 实验设计 中的一般 的 、 本的方法 ， 基 并思 考它们 为什
么 这 样 设 计 ， 而 得 到启 发 。 从
毕竟实验设 计是一个繁琐 的过程 ， 材料 的确定 、 材的选 器
２１ ０ ２年７月
总第２１ ５期
教学实践
初中学生科学实验设计能力培养的“ 三步曲”
吴月萍 朱利军
杭州 ３ １ｏ ） １４ ｏ （ 阳市 新 登 镇 中学 ， 江 富 浙
科学探究是新课 程学习的主要 方法 ， 进行 科学探究 的方式
是 多种 多样 的 。但 是 从 整个 探 究 的 过 程 来 看 ， 验 设 计 是 实 验 实
过程 的依据 ， 是实 验数据处理 的前提 ， 也是提 高探 究质 量的一 个重要保证 。 以， 所 培养 学生的实验设计 能力显得 十分的必要 。 笔者通 过实践探 究 ， 提出对学 生“ 实验 设计能力培 养” 三步 的“
操作 ” 略。 策 第 一 步 曲 ： 学 生 积 淀 实 验 设 计 的 基 本 规 律 和 方 法 给 １ 过 欣 赏的 方 法让 学生 了解 实验 设 计 的 基 本 方 法 ． 通 在 初 中科 学 ７ ９年 级 教 材 中 有 许 多 典 型 的 对 比实 验 ， 是 － 这
一
片浸在蒸馏水中？ ③为什么把培养皿放在 ３ ％～２ ０ ３℃的恒温箱
内２ ４小 时？④浸有蒸馏水的圆纸块和浸有不 同浓度青霉素 的
圆 纸 片 对 比能说 明什 么 问题 ？ 有 不 同浓 度青 霉 素 的 圆纸 片 之 浸 间 对 比能说 明什 么 问题 ？ ２让 学 生在 教 师 支撑 下进 行 实验 设 计 演 练 ．
用、 变量 的控制和对照组的建立 、 测定方法 的确定 、 数据收集表 格 的建 立等 。即使学生 了解 了基本 的方法 ， 也很难能够独立地 设计一个完 整的实验 ， 此时我们还 是要 采取教师帮 、 、 扶 牵手的
方 法 ， 助 学 生 理 出 一 条 思 路 ， 整 体 提 示 的基 础 上 采 用 “ 帮 在 演