浅谈初中生物探究性实验教学
2008-8-28 点击：469
夏传权
初中生物探究性实验教学是初中生物教学的重要组成部分，此项教学工作抓得如何，是义务教育课程标准生物教学成败的关键。因此，如何抓好初中生物探究性实验教学，值得我们生物教师去研究和探索。
一、怎样理解生物探究性实验教学？
生物探究性实验教学是在生物实验教学过程中，创设一种关于某一实验的类似科学研究的课堂教学情景，引导学生收集相关的实验资料，然后使学生通过自己动手实验，获取特定的实验结果，并在实验结果的验证中提高实验能力的学习形式。它不仅仅是让学生学习实验的方法和过程，更主要的是通过这个过程，培养学生探索、思考的习惯和能力，最终使学生的科学素养得到一定的提高，为学生的终生学习奠定良好的基础。它与传统的实验教学有明显的不同。传统的实验教学是教师教学生“动手”做实验，以此作为培养学生实验能力的主要教学形式，教师的教学目标往往只限于教学生学会教材中给定的一种方法，或者验证一个已知的事实，教师十分重视“动手”的规范训练，强调教学生“学会使用一”，“学会制作—”等。强调学生了解实验的直接结果，强调学生要记住“应该怎样做”，而不强调“为什么这样做，而不那样做”，更不强调“更好的做法是什么”，“我们还可以怎样做”。实验完成，学生也只是把前人做过的实验依葫芦画样地重复一遍。因此，现代生物学倡导的探究性实验教学，更能符合素质教育的要求，满足学生能力的培养和终生发展的需要。
二、如何在教学中抓好初中生物探究性实验教学？
结合自己多年的生物教学实践，我认为可以从以下几个方面入手：
（一）转变教师教学观念
长期以来，由于受应试教育的影响，形成了传统的教学观和学生观，即教师重视“教会学生”，把学生当作盛知识的容器，忽视了学生“学会学习”。实践证明，这种教学方式已不再适应现代人才的培养。而生物探究性实验教学是学生积极主动地获取生物科学知识，领悟科学研究方法而进行的各种活动。目的是促进学生学习方式的转变，因此要深刻地认识到学生的能动性，充分发挥学生的主体性，激发他们的学习兴趣。教师形成在“研究中学习”的教育观。为他们展示自己的聪明才智创造机会。这就要求我们生物教师不仅要给学生传道、授业、解惑，而且要在探究性实验教学中，参与、组织、指导学生的探究活动。教师从知识的传道者变成学生学习的指导者、组织者、合作者。所以，教师唯有尽快转变自己的角色，才能适应新课程的要求，才能适应新时代教学的需求。
（二）有效地组织实验探究活动
这是探究性实验教学的重点，必须做好下面四个方面的工作：
1、熟悉教材，做好准备，统筹安排本学期探究性实验。初中阶段生物教材共安排有学生验证性实验13个，探究性实验31个，课外调查实践活动30个，观察活动28个，对于如此多的实验内容，教师必须在每个学期开始要统览教材，看看本学期需要做哪些探究活动。需要哪些实验材料，按时间和教学进度，这些材料什么时候、什么季节准备起来比较方便，然后把它制成表格，做到中有数，按照计划就不会使某些探究活动错过最佳时间，从而确保实验活动的正常开展。
2、按照《课标》要求，认真区分每个探究活动要求达到的目标和重点，让学生在每一项探究活动中都有所收获，比如《探究光对鼠妇生活的影响》，只要求学生体验科学探究的一般过程，探究的问题的性质并不复杂，结论也容易得出。有的探究活动需要通过实验收集证据，
重点是如何控制变量和设计对照实验上，比如《探究馒头在口腔中的变化》；有的探究活动重在数据的收集、整理和解读上，比如《摸拟保护色的形成过程》；有的探究活动重在取样，检测上等等。当然，科学探究的基本步骤是所有活动的共同要求。
3、组织好探究活动，要特别重视探究的过程，而不是结论，因为初中学生的探究内容，结论在科学上是早有定论的。让学生进行探究的真正目的，不仅在于掌握生物学知识本身，更重要的是让学生学会科学探究的一般方法，让他们亲身体会，如何假设问题，考虑从哪些途径去解决，以此养成探究的态度、方法和思维的品质。因此其过程富含教育意义。所以，教学中要花大力气组织好探究活动的教学过程。使每一个学生有明确的探究目标，科学的活动程序，在老师的指导下，做好分工合作，观察，记录检测，描述都要实事求是，讨论时要尊重其他同学提出的不同意见，鼓励学生的新发现、新见解。另外，对学生的探究活动要及时地进行评价，学生自评、学生互评、教师评定都可以。特别是教师要积极地对不同的小组，突出的个人进行评价，发现并表扬他们所起的示范作用。这样，给整个探究活动形成良好的氖围，有利于提高学生的学习积极性。
4、重视探究活动的报告和交流。教师应引导并培养学生通过文字描述，数字表格、绘图等方式完成探究实验报告，并组织各种形式的活动让学生交流探究的过程和结果。可从一般的课堂讨论交流到出班刊或制成作品参展等。这样，有利于巩固学生获得的探究活动知识。（三）重视学生创新意识的培养
历史和实践证明，科学上的突破，技术上的创新，无不是从发现问题，提出问题开始的，初中生物探究性实验活动要重视学生创新意识的培养。比如在探究《绿叶在光下制造有机物》时，课本上使用的是天竺葵，那么我们在课前可让同学们准备多种植物来进行对照实验。实验时，给同学们提出一些问题：如什么叶子观察的效果最好？为什么？用酒精隔水加热与直接用水加热，哪一种叶子脱色快？为什么？这些问题让同学们去思考或查阅资料，老师再作解释。在生物探究活动中，有较多探究活动课文是用文字进行描述的。如果让同学们自行设计实验来验证，同样也有利于学生创新意识的培养。如：叶片的气孔一般是上表面少，下表面较多，能不能用实验来证明呢？是否所有的叶片都是一样？能否让同学列出实验的材料、步骤，并让学生自行思考，设计整个实验，让学生最后去尝试失败的挫折或成功的喜悦，从而培养学生实事求是的科学态度和创新的意识。
总之，初中生物探究性实验教学，不仅是当前，也是今后我们生物教师的重要课题，这需要我们不断地探讨研究，共同努力，为生物探究性实验教学作出应有贡献。
浅谈初中生物探究性实验教学
作者：阳姣香文章来源：转载点击数：1137 更新时间：2008-9-28
科学课程的中心环节是探究，探究发端于问题.能否有效地引导学生发现问题、提出问题，在一定程度上关系到科学课程改革的成败.审视传统的教学，我们的观念总是强调确定性，排斥可能性。在这种教育的熏陶下，培养的学生往往长于求同，而弱于求异，正像李政道博士说过的一句很深刻的话:中国古代讲究做“学问”，而现在的学生，却在做“学答”，其结果往往是墨守成规，缺乏创新。要真正塑造创造型人才，教师在教学中必须鼓励学生勤于观
察，敢于质疑，勇于提问.培养学生的“提问”能力是培养创新型人才的起点，所以中学生物应当加强探究性教学，将学生的“提问”能力的培养放在首位。
1探究性生物实验教学模式的提出
综观如今生物实验教学，其实验的目的大多数在一个设计完整的实验框架范围内重复前人验证的结果，实验的结果都或多或少在设计者的预料之中，学生的思维和科学素养表现的机会很少。虽然在验证性实验中学生也可以获得知识，但掌握的知识难以巩固，无法透过知识的探究过程学会学习，主动学习很难体现;另一方面验证性实验对新知识本身蕴涵的潜在意义，以及新知识的组织与呈现方式挖掘不够，对学生的情感调动不够充分，大大削弱了实验教学在培养学生科学素养上的重要作用。而探究性实验以实验为载体，探究科学结论和发展的过程，是在教师的指导下，学生运用已有的知识和技能，通过实验亲自发现问题、探究问题和解决问题的过程。这一过程与科学认识过程一致。符合中学生的探究心理，因此，它能激发学生的认知兴趣和学习动机，可以使教学不仅仅局限于科学知识本身，还可以揭示出其中的科学思想和科学方法。探究实验的特点要求教师要改变以往的教学策略，构建新型的教学模式.打破“明确目的一实验操作一验证结论”的模式，采用“问题—假设—实验探究—得出结论”的新模式，以强调学生探究新知的经历和获得新知的体验，实现结果和过程的并重，更好地培养学生的科学素养。
2探究性生物实验教学模式的实施
1) 创设问题情境。教师要在课堂上给学生提供一些理论联系实际的生动材料，创设课堂教学的活动情景，让学生体验生活、感受困惑、从而提出问题.例如:在学习“骨的成分”一节课时，我先让学生利用任何办法把一根猪的肋骨或鱼的肋骨折断，让学生感知到骨既坚硬又有弹性，从而产生疑惑—骨为什么既有硬度又有弹性呢?学生马上联想到这可能与骨的成分有关，从而自主地提出了需要探究的问题。
2) 组织实验探究。组织实验探究是探究教学的中心环节，学生在教师的启发引导下，运用已有的知识，通过独立的探究和相互交流，获得新的知识和技能，并学会探究知识的方法。这一环节包括以下几步:
①提出假设。让学生利用自己已有的知识对问题的最终答案提出可能的设想，即提出假设，预测可能的结果;
②制定实验方案。让学生利用提供的器材仪器，设计一个具有可操作性的实验方案。
③检验假设。让学生依据自己的实验设计，进行观察、实验以获得事实和证据，具体包括实验的操作、实验的记录、资料数据的处理、结果的分析等步骤。
以上几个环节虽然各有不同的结构和功能，但他们是紧密相连，环环相扣的.在这里学生就是一个小小的科学家，教师要以组织者、引导者的身份，充分发挥学生学习的主动性，让学生自己动手、动口、动脑去分析和解决问题。例如:在学生提出问题“骨的成分有哪些?”时，我就适时给学生提供了一些背景资料:在8年级上学期曾做过种子成分的鉴定实验，知道物质按其燃烧性质可分为无机物和有机物两大类，这样稍加点拨，学生就作出了“骨含有有机物和无机物”的假设。接下来我做了一个简单的演示实验:将少许的碳酸钙粉末，放入盛有稀盐酸的小试管中，钙盐溶解于盐酸溶液，同时产生气泡。
3)引导归纳分析。在学生获得基本的知识、技能和方法的基础上，教师要及时引导学生进行交流、讨论，共享实验的成果.例如:在学生分组对骨的成分进行探究之后，我及时组织同组内的成员进行讨论，组与组之间进行交流，从而归纳出“骨由有机物和无机物两种成分组成”的结论。在这一过程中，小组内每一位成员都有大量的机会发表自己的观点和看法，倾听他人的意见.他们互帮互学，大大提高了课堂教学的参与度，增进了学习效果，有效地培养了自己合作解决问题的能力。
4)指导迁移应用。学生在探究和交流的过程中，通过积极的思维活动，对所学知识获得了初步的了解，在头脑中大体建立起知识网络。在此基础上，教师要帮助学生促进知识的迁移，使知识内化为能力。如:在以上总结的基础上，我进一步提出问题引导学生思考讨论:①将骨煅烧后剩下的灰白色物质放入质量分数15%的盐酸中，你会观察到什么现象?并解释原因;②若将脱钙后的骨锻烧，请你预测将会出现的现象?你的依据是什么?这些从学生的探究实验中引申出来的问题，使学生的思维再次活跃起来，从而把课堂探究活动推向高潮。在这里优秀的学生可以充分展示自己的思维和创造才能，其他学生也从中受到启发，真正体现了素质教育的全体性和全面性的特点。
3 探究性生物实验教学的实施体会
1) 影响探究性实验的主要因素。探究性生物实验开展的阻力是探究课题的难度与探究时的过于开放使探究过程难以控制，学生存在不少失误，耗时也多，因此选择探究课题要从学生的实际出发，不必追求高难的课题。我们认为，探究的目的是使学生从实验中获得科学的方法，求得认识上的提高、所以应充分考虑学生的情况，选择难度合适的课题。
2) 对教师的要求。在实验探究中，教师的作用是为确立教学目标服务，创设问题情境，引发学生对探究活动的兴趣.对学生的自主活动给予必要的支持和帮助，以合作者和伙伴的身份参与学生的探究、交流、讨论等活动。
3) 转变教学观念。教师要善于走下讲台到学生中去，重新调整自己的角色和与学生的关系，尊重学生的想法，与学生平等合作，营造宽松、自由的活动氛围，引导他们对生物问题产生兴趣，并围绕这些问题去观察、思考，这是取得良好学习效果的重要保证。
4)加强指导。初中学生的探究不同于科学家的探究，学生的探究是在教师的指导下进行.这里必然存在着学生探究与教师指导的关系问题.教师既不能包办代替
学生的探寒，又不能完全放任，听其自然.教师应精心设计教学程序，指导学生沿着教学程序一步一步去发现问题，最终解决问题.获得能力。
学生探究能力的培养非短时间就能奏效，它贯穿于生物实验教学的全过程，需要我们从教学思想、教学理念上不断探索、实践、创新，才能取得成效。
作者单位:岳阳市九中
初中生物探究实验的设计与探讨
李华王元杨（重庆市黔江实验中学 409000）
电话：152******** Email:luhan1963@https://www.doczj.com/doc/5112344056.html,
摘要本文结合实例对初中生物探究实验设计的基本原则、制定方案的一般步骤和提问、假设、结果与结论之间的关系等进行了初步的探讨。
关键词探究实验原则变量结果结论
在倡导探究性学习的新课程理念之下，如何在教学中实施探究性教学，是教学面临的新课题。在初中生物新课程教学实施中，实验探究是进行科学探究活动的重要途径。其目的是培养学生的基本技能和提高学生的科学素养。生物探究实验能增加学生动手机会，让学生参与设计、亲自动手，使学生在动手的过程中更加深刻地理解和巩固所学知识，通过探究活动来理解抽象的知识，使学习变得生动有趣。学生在提出问题和解决问题的过程中学习科学研究方法、获取丰富的体验和科学文化知识。本文针对初中生物新课程的特点对探究实验的设计原则、方法步骤等方面进行适当的探讨。
一、实验设计的基本原则
（一）对照原则
对照原则是实验设计和实施的基本准则之一。通过设置对照，既可排除无关变量对实验结果的影响，又可增加实验结果的可信度和说服力。
实验设计一般都有实验组和对照组。实验组是接受变量处理的对象组；对照组亦称控制组，是不接受实验变量处理的对象组。从理论上说，由于实验组与对照组的无关变量的影响是相等的，故可认为实验组与对照组之间的差异只是由实验变量不同所造成的。按对照的内容和形式的不同，初中生物探究实验中的对照通常分为以下类型：
1、空白对照指不做任何实验处理的对象组。例如，在“馒头在口腔中的变化”的实验设计“……向甲试管溶液加入唾液，而乙试管溶液不加唾液，而是加入等量的蒸馏水，充分搅拌，10分钟后各滴加2滴碘液，摇匀，观察并比较它们的颜色变化……”中，甲为实验组，乙为对照组，且乙为典型的空白对照。空白对照能够明显对比和衬托出实验组的变化，同时也使实验结果更具有说服力。
2、条件对照指虽给实验对象施以某种特殊处理，但这种处理是作为对照意义的，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。例如，“动物甲状腺激素饲喂小动物”实
验，采用等组实验法，其实验设计方案是：甲组饲喂甲状腺激素；乙组饲喂甲状腺抑制剂；丙组不饲喂药剂。显然，乙组为条件对照。该实验既设置了条件对照，又设置了空白对照，通过比较、对照，更能说明实验变量甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育。
3、相互对照是指几个实验组之间形成相互对照而不需另设对照组的一种对照。如在“探究种子萌发的环境条件”的实验中，四个实验组所采用的都是相互对照，1号瓶与2号瓶是水分的对照，2号瓶与3号瓶是温度的对照，3号瓶与4号瓶是空气的对照，这样设计不但可以简化实验操作步骤，同时两两之间形成相互对照，使实验结果更具有说服力。
（二）单一变量原则
在设计实验时，为了使两组之间形成相互对照，一般是通过控制变量来实现的。即除了变量以外，其它条件保持完全相同。为了避免条件不同造成影响，通常在一组对照实验中只设置一个变量，故称单一变量。如果一组对照中同时出现两个及以上的变量，则无法确定实验结果是哪个变量所引起的。如在设计“光对鼠妇生活的影响”的对照实验中，变量只能是光照。在设计“二氧化碳是光合作用必须的原料吗”的对照实验中，变量就是二氧化碳。（三）重复原则
所谓重复原则，就是在相同实验条件下多次重复实验，最后取其平均值。以平均值作为最终结果才不会因偶然因素导致实验结果出现较大偏差，也只有这样，实验才具有较高的可信度。如在测量“植物对空气湿度的影响”时，在同一地点需要测量三次，取其平均值作为实验的测定结果。又如在“测定种子的发芽率”实验中，每组必须重复测2-3次，取几次的平均值作为最后的测定结果。
2 如何确定变量
实验变量是实验中可以改变的实验条件，该条件的改变，将引起实验结果的变化。控制变量是制定方案的关键，同时也是实验设计的难点。在制定方案前必须要确定好变量，所以能否快速准确找到变量就显得至关重要。
如何才能快速准确找到变量？笔者在教学过程中总结出一个规律。变量一般是“名词”，通常隐含在题目中，题目要验证什么、要证明什么或要探究什么，往往“探究”和“证明”等动词后面第一个名词就是变量。如：在探究“光对鼠妇生活的影响”的实验中，实验变量就是光；在验证“果皮对果实内部有保护作用”的实验中，变量就是果皮（完整或损伤）；在证明“腐生细菌对植物遗体是否有分解作用”的实验中，变量就是细菌。
3 巧用模糊语言
实验设计不可能将每个操作步骤都详细的叙述出来，有些步骤往往可以用一些简洁的
语言来进行概述。如：“同时”、“同样”、“适宜”、“适量”、“等量”、“恒温”“条件相同”等。这类词语虽然没有明确具体的量，但不会影响实验过程和结果，相反会使实验步骤更加精简。如探究“光对种子萌发的影响”的设计“……将甲瓶遮光，乙瓶不遮光，将两玻璃瓶同时放在相同且适宜的条件下恒温培养一段时间，观察并记录”。其中就用了“同时”、“相同”、“适宜”等模糊性的词语。学会使用模糊语言，实验设计会变得更加完美。
4 探究实验中的几种常见关系
4.1 提问与假设的关系
问题的提出可从题目中的“目的”句入手，初中生物实验设计题中的“目的”句为一般是“为探究…对……”或“为证明…对……”，很容易确定。只要找到了“目的”句，问题的提出就很好解决。如题目：“小明等几个同学为探究‘光对鼠妇生活的影响’设计了以下步骤……”。在制定实验方案时直接将题目中的“目的”句——为探究“光对鼠妇生活的影响”找到，再根据提问的句式为一般疑问句，有疑问词和问号等特征，将“目的”句进行适当的修改，即可得到：提出问题——“光对鼠妇生活有影响吗？”或“光会影响鼠妇的生活吗？”。如题目——“为探究‘果皮对果实内部是否有保护作用’，某同学设计了以下实验……”。同样的方法得到：提出问题——“果皮对果实内部有保护作用吗？”。
假设是在事先不知道的情况下进行的一种科学推测，至于假设成不成立则需要通过具体的实验来验证，所以假设既可以是肯定也可以是否定。与提问相比假设是陈述句。一般情况下将提问中的疑问词和问号去掉就可以变成假设。如：“光对鼠妇生活有影响吗？”变成假设——光对鼠妇生活有（或没有）影响。将提问——“果皮对果实内部有保护作用吗？”改成假设——“果皮对果实内部有（或没有）保护作用”即可。
4.2 预测结果与真实结果的关系
预测结果是根据实验条件推测得来，是一种假设的情况，因而预测结果有多种可能。真实结果则是按实验步骤操作得出的结果，具有唯一性，如探究“光对种子萌发的影响”的预测结果有三个，而真实结果可能是预测结果中的一个。
如题目“种子的萌发需要一定的外界条件，下面是某兴趣小组为探究“光对种子萌发的影响”设计了如下的实验。实验材料：若干饱满且非修面的活种子以及必须的实验用具。实验步骤：取两只大小相同的玻璃瓶，标为甲、乙；在两瓶中放如等量的水和等量的种子；将甲瓶遮光，乙瓶不遮光，将两玻璃瓶同时放在相同且适宜的条件下培养一段时间，观察并记录。请补充完整预测的实验结果”。
［预测结果一］甲瓶中的种子萌发，乙瓶中的种子未萌发。
［预测结果二］甲瓶中的种子未萌发，乙瓶中的种子萌发。
［预测结果三］甲乙两瓶中的种子均萌发。
4.3 结果与结论的关系
实验结果是通过具体的实验操作得出的实验现象，而实验结论则需要结合实验假设、条件和实验结果进行总结并提升为一种理论。如“光对种子萌发的影响”的实验结果是两个瓶中的种子都萌发，结论则是光对种子萌发没有影响或影响不大。如“光对鼠妇生活的影响”的实验结果是纸盒中遮光部分鼠妇的数量较多，不遮光部分鼠妇的数量较少或没有。结论则是光会影响鼠妇的生活或是鼠妇喜欢生活在阴暗的地方。又如在探究“青霉素是否影响某些细菌的生长和繁殖”实验中，实验结果是添加有青霉素的培养液中没有这种细菌的生长。实验结论则是青霉素能抑制这种细菌的生长和繁殖。
5 制定方案的一般步骤
方案设计既是考查探究实验的重要方式，也是学生的难点所在。从教学情况来看，大部分学生达成效果较差，有的学生甚至根本无法动笔。针对这种现象，笔者对初中生物探究实验方案设计的一般步骤总结如下：
5.1分组编号将实验材料（瓶、盒、培养皿等）分成几组（简单的分为两组）并编号。
然后分别向其中放入等量的实验对象，如鼠妇、种子等实验材料。
5.2控制变量变量确定好之后（确定方法见上），对一个或几个实验组进行变量的处理
（相对复杂，根据具体情况灵活处理），对照组不做任何处理或加入等量的清水等方式补平衡。
5.3培养或处理将处理过的两组实验同时放入相同且适宜的条件下恒温培养(或处理)。
5.4观察与记录一段时间后取出实验组和对照组，观察并作好记录。