初中生物學(xué)科科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化策略

　　科學(xué)探究是指根據(jù)問題的需要確立研究目標(biāo)，應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，選擇適當(dāng)儀器、藥品和材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證或探索某一原理和現(xiàn)象的過程. 是學(xué)生積極主動(dòng)獲取生物科學(xué)知識(shí)、領(lǐng)悟科學(xué)研究方法的有效手段之一，目的是把學(xué)生從照抄、照搬、照做的狀態(tài)引導(dǎo)為自主、獨(dú)立、創(chuàng)新的狀態(tài)。這需要教師在平常的教學(xué)中不斷領(lǐng)悟貫徹新的教學(xué)理念、新的教學(xué)方式，鼓勵(lì)和肯定學(xué)生的思維火花，為學(xué)生提供更多親自嘗試和實(shí)踐的機(jī)會(huì)，不斷放手讓學(xué)生在實(shí)踐中探究和發(fā)現(xiàn)新知，從而切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維及實(shí)踐能力，全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，為此我們從以下幾方面對(duì)初中生物課程中的科學(xué)探究進(jìn)行了優(yōu)化：

　　一、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)材料，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案。

　　實(shí)驗(yàn)材料是否優(yōu)質(zhì)，實(shí)驗(yàn)方案是否合理，直接影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成功與否。教師應(yīng)該創(chuàng)造性地“活用”教材，而不是“照搬”教材。例：探究“酒精或煙草浸出液對(duì)水蚤心率的影響”，由于水蚤這種實(shí)驗(yàn)材料不太好找，而且需要學(xué)生借助顯微鏡來(lái)進(jìn)行觀察，學(xué)生操作有一定的難度，實(shí)驗(yàn)誤差較大。因此我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中選用易于飼養(yǎng)，對(duì)環(huán)境要求不是很苛刻的小魚來(lái)代替水蚤，探究“不同濃度的煙草浸出液對(duì)小魚呼吸頻率的影響”，并且一條小魚可以反復(fù)用來(lái)實(shí)驗(yàn)，既方便學(xué)生操作又能使學(xué)生更形象直觀的觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(鰓蓋的活動(dòng)情況)。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)束后通過電腦的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并借助Excel工具繪制出曲線圖(在Excel中，選中平均值數(shù)據(jù)，選擇“插入”——圖表——折線圖，可以將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)化成折線圖表)。這樣可以提升學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和解讀能力，提高學(xué)生綜合運(yùn)用信息技術(shù)的能力，幫助學(xué)生得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

　　通過探究煙草浸出液對(duì)小魚呼吸頻率的影響這一實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)“酒精或煙草浸出液對(duì)生物的影響”實(shí)驗(yàn)的原理和現(xiàn)象有了一定的了解，在這個(gè)基礎(chǔ)上，再用水蚤進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，便于學(xué)生理解和操作。

　　二、明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，�?chuàng)新探究目標(biāo)

　　學(xué)生在明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康幕�礎(chǔ)上，教師可以給學(xué)生創(chuàng)造機(jī)會(huì)，讓學(xué)生扮演科學(xué)家的角色，制定自己的探究目標(biāo)，去探究科學(xué)的奧秘，去提升自己的實(shí)踐能力，并在成功中享受到創(chuàng)造的喜悅。

　　實(shí)踐出真知。知識(shí)來(lái)源于生活，更要服務(wù)于生活。如：在探究種子萌發(fā)條件實(shí)驗(yàn)中，結(jié)合農(nóng)村學(xué)校的先天優(yōu)勢(shì)，老師提出了幾個(gè)問題：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，為什么選擇春天播種?為什么要先松土再播種?為什么要雨后播種?結(jié)合這些生活實(shí)際，老師引導(dǎo)學(xué)生提出問題、作出假設(shè)，讓學(xué)生以小組為單位，發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。其中有些方案雖然顯得幼稚和不成熟，甚至有很多錯(cuò)誤，但我對(duì)他們自主探究的積極性仍然給予了高度評(píng)價(jià)，并與學(xué)生一起討論、分析、篩選了幾個(gè)可行性較強(qiáng)的方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和驗(yàn)證。

　　在完成課本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，有的學(xué)生好奇的問：為什么媽媽在生豆芽菜時(shí)，要用黑布遮光?為什么種子在無(wú)土壤的情況下也可萌發(fā)?在老師的引導(dǎo)下，學(xué)生作出了如下假設(shè)：“種子萌發(fā)與光無(wú)關(guān)”;“種子萌發(fā)不需要土壤”。在學(xué)生提出了新的設(shè)想后，老師引導(dǎo)學(xué)生就其中的一項(xiàng)假設(shè)自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，然后小組研討，取長(zhǎng)補(bǔ)短使之完善。下面是一組學(xué)生設(shè)計(jì)的一個(gè)比較好的實(shí)驗(yàn)方案。

　　探究“陽(yáng)光是不是種子萌發(fā)必需的外界條件”。學(xué)生準(zhǔn)備了兩組種子萌發(fā)實(shí)驗(yàn)的裝置，在其他條件都相同且適宜的情況下，一組裝置放在陽(yáng)光下，另一組放在暗室中，用有、無(wú)陽(yáng)光照射作對(duì)照，實(shí)驗(yàn)結(jié)果就可以說(shuō)明陽(yáng)光對(duì)種子萌發(fā)是否有影響。如果我們只在陽(yáng)光下做了種子萌發(fā)實(shí)驗(yàn)，沒有做對(duì)照實(shí)驗(yàn)，就不能更直觀、更充分地說(shuō)明陽(yáng)光是不是種子萌發(fā)必需的外界條件。

　　經(jīng)過實(shí)際操作后，學(xué)生又在教師的指導(dǎo)下對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)果進(jìn)行逐一分析，對(duì)其中發(fā)現(xiàn)的問題給予及時(shí)地糾正，從而使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加科學(xué)可靠。

　　三、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，提高創(chuàng)新能力

　　我們?cè)谶M(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，盡量采取簡(jiǎn)單易操作、形象直

　　觀便于觀察的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。例初二下冊(cè)“模擬動(dòng)脈粥樣硬化對(duì)血液流動(dòng)的影響”實(shí)驗(yàn)，參照課本提供的實(shí)驗(yàn)方案，通過課前教師實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)漏斗和代替血液的清水顏色太過相似，使實(shí)驗(yàn)中“血流情況”不明顯，失去了實(shí)驗(yàn)的直觀性，并且在實(shí)驗(yàn)中開始倒水的時(shí)間、燒杯傾斜的角度等有差異，這樣很容易產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差，使實(shí)驗(yàn)失去了它的真實(shí)性和有效性。后來(lái)經(jīng)過反復(fù)琢磨我們對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了如下改進(jìn)：用紅墨水代替清水，在兩個(gè)漏斗下端各連接一段等長(zhǎng)的膠皮管，用膠皮管夾夾住，在兩個(gè)漏斗內(nèi)裝滿等量的水，同時(shí)松開夾子，觀察和比較兩個(gè)漏斗中的水分全部流盡所用時(shí)間的長(zhǎng)短，來(lái)判斷動(dòng)脈粥樣硬化對(duì)血液流動(dòng)的影響。這樣可以有效減少人為因素造成的實(shí)驗(yàn)誤差，使實(shí)驗(yàn)更科學(xué)、準(zhǔn)確、有效。

　　四、結(jié)合地方特色，開展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

　　任何一種生物都能生活在一定的環(huán)境中，結(jié)合本地的氣候和生態(tài)特點(diǎn)，因地制宜地組織和設(shè)計(jì)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)也是值得嘗試的。這不僅是對(duì)教學(xué)內(nèi)容的實(shí)踐和檢驗(yàn)，也是學(xué)生了解生活、體驗(yàn)生活的重要環(huán)節(jié)。例如：到了春天，農(nóng)村開始種花生，用心觀察就會(huì)發(fā)現(xiàn)，農(nóng)民伯伯用塑料薄膜覆蓋播種。為什么要覆蓋薄膜?為什么有的用透明薄膜，有的用黑色不透明薄膜?兩種薄膜種植有什么區(qū)別?聯(lián)系種子萌發(fā)的環(huán)境條件，就可以開展“光對(duì)種子的萌發(fā)有無(wú)影響”的實(shí)驗(yàn)。還可以結(jié)合光合作用的有關(guān)知識(shí)，來(lái)開展“光是光合作用不可缺少的條件”的實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)、分析“為什么透明的薄膜易長(zhǎng)雜草，而黑色不透明的薄膜內(nèi)不易長(zhǎng)雜草”。

　　再如：每年的開春，農(nóng)民伯伯開始栽種樹苗，為什么會(huì)選擇這個(gè)時(shí)候移栽樹苗?除了與溫度有關(guān)外，還有什么原因?老師可引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合“蒸騰作用”的有關(guān)知識(shí)，開展“葉是蒸騰作用的主要器官嗎?”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。設(shè)置以葉為變量的對(duì)照實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了葉是蒸騰作用的主要器官，也明白了“移栽植物時(shí)，要選擇沒長(zhǎng)出葉的時(shí)期移栽”的道理。通過以上實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅鞏固了課本上的理論知識(shí)，更極大地提高了運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決實(shí)際問題的能力，真正達(dá)到了學(xué)以致用的目的。

　　五、反思實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提高創(chuàng)新興趣

　　實(shí)驗(yàn)可以有效地激發(fā)學(xué)生的興趣�？茖W(xué)探究活動(dòng)或?qū)嶒?yàn)教學(xué)中激發(fā)學(xué)生興趣很關(guān)鍵，學(xué)生在實(shí)踐過程中通過動(dòng)手動(dòng)腦，克服種種困難，最后獲得實(shí)驗(yàn)成功，此時(shí)由學(xué)習(xí)成功的喜悅而產(chǎn)生的興趣和學(xué)習(xí)的愿望轉(zhuǎn)化為一種熱愛科學(xué)的素質(zhì)和志向。

　　例如：探究光對(duì)蚯蚓分布影響的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中觀察，看到蚯蚓的前端有個(gè)像指環(huán)一樣的結(jié)構(gòu)，學(xué)生不知道這是什么結(jié)構(gòu)，有什么作用。這時(shí)向?qū)W生說(shuō)明是環(huán)帶，環(huán)帶與蚯蚓的生殖有關(guān)，又稱其為生殖帶。當(dāng)學(xué)生觸摸到蚯蚓的腹面很粗糙和體壁有黏液，就覺得奇怪，接著提問：蚯蚓的腹面粗糙對(duì)它有什么作用?蚯蚓體壁的黏液干了對(duì)它有什么影響?學(xué)生不知道原因，就會(huì)表現(xiàn)出對(duì)問題的興趣，表現(xiàn)出探究的意愿。在此基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)一個(gè)問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)施，在激發(fā)學(xué)生興趣的前提下，有效進(jìn)行科學(xué)方法的訓(xùn)練。

　　生物教學(xué)論文范例：新課改背景下初中生物課堂改革探析

　　創(chuàng)造性的對(duì)實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，有利于教師把生物學(xué)核心素養(yǎng)的提升過程變得鮮活而真實(shí)，有助于激發(fā)學(xué)生的探知欲望，加深對(duì)學(xué)科知識(shí)的理解，讓學(xué)生感受到生物學(xué)知識(shí)就存在現(xiàn)實(shí)的生活之中，體悟到學(xué)習(xí)生物學(xué)會(huì)讓自己受益終生。

　　優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，極大程度激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣，有效提升了學(xué)生的探究實(shí)踐能力，讓學(xué)生思維迸發(fā)了創(chuàng)新的活力，全面提升了學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)，更重要的是，將學(xué)科學(xué)、愛科學(xué)的理念和意識(shí)根植于學(xué)生心中，具有非常重要的意義。

　　作者：肖永剛

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