如何围绕重要概念开展探究实验教学

如何围绕重要概念开展探究实验教学

《课标》中要求在科学探究实验活动中应帮助学生形成以下重要概念：
l 科学探究是人们获取科学知识，认识世界的重要途径。
l 提出问题是科学探究的前提，解决科学问题常常需要作出假设。
l 科学探究需要观察和实验等多种途径来获取事实和证据。设置对照实验，控制单一变量，增加重复次数是提高实验结果可靠性的重要途径。
l 科学探究既需要观察和实验，又需要对证据、数据等进行分析和判断。
l 科学探究需要利用多种方式呈现证据、数据，如采用文字，图表等方式来表述结果，需要与他人交流和合作。
那么如何将重要概念与探究实验在教学中有机的结合起来，这是长期以来生物教学中困惑的问题，笔者总结多年的教学实践，认为着重应抓好以下几方面：
一． 精选情景材料，激发学生探究欲望，提出有价值的探究问题并作出自己的假设。
爱伊斯坦曾经说过：提出一个有价值的问题比解决一个问题更重要。在探究实验教学中，激发学生探究欲望是实验有效开展的前提。往往一部分教师不注重问题的引导，开门见山进入实验，导致学生被动地进行实验，为完成任务而实验，最终效果欠佳。俗话说，磨刀不误砍柴工。探究前如果能精选情景材料，因势利导，学生自然兴趣高涨，效果会事半功倍。如在探究《光对鼠妇生活的影响》教学中，课前先让学生用课余时间捕捉鼠妇并详细观察鼠妇的生活习性，这样既为实验准备了充足的材料，又使学生有了亲身体验，为探究的开展及问题的提出奠定了基础。课堂的开始我首先让学生交流自己捕捉鼠妇的经历，学生的兴致立即被激发，在充分肯定学生的发言后，我立即引导学生思考：在捕捉鼠妇时发现了什么共同现象？学生自然而然将问题的焦点集中在光的影响上。从而提出共同探究的问题并有了自己的假设。又如在探究《鸟适于飞行的形态结构》实验中，我以古人尝试飞行的笑话故事导入，学生兴趣高涨，然后话锋一转，设疑：为什么如此高等的人类却不如一只小小的鸟儿飞行技能？学生积极讨论后，提出这与鸟类的形态结构有密切关系，从而直指探究的问题。总之，不同的探究实验问题情景的导入方法多样，只要我们善于挖掘，精益求精，对于实验的进一步开展会作用巨大。
二． 集思广益，拟定探究计划，分析讨论，扫除实验疑惑和障碍，不断完善实验步骤。
提出了问题并作出了假设是探究实验的前提条件，接下来拟定探究计划，设计实验方案才是实验成败的关键。这对于初中学生来说是难点所在。因此教学中要善于引导，发挥学生集体的力量，分组合作讨论，并充分利用教材中的参考资源，循序渐进，不断完善探究方案。如在《绿叶在光下制造有机物》实验中，初一学生对化学知识比较欠缺，个别问题即使课本有参考步骤，但理解困难。这就要求老师在实验前，引导学生理解原理，方能有助于实验的顺利进行。如实验前要引导学生讨论弄清将实验用植物提前一昼夜放在黑暗处是为了消耗尽绿叶中本身的有机物，消除干扰；另外将同一片叶子一半遮光一半不遮光是为了设置对照试验，同时这样也有效地控制了单一变量；同时告诉学生在检验前用酒精隔水加热是为了溶解掉叶绿素有利于观察，同时提前告诉学生为什么酒精要隔水加热，避免了实验中不安全操作的发生。在扫除了以上实验疑惑和障碍后，学生如释重负，接着设计实验方案就难度降低了。又如在《探究花生种子大小的变异》实验方案设计中，充分利用教材中的参考提示，引导学生分组讨论取样数量及方法、测量技巧、数据处理办法等，集思广益，一步一步引导，自然生成了相对完整地实验设计，如发现部分学生认为将测量的数据用柱状图展示分析好，另一部分认为将测量的数据用折线图展示分析好，最终我们通过共同比较认为折线图更直观更有说服力，从而对设计进行了再完善。
三． 提前做好预实验，实验中任务分解到组到人，详细观察、实验，多形式呈现实验证据、数据等。
每一个实验因受材料、环境、操作方法等因素的影响，不可能完全符合预设结果，因此提前做好预实验才能做到心中有数，避免特殊情况发生，及时调整不合理的设计，达到节省实验时间，提高课堂效率的目的。实验过程中因许多实验需要多人分工配合，因此需要充分发挥实验小组作用，任务分解，责任到人。积极提供机会让学生通过详细地观察、亲身的实验操作、小组成员的讨论合作等活动尝试和实践，主动地获取生物科学知识，体验科学过程，形成一定的科学探究能力和科学态度与价值观，培养创新精神。同时引导学生对实验证据、数据等进行记录和整理，并选择最有利于结论得出的形式呈现。如在《模拟动物保护色的形成过程》探究过程中在预实验中发现部分学生受主观因素的影响，在捕食“猎物”时刻意抓取自己心仪的“猎物”。
这样与实际存在偏差，及时进行了修正，规定每一捕猎者捕食前背向实验台，组长发令后立即转向桌面，只有一秒捕猎时间，如果不能捕到，视为猎物幸存。这样在实验中减少了误差，节省了时间。实验中每一个小组提前安排了发令员、计时员、记录员、发言人等，学生实验紧张有序，充分参与，实验收集到的数据有的小组以表格形式呈现，有的以柱状前后比较图呈现，形式多样，效果极佳。
四． 对实验证据、数据及结论进行分析评价，联系本章节教学目标及重要概念，得出最终正确结论，对实验误差及错误分析原因，为以后同类实验提供借鉴。最后在全班进行结论交流评比。
教材中每一个探究实验必定与本章节具体教学目标及重要概念密切联系，因此结论的分析与评价直接关系到教学目标的最终实现。如在探究《花生种子大小的变异》实验中学生将实验数据记录在提前设计的表格里并在坐标纸上绘制成两条对比明显的曲线图，对于个别小组出现的过大误差，帮助共同分析原因，为后面的修正实验提供依据。最终分析得出花生种子大小的变异主要由遗传物质的不同引起，其次也与环境有关。分组在全班交流展示，本实验算是圆满完成。但结合本章节题目《生物的变异》，教学中应引申拓展实验结论，举一反三，由个例到整体，使学生理解用其他生物材料做此实验可同样得出类似结论，深刻理解生物的变异主要决定于遗传物质的不同，其次也受到环境的影响。从而实现本节教学目标及重要概念的要求。
以上是本人在探究实验教学中落实重要概念的点滴收获，由于探究实验是初中生物教学的难点和重点，不同的探究活动开展要求和形式不同，贯穿的重要概念侧重点不同，因此需要教师努力提高自身专业技能和修养，在教学中不断实践与探索，争取使生物探究实验教学与重要概念有效结合，提高教学效果.

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