例析初中生物探究性实验的教学策略

投稿浅川
更新时间2016-02-03
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　1 前言
　　生物课程中的科学探究是指学生积极主动地获取科学知识，领悟科学研究方法的各种活动。科学探究通常包括：提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论和表达交流。科学探究能够使学生主动地获取科学知识，体验科学过程，形成一定的科学探究能力和科学态度价值观，培养创新精神。然而在具体的生物教学中，很多实验开展起来难度很大，存在诸多问题，如有些实验材料难以准备，器材相对不足;师生重视程度不够，探究内容浅显，探究过程仓促，或对于探究结果存在想当然的情况，教师告知实验结果，学生习惯性接受……这些原因导致一些生物实验教学流于表面，学生在体验科学探究的过程中达不到提高科学探究的能力的目的。
　　2 以“探究蚂蚁的觅食行为”的实验教学为例
　　笔者将以苏教版“动物的行为”一节为例，分析初中生物探究性实验教学如何从纸上谈兵到实战演练。动物的行为是动物适应其生活环境所表现出来的各种动作，动物的行为对动物的生存和发展有利。教材安排了探究蚂蚁的觅食行为的探究性实验，目的在于让学生初步掌握探究动物行为的方法。教材中提出的问题：“蚂蚁的觅食行为与食物的气味和颜色有关吗？”很多教师在进行这部分内容的教学时，常常只停留在教学设计上，即纸上谈兵。当讨论出实验方案后，教师往往会因为时空限制把实验放在课后，或根本不实施，即没有实战演练。
　　这个探究性实验看似简单，但在实际实验设计、实施的过程中存在诸多问题，对于培养学生探究自然界奥秘的能力和锻炼学生进行科学思维具有非常重要的作用，因此非常值得开设。但如何让学生在课堂上设计完实验后还能动手做实验，即从纸上谈兵到实战演练，一直是笔者非常困惑的问题。
　　2.1 探究实验存在的问题
　　在实际准备的过程中，笔者发现该实验难以完成的主要原因如下：（1）实验的可操作性，要在课堂上观察蚂蚁在自然状态下的觅食行为是非常困难的，只能模拟自然情况。且上课时，已经是深秋时节，很难捕捉到蚂蚁，学生也很难在课下观察到蚂蚁的觅食行为。（2）实验的可控性低：实验时，蚂蚁四处活动，不受控制，不断有蚂蚁试图逃走。（3）实验结果与常识相悖：很多蚂蚁聚集在食盐一侧，并不像想象的那样聚集在糖的一侧，令师生感到非常的困惑。
　　2.2 解决方案
　　（1）获取实验材料。
　　为了解决实验材料难以获取的问题，笔者曾组织学生在校园里寻找蚂蚁。由于时值深秋，温度较低，捕捉来的蚂蚁数量很少。笔者将学生捉来的蚂蚁放在一个桶里喂养，第二天早晨发现仅有少数几只蚂蚁存活，大部分蚂蚁死亡，后来得知是因为不同种群的蚂蚁聚集在一起存在斗殴现象。如何得到一定数量同一种群的蚂蚁成为了个难题，最后网购了几十管蚂蚁，每管10只。这些蚂蚁来自同一种群，因此相安无事。
　　蚂蚁在运输的过程中，靠管子两端的海绵里浸的糖水为生，到货之后由于长途跋涉蚂蚁比较虚弱，所以不能立即开展实验，需要饲养一段时间。
　　（2）设计实验方案。
　　学生以小组为单位，提出自己想探究的关于蚂蚁觅食的问题。如蚂蚁的觅食行为是否和食物的气味、颜色、形状、大小等因素有关？由于时间有限，课堂上统一探究“蚂蚁的觅食行为与食物的气味有关吗”这一问题。教师引导学生作出假设，制定具体的实施方案。待课堂上实验操作完成后，学生在课后就有能力科学地设计方案，完成其他探究。
　　得到蚂蚁后，学生开始设计实验方案，最初准备将蚂蚁倒入硬鞋盒中，4个角落分别放置不同气味但相同颜色的食物。实验时发现，倒入时蚂蚁受震动而惊吓，四处逃窜，无法完成实验。因此只能盖上盒盖，待蚂蚁完全稳定后才能开展实验。学生提出质疑：打开盒盖后，光线射入是否会对蚂蚁的觅食产生影响？
　　因此，笔者引导学生对实验装置进行了进一步的改进。课前将蚂蚁放入一次性带盖透明的快餐盒里静置一段时间。为了探究蚂蚁的觅食是否与食物的气味有关，实验时在餐盒的4个角落分别放置蘸有清水、糖水、盐水、白醋的四个海绵块。实验时发现，有些蚂蚁会沿着盒壁爬出趁机逃走，因此为每个小组准备了小毛笔一只，防止蚂蚁逃脱。但这样依然不能阻止蚂蚁逃跑。因此笔者查阅文献自制了蚂蚁防逃液，其成分是酒精和滑石粉（体积比4∶1），将防逃液涂在塑料快餐盒的内壁并吹干。这样蚂蚁只能在底部活动。
　　（3）实验结果与常识相悖。
　　实验装置准备完毕后，学生们兴致勃勃地开始实验了。他们都想当然地认为，蚂蚁肯定争先恐后地向蘸有糖水的海绵处聚集。可是当观察到实验结果时，学生都困惑了。很多小组的蚂蚁在实验后纷纷向蘸有盐水的海绵处聚集，反而糖水处无蚁问津。这是为什么呢？
　　查阅资料发现，所有动物从蚂蚁到人类都需要盐来维持其身体神经和肌肉的活动性以及水分的平衡。在满足了身体对于盐分的基本需求之后，蚂蚁才会去觅食糖食获取能量。网购的蚂蚁在学生养殖的过程中只喂养了清水和糖水，因此在实验时才会由于身体的需要优先选择了蘸有盐水的海绵。寻找到原因后，学生在接下来的喂养过程中，每天给蚂蚁添加了少量盐水，满足其基本需求。课堂开展实验时，蚂蚁的觅食行为终于和人们的常识吻合了，纷纷向蘸有糖水的海绵处聚集。
　　3 创新之处
　　3.1 实验材料上进行的创新
　　笔者经过反复实验后认为，蚂蚁从野外被捕捉到实验室，由于受到惊吓而逃生或首先忙于筑巢等过程，根本无暇顾及觅食。不同种群的蚂蚁聚集在一起相互争斗，存在大批量死亡现象。为了保证能够在课堂开展实验，笔者采纳了学生的建议从淘宝购买蚂蚁。收到蚂蚁后，不能立即开展实验，需要喂养一段时间让蚂蚁适应所在的环境。在喂养过程中需要提供充分的水分、盐分、糖分，满足蚂蚁的正常生命活动的需要。之后笔者在淘宝上先后购买过天竺葵、草履虫、水蚤等生物材料，尽可能地保证每个探究性实验的顺利开展。
　　3.2 实验方法上进行的创新
　　蚂蚁在自然状态下的觅食行为和课堂相比更加真实，效果也更明显。但由于教材安排的实验已在深秋，自然状态下蚂蚁很难寻觅，因此网购了蚂蚁在课堂完成该实验。虽然该实验在课堂完成，但是实验装置应该尽可能地接近自然状态，才能够得出更为科学的实验结论。但是实验时发现，蚂蚁并不会如所预期的那样行动，会四处逃窜，似乎求生的本能大大超过了觅食的需求。学生选择用手去捉准备逃逸的蚂蚁，用毛笔去赶，但效果都不理想。盒壁涂上了蚂蚁防逃脱液后，蚂蚁只能在盒底活动后，开始寻觅食物。看似简单易操作的实验，在实施的过程中，会遇到各种各样的问题，如实验的可操作性、设计的合理性、现象的科学性等问题，需要教师勇于改进实验，即要有勇气;善于思考问题、观察生活、联系生活，即要有灵气;善于集中集体的力量，共同解决问题，即要有人气。
　　3.3 实验评价上进行的创新
　　上课时，该实验进行了10 min。大部分学习小组观察结果一致，但也有些小组的实验结果与预期不一致，如有些蚂蚁一直徘徊不前，或到处转动，或选择了蘸有盐水、清水的海绵。教师不要急于总结实验结论，可以实施延时评价，让学生把实验装置放到抽屉里，继续上课，待下课时再拿出来再次观察，此时发现大部分蚂蚁聚集在蘸糖水的海绵上。本文由wWW.dyLw.NeT提供，第一论文网专业代写教育教学论文和论文代写以及发表论文服务，欢迎光临dYLw.nET
　　下课后，学生可以利用该实验装置继续完成其他探究实验。教师不限制学生的探究内容，学生可以自由发挥，极大地激发了学生的探究乐趣。每个小组的食物选择不尽相同：有的用不同颜色的糖果，有的用白芝麻和黑芝麻，有的用辣椒酱和番茄酱。在本实验中，教师将学生的主体性、激励性和发展性作为实验评价的价值取向，培养了学生的学习兴趣，提升了实验能力。