摘 要:實驗是科學(xué)探究的基礎(chǔ),生物實驗一般可以分為兩類,一類是驗證性實驗,另一類是探究性實驗。而探究性實驗是指實驗者在不知曉實驗結(jié)果的前提下,通過自己實驗、探索、分析、研究得出結(jié)論,從而形成科學(xué)概念的一種認(rèn)知活動。探究性實驗的目的則是通過實驗來回答一個感興趣的問題,激發(fā)學(xué)生的好奇心,培養(yǎng)科學(xué)探究能力。初中生物教學(xué)的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng)及探索、解決生物學(xué)問題的能力,那么探究性實驗則是學(xué)生積極主動地獲取生物科學(xué)知識、領(lǐng)悟科學(xué)研究方法而進(jìn)行的各種活動。
關(guān)鍵詞:探究性實驗;初中生物教學(xué);運(yùn)用
一、探究性實驗的含義
探究作為一種現(xiàn)代教學(xué)模式,指的是探索研究,探尋追究,探究原因。美國教育薩奇曼認(rèn)為:“在教學(xué)過程中,應(yīng)使學(xué)生產(chǎn)生疑問:為什么事件會如此這般的發(fā)生?然后由學(xué)生為解答疑問,合乎邏輯地獲得資料和加工資料,并形成一般的理智策略,找到‘為什么事件就像現(xiàn)在這種樣子’的答案。這樣有利于發(fā)展學(xué)生理智素養(yǎng)和能力?!彼_奇曼提出的探究是發(fā)現(xiàn)知識的一種路線。隨著教育事業(yè)的發(fā)展,我國教育工作者也認(rèn)識到探究性學(xué)習(xí)在教育教學(xué)中的重要性?!读x務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出:“義務(wù)教育階段的生物課程是國家統(tǒng)一規(guī)定的,以提高學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)為主要目的的必修課程,是科學(xué)教育的重要領(lǐng)域之一?!彼岢妥裱恼n程理念是“面向全體學(xué)生”“提高生物科學(xué)素養(yǎng)”“倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”。而生物學(xué)中的探究性學(xué)習(xí)旨在轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,使學(xué)生能主動地獲取生物科學(xué)知識,體驗科學(xué)探究的過程和方法,形成一定的科學(xué)探究能力,從而提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。
在新課改理念的影響下,初中生物中涉及的實驗大多是以探究性實驗為主,是指實驗者在不知曉實驗結(jié)果的前提下,通過自己實驗、探索、分析、研究得出結(jié)論,從而形成科學(xué)概念的一種認(rèn)知活動。探究性實驗往往包括這樣幾個步驟,發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、創(chuàng)造性地解決問題。通過這些步驟,學(xué)生不僅掌握了所需的生物學(xué)知識,創(chuàng)造了一個生機(jī)勃勃的課堂,更重要的是探究性實驗有利于學(xué)生形成概念、掌握理論;有利于學(xué)生加強(qiáng)科學(xué)觀察、科學(xué)分析等科學(xué)實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng);還能激發(fā)學(xué)生探索精神、創(chuàng)新精神以及同學(xué)之間的合作精神;培養(yǎng)了學(xué)生良好的生物學(xué)素養(yǎng)以及學(xué)生主動去探索、解決生物學(xué)問題的能力。
二、探究性實驗的運(yùn)用
生物學(xué)是一門建立在實驗基礎(chǔ)上的自然科學(xué),它研究生物的
結(jié)構(gòu)、功能、發(fā)生和發(fā)展的規(guī)律以及生物與周圍環(huán)境的關(guān)系等。通過多年在生物教學(xué)一線的工作,我充分認(rèn)識到了探究性實驗對于
初中生物教學(xué)的重要性。在這里,我將教學(xué)中經(jīng)常用到的三種實驗設(shè)計方案歸納、總結(jié)如下:
第一種:教師提供所需實驗材料和主要的實驗方法,提出問
題,讓學(xué)生通過探究性實驗得出結(jié)論。例如,在八年級下冊第二十章《食品保存》中,探究“食品的腐敗是由微生物引起的嗎?”教師提供了新鮮的肉湯、酒精燈、三腳架、石棉網(wǎng)、大燒杯、保鮮膜等實驗材料和實驗器具,要求小組成員之間相互合作設(shè)計出實驗方案,并按照實驗方案進(jìn)行實驗。在實驗過程中充分體現(xiàn)出小組成員之間的合作精神、各成員之間分工明確,而且實驗過程中有的小組有了新的想法、方案都會及時地和其他小組分享、討論。最終實驗結(jié)論以實驗報告的形式上交。其中,出現(xiàn)了好幾個非常有創(chuàng)新的實驗設(shè)計,讓教師感到驚喜不斷。例如,有學(xué)生提出先將等量的新鮮肉湯分別倒進(jìn)兩個相同的燒杯中,標(biāo)上甲和乙;第二步是將甲燒杯中的肉湯煮沸之后冷卻,乙燒杯不動;第三步是將兩個甲乙兩個燒杯都用保鮮膜封好后放置在相同的環(huán)境中;最后,進(jìn)過一段時間后觀察甲乙兩個燒杯中哪個肉湯腐敗得更為嚴(yán)重。實驗現(xiàn)象:乙燒杯中的肉湯腐敗程度更大。實驗結(jié)論:甲燒杯中的肉湯經(jīng)過煮沸后可以殺死絕大多數(shù)有害微生物,甲乙兩個燒杯都被保鮮膜封好后可以阻止空氣中的微生物進(jìn)入燒杯中,最終乙燒杯中肉湯腐敗程度更大說明是乙燒杯中微生物的生長導(dǎo)致了肉湯的腐敗。整個實驗過程嚴(yán)謹(jǐn)、完整,設(shè)計新穎,足以看出是通過積極的思考、充分的討論得到的,同時體現(xiàn)出學(xué)生主動探究、自主學(xué)習(xí)的一種態(tài)度。實驗結(jié)束后,學(xué)生說他們很享受這樣的過程,而且收獲到了比知識更重要的東西——合作、友情、信心。其實,探究實驗的目的并不在于得到全班同學(xué)統(tǒng)一的結(jié)果,而重在使學(xué)生真正參與探究過程。在實驗中獲得具體的經(jīng)驗體會,讓學(xué)生懂得科學(xué)的探究方法,培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,讓他們的創(chuàng)新意識得到發(fā)揮,這可以讓學(xué)生受益終身,同時也能增進(jìn)同學(xué)之間的友情。
第二種:告之原理,提供研究方法和結(jié)論,讓學(xué)生根據(jù)自己的實驗做出判斷,并運(yùn)用原理解釋。
第三種:學(xué)生可以不限于教材或?qū)嶒炇謨灾械膬?nèi)容,而是自己提出要研究的問題,收集證據(jù),根據(jù)他們自己的實驗提出科學(xué)的解釋。從學(xué)習(xí)有關(guān)知識,到實驗設(shè)計、實驗準(zhǔn)備、實驗實施,直到得到實驗結(jié)論,每一步都包含著學(xué)生主動去探究新知的渴望,充分體現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性,即自主發(fā)現(xiàn)問題,自主探究思路,自主尋找方法,自主歸納結(jié)論。
其實,在探究性實驗中無論是哪種方式,在探究過程中都是學(xué)生占主體地位,教師扮演一個引導(dǎo)者、組織者和建議者的角色。通過探究性學(xué)習(xí)活動,學(xué)生既能理解、掌握和應(yīng)用知識,又能提升他們收集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析解決問題的能力、交流與合作的能力,特別是培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力。同時,由于探究性學(xué)習(xí)具有實踐性、過程性、開放性、自主性的特點,在中學(xué)生物教學(xué)中實施探究性學(xué)習(xí)方式有利于學(xué)生主體意識和主體能力的形成和發(fā)展,有利于塑造學(xué)生獨立的人格品質(zhì),建立他們的自信心。
(作者單位 甘肅省白銀市育才學(xué)校)