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摘要:在探究性實驗中,教師不直接告訴學生與教學目標有關的知識和認知策略,而是創設一種特定的學習環境,讓學生在問題情境中提出問題、建立假設,并通過收集證據去驗證假設,獲取科學結論。因此,探究性實驗能夠有效的培養學生學習的自主性、獨立性和創造性,通過探究不僅使學生理解、掌握了知識,而且發展了收集、處理信息的能力和獲取新知識的能力,以及交流與能力,特別是培養了學生的創新能力和實踐能力。
關鍵詞:高中生物,實驗教學,高等教學論文
在實際教學中,應該把驗證性實驗和探究性實驗結合起來。驗證性實驗在積累間接經驗、傳遞系統的學科知識方面是其他方法無法比擬的;而探究性實驗在積累直接經驗、培養學生創新精神和實踐能力方面則有其獨特之處。只有將兩種實驗方式結合起來,才能做到優勢互補,從而促進學生健康的全面的發展。
高中生物實驗是對所學理論的實踐過程,不僅能夠鍛煉學生動手能力,更重要的是可激發學生的創造性思維。在實際教學過程中要善于采用部分探究型與完全探究型相結合、已知探究型與未知探究型相結合和探究性實驗和驗證性實驗相結合的方式進行多樣化教學,不拘泥于傳統教學模式,提高教學效果。
高中生物實驗教學重點應在于改變學生的學習方式,培養學生的創新精神和實踐能力。而探究性學習是培養學生的創新精神和實踐能力的重要途徑,所以在引導學生進行實驗時,應該注意引導學生進行探究性學習,并注意形式的多樣性,采用部分探究型與完全探究型相結合、已知探究型與未知探究型相結合和探究性實驗和驗證性實驗相結合的方式,從而避免單調刻板的實驗教學模式。
1部分探究型與完全探究型相結合
部分探究型與完全探究型相結合是針對探究過程中的各個環節是否完整而言的。完全探究型的過程和基本要求如下[1]:
提出問題:嘗試從日常生活、生產實踐或學習中發現與生物學相關的問題。嘗試書面或口頭表述這些問題。描述已知科學知識與所發現問題的沖突所在。
作出假設:應用已有知識,對問題的答案提出可能的設想,估計假設的可檢驗性。
制定計劃:擬定探究計劃,列出所需要的材料和用具,選出控制變量,設計對照實驗。
實施計劃:進行觀察,調查和實驗,收集數據,評價數據的可靠性。
得出結論:描述現象,處理數據,得出結論。
表達交流:撰寫研究報告,交流探究過程和結論。
完全探究型的優越性在于能使學生經歷科學探究的一般過程,并從中受到科學方法的訓練,科學態度的養成,能在更加開放的環境中培養學生的創新精神和實踐能力,但耗時過多;在現有的教學條件下,每學期只能安排一兩次,做到少而精。例如,“設計實驗:觀察生長素或生長素類似物對植物生長發育的影響”等研究性課題可采用完全探究型。
事實上,課堂教學的限時性和不連續性更適合部分探究型,因為部分探究型并不刻意追求探究過程的完整性,而是將探究聚焦于某個環節,或訓練學生如何提出問題,或如何作出假設,或如何制定計劃,或如何處理和分析數據,得出相應的結論。因此,部分探究型需要的時間較少,訓練集中,是課堂探究式教學的最佳方式。我們要充分利用課堂教學這塊主陣地,促進學生進行部分探究型學習,以逐步改變他們的學習方式,使之初步學會科學探究的一般方法,培養其提出問題、做出假設、制定計劃、實施計劃、得出結論、表達和交流的科學探究能力。
2已知探究型與未知探究型相結合
未知探究型是指讓學生探究人類尚未知曉的東西,如選修本中“研究性課題:設計一個農業生態系統”,該研究性課題的探究結果事先無人知曉,有其一定的學術價值和社會效益,如能搞好,將極大的激發學生的創新熱情,鍛煉其實踐能力。但這類課題往往具有一定的難度,需要較多的知識儲備和較強的能力要求,不可強求學生去做這類課題,否則將會挫傷他們的自信心和創造熱情。但是,我們可以讓那些知識面廣、能力較強的生物興趣小組的學生選擇未知探究型課題較為適宜。
事實上,“發現不限于尋求人類尚未知曉的事物,確切地說,它包括用自己的頭腦親自獲得知識的一切方法”[2]。讓學生探究那些已知的生物學概念和原理,同樣可以發展他們的科學探究能力。例如,測交時孟德爾(G.J.Mendel)設計的一種鑒定雜種內等位基因遺傳行為的實驗方法,其匠心獨運之處蘊含著科學家的那種縝密的邏輯思維和豐富的創造思維。為使學生色深刻地了解測交試驗的設計原理,體驗實驗設計的巧妙性,教學時不妨引導學生參與再 “創造”和再“發現”。可以讓學生運用已知的雜交實驗原理,從親本DD、dd及F1Dd中選擇雜交方式,來檢驗F1Dd產生配子時等位基因分離的真實性。學生自行設計的方案有:①Dd×DD,②Dd×dd,③Dd×Dd。然后讓他們相互討論,各抒己見,確定最佳方案為②Dd×dd,即測交。教學實踐表明,對某個問題展開討論,不僅可以活躍課堂氣氛,而且還能促使學生思維的獨創性和批判性得以鍛煉和發展。
3探究性實驗和驗證性實驗相結合
接受學習和探究學習是學生學習的兩種重要方式,各有其存在的合理性。生物學實驗可以分為驗證性實驗和探究性實驗兩大類,前者是通過實驗驗證已學過的知識和原理,如觀察植物細胞的有絲分裂,觀察細胞質的流動等;后者則通過實驗獲取未知的結論,如比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率,探索影響淀粉酶活性的條件等。由于驗證性實驗是在學生掌握有關知識后進行的,學生未做先知。因此,這類實驗難以激起學生的探究欲望;而探究性實驗,在實驗前學生對實驗結果無真正了解,他們迫切想知道實驗結果。因此,這一類型的實驗能夠激發學生按照課題探究的要求,自主確定實驗方案并加以實施。